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教师该如何走进“人工智能”

[   现代教育报   ] 作者:
2017-12-04 15:39:34 |
  核心提示
  
  近日,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科、培养复合型人才。人工智能时代的到来,对教师教学、课堂、职业生涯又有哪些影响呢?本期,我们一起来聚焦探讨教师该如何走进“人工智能”时代,迎接新技术的挑战。
  
  聚焦1、师资力量
  
  是信息技术教师还是全学科教师,人工智能课程应由哪科老师来教?
  
  人大附中高三学生薛君是一名天文爱好者,从高一开始,她就喜欢上了学校开设的人工智能课程,通过学习虚拟现实技术,他萌生了将天体物理与虚拟现实技术相结合的想法。在老师和同学的帮助下,薛君利用课余时间研发出了一套天体物理虚拟现实系统。“在我研究的过程中,很多学科老师都给予了我很多帮助,不仅有科学信息技术老师,还有物理等专业学科教师。”
  
  在人大附中,像薛君一样利用新技术学习实践的学生们越来越多。据了解,除了虚拟现实技术,无人机编队飞行、人脸识别、神经网络等人工智能技术也被学生纷纷尝试,学生在教师的带领下,积极开展项目实践,深入动手研究。在“机器人与智能控制”课上,授课教师苏晓静告诉记者,这是一门考验综合思维能力的课程。“开发机器人是团队合作的项目,在这个过程中对学生的合作、交流能力提出了很高的要求。对老师来说,也是一个不小的挑战。”
  
  ■专家观点
  
  教师应借力 协同开展教育服务
  
  余胜泉(北京师范大学(分数线,专业设置)教授):由于人工智能及相关课程的专业性强,所以不妨预测一下,人工智能课程是由信息技术专科教师教的。这并不意味着信息技术教师一定要自己开发人工智能课程,他们可以借助在线的、成熟的人工智能课程,在线下给予孩子面对面的实时指导。
  
  目前已经有一批成熟的面向高校学生的人工智能在线课程,相信在不久的将来会涌现出一批面向中小学生的此类课程。高校、企业等的人工智能相关的优质资源也可能进入课堂。学科、班级和学校的边界将逐渐被打破,互联网的万物互联改变了社会组织机构以及大规模的社会化系统,未来教师,不仅是信息技术教师,而且是全学科教师都要擅于基于大规模的社会化协同开展教育服务。
  
  ■记者调查
  
  从我国的人工智能教育相关课程实践来看,国内目前开设的人工智能课程比较单一,还没有形成一套完善的体系,涉及的层面也比较简单。学校内多开展的还是STEM(科学、技术、工程、数学)创新教育,专门的编程等教学还是以课外培训机构提供为主。相比国外,我国人工智能和编程教育的普及率还不高。此外,现在国内大部分还是应试为主,除了一线城市的一些学校外,基本也就是成绩好的学生另一种竞赛选择。因此,从师资方面来说,除了课外活动机构,如少年宫、科学实验项目社团等能够提供专业教师外,很多学校普遍由信息技术或科学教师带领学生探索人工智能教育。
  
  聚焦2、教师职能
  
  是取代还是助力,未来,学生还需要教师吗?
  
  “口袋课堂”是北京市第十二中学引入的智慧课堂教学系统,它通过电子设备的远程平台操纵,让教师通过设备手写板开展远程教学,师生在家就可以共同完成课堂教学。同时,该系统还具有录制微课、批改作业、统计分析学生学情等功能。
  
  据北京十二中常务副校长王自勇介绍,“口袋课堂”系统一开始用于雾霾或极端天气,主要是保障师生停课不停学,在试用推广后,受到了师生的欢迎。“系统不仅使教师教学资源多样化,还提高了师生教与学的互动性效率,同时会根据教学情况进行数据分析,成为了教师的得力助手。”
  
  此外,在2017年全国智慧教育新发展高峰论坛中,科大讯飞智能阅卷技术也受到关注,它基本实现了作文的智能批改和理科大题的智能批改,在2016年湖南省研究生入学考试英语科目的智能批改测试中,计算机智能批改的一致率、平均分差和相关度均优于人工批改。
  
  ■专家观点
  
  人工智能无法取代教师“社会价值”
  
  赵勇(美国堪萨斯大学杰出教授,北京师范大学未来教育高精尖创新中心学术指导委员会委员):在短期之内,人工智能无法取代人类。人和机器之间还是存在差异的。首先,人发现问题,机器解决问题。所以教育在培养学生解决问题的能力之外,应该重点培养学生发现问题的能力。其次,机器不具备社会属性。到现在为止,计算机与人交流都是提前准备的虚拟答案。最后,机器不具备心理属性,没有情绪变化。所以同机器相比,教师应该看重自身作为人的独特价值,提高我们的社会价值、心理价值和利用全球化资源的能力,承担起培养学生创造未来,而不是进入未来的社会责任。
  
  现阶段,大部分人工智能处于弱人工智能的状态,但是人工智能技术本身在快速地更新迭代。目前,北京师范大学未来教育高精尖创新中心正在联合全球学者研发人工智能教师,预计在未来,人工智能水平有可能与教师媲美,甚至会做一些教师处理不了的事情。
  
  ■记者调查
  
  目前人工智能在教育领域的应用技术主要包括图像识别、语音识别、人机交互等。比如通过图像识别技术,人工智能可以将老师从繁重的批改作业和阅卷工作中解放出来;语音识别和语义分析技术可以辅助教师进行英语口试测评,也可以纠正、改进学生的英语发音;而人机交互技术可以协助教师为学生在线答疑解惑。除此之外,个性化学习、智能学习反馈、机器人远程支教等人工智能的教育应用也被看好。
  
  北京师范大学教授余胜泉和赵勇将在第四届“互联网+”教育之学生全面发展论坛上进行发言,针对人工智能增强教育和人工智能核心素养进行探讨。他们表示,未来,人工智能不能取代教师,但是使用人工智能的教师却能取代不使用人工智能的教师。一方面,人工智能会在“讲、测、考、练”等某一项单一技能上超过教师;但另一方面,人工智能却无法做到与学生之间的情感交流、开展立德树人等价值观教育。机器会取代教师完成重复率高、机械性强的工作,如知识讲授、作业批阅等。智慧化的工作会通过人机结合的方式完成,比如个性化教学、精准教研等。教师可以在现有大班级授课模式下,通过大数据、人工智能等技术的支撑,了解每一个学生的学科能力、心理素质、体质健康、综合素质等,实现基于大数据的个性化教学和精准教研。
  
  但教师的职责和角色却无法被取代,正如人大附中校长翟小宁所说,“人工智能+”时代下,教育的灵魂在人的温度,在立德树人,在点燃和唤醒。
  
老师带领学生做科学实验。
  
  聚焦3、教学目标
  
  是浅度体验还是深度实践,人工智能是否应让学生“浅尝辄止”?
  
  去年,故宫博物院上线了一款运用VR(虚拟现实技术)参观博物馆的系统软件,受到了很多中小学校的欢迎。很多师生都通过“VR数字博物馆”穿越时空,回到古代,感受古代的人文气息,一位参观学生曾表示,“通过技术,让我看到了‘活’的文物,让我觉得与古人之间可能只差一个VR头盔。一个按键,我就可能随时穿越到过去,感受真实的古人生活文化。”
  
  而在人工智能技术方面,人大附中则在对科学技术发展和未来教育趋势的充分认识的基础上,探索并开设了相关选修课程。让学生充分接触到计算视觉、脑机交互等人工智能新技术,并在专业教师的指导下,挖掘学生自身的兴趣点,利用个性化的项目开展逐步深入的学习和研究。“每个研究方向的课堂里有20-30个学生。教师基于学生自己的兴趣和需求,开展个性化指导。”人大附中信息技术教研组长、信息中心副主任袁中果告诉记者,很多人工智能作品都是出自学生自己的“点子”。从通过人脸识别进行的课堂签到,到基于大数据的电视剧收视率预测,再到运用表情识别和脑科学进行的课堂注意力监控……在项目研究和实践作品中,学生的日常生活和人工智能教育紧紧“拥抱”了。
  
  ■专家观点
  
  用技术激发学生幻想 补齐人文边界
  
  吴俊杰(中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家委员会副主任委员、北京景山学校信息技术教师):从操作层面来看,让更多的学生参与到人工智能教育的活动中是很有意义的。对于培养青少年对人工智能技术的兴趣来说,一些科技馆、博物馆、少年宫等的体验场所已经足够。但作为学校教育新热点的人工智能教育,仅仅安排一些简单的编程教育,让学生“浅尝辄止”是不够的,只强调科学技术,丧失人文思考也是行不通的,应当通过编程教育、软硬结合的具体案例让学生驾驭技术应用,甚至可以鼓励学生将现有的技术应用做合理的科学幻想,以文学创作的形式补齐人工智能教育的人文边界,从而产生知识产权价值。另外,在中小学人工智能教育的实施过程中,也应提供一些供学生开展竞赛的平台,鼓励学生深度学习和应用。
  
  ■记者调查
  
  记者在人大附中采访中了解到,学校通常会在选修课程结束后,让学生提交一些相关作品和理念设计报告,并接受高校专家的评审答辩。通过这种形式,很多接触到人工智能教育的学生或许已经开始走上了驾驭技术应用的道路,甚至有些学生明确了自己的人生规划和职业方向。
  
  在人工智能越来越多地“进入”生活之后,在中小学开展人工智能教育十分必要。从体验的角度,一些科技馆等教育场所承担了部分激发、培养学生对人工智能的兴趣的任务。在学校教育中,人工智能教育在我国中小学的开展尚处在起步阶段,国家将“普及编程”作为人工智能教育的基础内容,鼓励学生通过学习,培养适应未来社会的能力和素养。在这一过程中,一些中小学校通过整合校内和社会资源,已经迈出了探索的步子。
  
  国外如何在教学中应用人工智能技术
  
  美国教师经常使用SCAMPER教学法引导学生做创新教育课程设计,引导学生运用科学的方法对问题进行思考,通过技术手段以及逆向(工程)的方法对设计思路进行逻辑梳理,引导学生学会用科学的方法进行构思,激发创造力。
  
  在法国巴黎商学院,一款带有人工智能的面部识别软件 Nestor被用于帮助教师找到那些上课没有集中注意力的学生。它利用计算机网络摄像头,跟踪学生的眼球运动和面部表情,在对收集到的数据进行分析,以评估学生的课堂参与度和注意力集中程度。很多使用该软件的教师认为,这样可以帮助他们在上课时观察到学生注意力是否分散,并随时根据学生的状态调整教学计划,同时也可以根据这些数据,了解到学生注意力下降时可能错过的知识点,以此来调整考试内容,巩固教学成果。

责任编辑:王艺锜

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