人工智能是怎样一步步改变教育的
所谓人工智能，简而言之，即是让机器来模拟人类认知能力的技术。从实际应用的角度来说，人工智能最核心的能力就是根据一定的“算法”，使得机器与人类相比在面对外部世界时“耳更聪”“目更明”，在解决问题的过程中“心更灵”“手更巧”。人工智能在教育领域具有极大的应用领域和前景，历史上，为满足学生个性化学习需求、让学生更为主动地学习，利用机器辅助改善教育的努力早已有之。
20世纪20年代，美国著名的教育心理学家普莱西(S.Pressey)就设计了几种自动测验学生智力和知识的机器，以便让学生按照自己的节奏学习知识，并在学习后得到及时反馈。但是让普莱西失望的是，该机器虽然被发明出来了，但是普莱西所期望的“教育产业革命”并没有出现。从教育技术发展史的角度观之，普莱西的重要贡献在于，和以往的利用电影放映机、电视装置、影片及磁带录音等视听教学辅助机器相比，他想出了一个让学生担任主要角色的机器。1958年，著名的行为主义心理学家斯金纳(B.F.Skinner)在《科学》(Science)上发表了“教学机器”一文，他认为，要满足越来越多受教育者的需求，仅靠办更多的学校和训练更多的老师是不够的，需要发明一台机器来替代教师或教材的部分功能，以便让教师和学生进行更有成效的交往，不让学生成为学习的被动接受者。基于学生学习的实验结果，他发明了“能为自我教学创造最有条件”的机器，以便像“私人导师”一样支持学生循序渐进地、自主地学习。在随后的岁月中，努力设计更为精密的教学机器辅助学生学习更有效的尝试并没有停止。
纵而观之，尽管利用教学机器来改善教学的努力并没有取得理想的效果，但是利用技术普及教学、提高知识学习效益、让学生学习更为自主的思想和实践是非常值得肯定的，如程序教学所倡导的积极反应原则、小步子原则、即时反馈原则、自定步调原则等，在今天依然是指导教育信息技术应用的重要理念。分析当时机器教学没有得到充分实践和有效利用的原因主要有如下三点：机器教学在程序设计上还存在不少问题，不能满足复杂的教学需要；在当时普及这些教学机器也不可能；社会上还缺少系统的技术支持等。今天，随着移动互联网的发展，超大规模数据被记载，计算机的运算能力大幅增强，深度学习等算法和运算性能发展快速，这些代表人工智能的核心领域已有了翻天覆地的变化和进步，并已经深刻地改变了人类的生产和生活方式。教育作为人们生产和生活方式的核心领域之一，不可能成为例外，这也再次引起了人们利用技术改变教育的热忱和努力。
人工智能改变教育的现实关照和未来展望
学生学习更加自主。过往的岁月中，教育经历了少数人的个性化教育(主要体现为教育中的师徒制和私塾制)到多数人的标准化教育(主要体现为班级授课制度和现代学校制度)。这其中，既离不开制度变革的保障，更需要有技术的支持。随着移动互联网等现代信息技术的发展，教育将迎来多数人个性化教育阶段。如果说中国古代的因材施教的理想体现在少数学生身上，那么，移动互联网等现代信息技术，尤其是人工智能技术的发展将使得对多数人乃至对每一个人的因材施教成为可能。丰富的在线资源、智能的诊断与推送等，使得学生可以自主和个性化地学习。当今的学校教育已经开始体现这一特点，并将在未来得到进一步发展。
教师工作将更具人性和创造性。人工智能技术的发展将极大地解放教师在认知领域的教学与评价工作，如事实性知识、概念性知识以及部分程序性知识的教学都可以由机器来完成。学生作业的自动批改，在线学习的智能支持和服务等，这些都可以通过技术来解决，甚至技术解决问题的效率要远远高于教师。微课视频可以让学生反复观看，智能诊断系统对学生作业的批改的效率、反馈的及时性等远远高于教师。所以，人工智能的运用可以将教师从大量的重复性机械劳动中解放出来。这样教师就有了更多时间和学生进行个性化的交流与沟通，组织学生参加更多的活动，进行更有效的教学设计等，充分发挥教师作为人的不可被替代的作用与功能。从知识分类的角度而言，认知领域的教学交给机器，让教师有更多的时间从事情感态度价值观领域的教育以及动作技能领域的教与学。从我国古代教师的“传道”“授业”“解惑”的角色而言，“传道”“授业”的功能部分可以由人工智能来替代，“解惑”等更具创造性、更具有人性的工作，需要教师做得更多、更好。
课堂教学更多实践和体验。人工智能时代学生学习打破了时空限制，随时随地均可在线自主学习。那么将师生聚集在一起的课堂教学有哪些不可替代的功能，就成了一个重要课题。和学生在线自主学习不同，师生面对面的课堂教学，应有更多的实践和体验、更多的活动和交流。未来学校课堂可能会有诸多形式，翻转课堂应是其中一种。基于学生课前在导学任务单帮助下的在线自学，来到师生面对面的课堂上，人文社科类的课堂，师生、生生之间可以有更多针对问题的深度研讨；物理化学等实验类的课堂，学生可以有更多的时间开展探究实验；音乐美术类的艺术课堂上，师生可以有更多的时间进行艺术鉴赏和创作；语言类的课堂上，学生可以有更多的时间进行口语对话练习。与此同时，基于学生在线的自主学习，学校可以组织更多的社会实践，开展更多的活动，丰富和深化学生的学习体验，让学生的学习更加自主，更加主动活泼，学习内容更加综合，切实改变当前课堂上学生被动学习为主、知识接受为主的现状等，这是人工智能改变课堂教学的重要方向。
教学管理更富弹性和灵活。和上述移动互联时代学生学习时空的改变相一致的是，学校的教学管理需要更加灵活、更具弹性。每节课不一定是现在的40分钟，每天也未必是7节课。学习论早就指出，针对特定的内容，为了达到特定的掌握程度，每个学生所需要的学习时间是不一样的，有的学生10分钟即可掌握，有的学生需要30分钟。掌握是一个常量，学习时间则是变量，当然学习的变量还包括学习的材料、学习者个人的天赋以及学习的形式等。以往在特定的教室内，在统一的时间内学习统一的内容，进行同样的评价的班级授课制度，在历史上，对于满足大工业时代对大批受过教育的人才的需求，做出过巨大的贡献。但是针对不同的学生个体，班级授课制这种整齐划一的教学管理制度，也越来越暴露出其不能满足学生个性化学习需求的弊端。人工智能时代的教学管理需要更具弹性，基于学生学习的需求和掌握程度进行调整。目前美国日益增多的虚拟学校，在这方面做出了诸多尝试，即拉长教学管理单位的周期，学校以学时、掌握程度即学分考核学生，至于学生在什么时间学习、每次学习多长时间，则由学生自主决定。
教学评价更加多元和客观。评价是检查并促进学习的重要方式，利用人工智能技术改善学习评价，尤其是诊断性的学习评价，是人工智能之于教育最具潜力的领域之一，当前人工智能技术也催生了诸多智能诊断产业。和学生学习自主性相一致，在人工智能技术的帮助下，人工智能平台随时主动收集、自动抓取学生学习的各个数据点，形成针对所有学生和每个学生的数据集。基于特定的分析模型，平台快速及时地对每个学生的学习形成诊断评估报告，并给予个性化的学习资源和发展建议，切实做到一个学生一把尺子、一个学生多把尺子，促进学生做最好的自我，改变一把尺子评价所有学生的现状，让评价更为科学、客观和及时。
综上，以人工智能为代表的现代信息技术将在学习形式、教学形式、教学任务、教学管理、教学评价等五个方面深刻改变中小学的现状。这些改变在有的学校已经发生，有的学校还缺乏应有的回应。未来已来，将去未去，当前教育界一方面对信息化与人工智能充满期待，期待着信息化与人工智能能引领教育的一场新变革，另一方面，却面对眼前的、自己面临的变革缩手缩脚，害怕变革带来眼前利益的失去。
反思：学习研究、技术支持、制度保障，三位一体共同促进教育改变
利用信息技术促进教学改进的努力从未停止，有些取得了理想的成效，有些却不尽如人意。仔细分析，信息技术促进教育的改变需要如下三方面的共同努力，系统推进。
学习研究的深化。近百年来，现代科学对人与自然的关系、人与社会的关系研究都取得了丰硕的成果，唯独对人自身的研究还不深入，还处于启蒙和初始阶段，尤其是对人是如何学习的、大脑是如何工作的等脑科学的研究才刚刚开始，对学习规律的揭示更有待深入。人工智能技术是旨在让机器模拟人的认知能力，让机器具备人的听说读写能力。从这个意义上而言，对人自身学习特点的研究越是深入，对学习规律揭示得越多，教育的规律总结得越多，人工智能促进学生学习的可能性就越大。当前不少致力于做学生学习智能评价的产业，一方面困惑于使用什么样的技术来开发系统，另一方面更多地困惑于究竟该怎样评价学生的学习，评价哪些方面，如何评价，标准是什么，模型是什么等这些更为基础的领域。因而，以人工智能为代表的现代信息技术促进教育改变的前提，是人工智能技术的应用符合学习和教育规律。随着对学习规律和教育规律揭示得越来越清晰，人工智能服务于教育的机会和可能性就越多。
技术的系统有效支持。和上述对学习规律研究的不够深入相一致的是，虽然现代信息技术早已深刻改变了人们的生产生活和交流方式，但是现代信息技术在教育领域的应用和发展未见得那么乐观，真正符合教育教学规律的技术还远远不够，更缺乏对教育教学的系统支持。即使在今天大力推动教育信息化的背景下，真正符合学校教学特点、能让师生便捷使用的技术和平台并不多。在不少推进教育信息化改革的学校，教师也经常会抱怨，“费了很大工夫，效果也不过如此，甚至还不如不用”“使用起来不便捷、不友好”等，这些都说明：适合学校教育教学的技术本身还需要大力研发和创造。
管理制度的调整与保障。如果说以人工智能为代表的现代信息技术在教育中的应用，是促进教育发展的生产工具和生产力的话，那么适应该生产力发展的上层关系即教学管理制度，则需要作出相应的改变和调整。以往基于单纯的线下教育的教学管理制度，显然是不适应当前线上与线下结合的混合教学管理的需要。这在当前深入推进教育信息化改革的学校中已经表现出来，比如越是翻转课堂深入推进的学校，越是感受到了和传统教学管理以及评价制度的冲突和不适。
可汗学院的创始人萨尔曼·可汗几年前就说过，在移动互联的现代信息技术背景下，许多的习以为常的学校管理制度都是需要重新反思的，比如暑假这一我们都非常熟悉的学校制度，就是农耕时代的产物，师生需要收割和种植，再加上过于炎热的天气，才产生了暑假。但是从学生知识学习和思维发展的角度而言，两个月的暑假是人为地终止了学生知识学习和思维发展的连贯性，没有任何益处。假期应该是根据每个人的需要来放的，疲劳或生病时自然需要假期，身体健康、精力充沛、思维活跃时，就应该好好学习。至于一天是否一定需要7节课、一节课是否一定需要40分钟，在当前以及未来移动互联的泛在学习条件下，教学管理制度都是需要重新思考和设计的。
因而，以人工智能为代表的现代信息技术促进教育发展，一方面需要根据学习和教育的规律，研发出适合学生和教师使用的现代教育信息技术；另一方面，不断调整和改进管理制度，保障好的技术能够在教育教学中有效使用，也是促进技术改变教育不可或缺的重要一环。上述三个方面，对学习规律的研究、系统的技术支持以及制度的不断改进等，是现代信息技术促进教育改变的系统工程，缺一不可。
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