■人机协同教学的起点是借助机器智能分析与教师经验判断,建立符合学生差异化需求的教学目标。以此为基础,进一步破解如何激发学生深度参与的教学互动、如何实现伴随式的精准教学评价与反馈
■人机协同教学的关键在于构建充分发挥学生主体性、促进学习真正发生的教学形态。要通过教学目标与学情动态匹配、师—生—机多向适应性交互、伴随式诊断与精准化反馈,构建师生机的深度合作关系
■人机协同教学实施需要针对具体教学场景与问题,在“师—生—机”三者数据与信息充分交互中完成人机双向赋能、协同决策,实现从目标决策到过程互动再到评测反馈的全流程合理设计
当前,人工智能技术加速迭代演进,引领高等教育数字化创新发展,重塑高等教育教学模式。具体来讲,生成性人工智能应用逐渐演化成为具有一定能动性、适应性和自主性的智能体,以AI助教、AI学伴等形态融合应用于高等教育教学中,对传统教学模式进行要素革新与流程再造,并逐渐形成“人机共教、人机共育”的人机协同教学模式,逐步实现规模化与个性化兼顾的教学形态,以满足智能时代对大批创新人才培养的需求。
1人机协同教学的起点是什么
当前,“以学生为中心”是高校课程与教学创新的基本理念。因此,人机协同教学的起点是借助机器智能分析与教师经验判断,来建立符合学生差异化需求的教学目标。以此为基础,进一步破解两个关键问题:一是如何激发学生深度参与的教学互动,二是如何实现伴随式的精准教学评价与反馈。
就教学目标设定上,需要关注如何在内隐素养的外显分析与挖掘中把握“预设”与“生成”目标的平衡。当前,高等教育的教学目标从知识技能传授向学生核心素养的培养转变,更加强调引导学生自主探究与主动建构,发展其批判性思维、复杂问题解决、学习迁移等高阶能力。然而,核心素养是学生内隐关键能力与必备品格的体现,因此,高校教学中需要依托人机协同的环境条件,实现对内隐素养的外显分析,更加精准识别学生当前的素养水平。此外,高校教学目标不仅要实现学科知识概念、定理和公式等客观性、规则性“预设”知识的积累,还要在此基础上打破特定专业对知识边界的窄化限制,重视内隐性、实践性的主观“生成”知识,即更多需要靠学生亲身参与、感受体悟、意会等方式获得知识。这就要求教学目标设置中,充分分析挖掘学习者的学情信息,实现预设性与生成性教学目标的平衡。
围绕教学目标设定的内容、方式的改变,课堂教学策略与评测反馈也随之改变。就教学策略,生成式人工智能技术融入课堂的人机协同教学赋予教师、学生、AI智能体各自承担不同的角色与任务,同步塑造了新型合作关系,加速知识的共享与生成,使学习过程成为共同解决问题的深度互动过程。就评测反馈,智能技术扮演了学情分析师、个性化学习规划师等角色,辅助教师评估学生达成目标的状态,进而调整教学策略。
因此,如何充分发挥人机协同的智慧,实现对学生知识理解、思维发展、价值塑造等高阶目标的伴随式精准评测还需进一步探索。需要注意的一点是,尽管精准的伴随式评价需要采集全流程、多场景、多维度的学习数据,提高数据采集的连续性和可追溯性,但更不能打断师生正常教与学的进程,以免带来教学负担。
2人机协同教学的核心环节是什么
人机协同教学的关键在于构建充分发挥学生主体性、促进学习真正发生的教学形态,需要重点聚焦通过教学目标与学情动态匹配、师—生—机多向适应性交互、伴随式诊断与精准化反馈来构建师生机的深度合作关系,激发群体智能,促进学生深度学习。
一是教学目标与学情动态匹配。在实现预设性与生成性教学目标平衡的过程中,需要清晰明确“人”“机”的角色定位与协作机制。在角色层面,教师需要自上而下融通专业与社会需求,判断学生应达成的核心素养目标;智能体承担更多自下而上分析学生学情的任务,在规模化课堂教学中挖掘学生群体学情,在个性化互动交流中挖掘学生个体学情。在协作机制层面,重点体现在两方面:教师“教什么”方面,教师依据智能助教提供的群体学情报告,判断学生当前素养水平与目标水平之间的差距,从而科学设置教学目标、规划教学内容等;学生“学什么”方面,智能学伴基于学生个体学情的跟踪与判断,感知学生在学习中引发的新问题与新目标,为学生匹配相应的教学资源与内容,以实现生成性教学目标。
二是师—生—机多向适应性交互。在人机协同教学中,智能体以自然语言为交互渠道,理解与回应师生意图。在多向交互中,智能体以三种不同形态化身为教学助手,具体表现为:第一,智能体作为共教者参与到师生交互中,替代师生之间的知识性问答与反馈,提升以获取知识为目的的交互效率,使师生有更多时间与空间进行基于生命体验的交流,满足学生的人格与生命发展的需求。第二,智能体作为共学者参与到生生交互中,为学生群体之间的协作提供更个性化的认知与情感支持,提升学生人际交往与协作问题解决等高阶思维能力。第三,智能体作为伴学者参与到学生与自我的交互中,为学生创设论文答辩、面试求职等虚拟情境,可以及时发现学生问题与薄弱项,提供客观理性的改进建议,促进学生自我发展。
三是伴随式诊断与精准化反馈。在人机协同教学中,智能体作为智能助教来增强教师感知与加工信息的能力,并捕捉教学过程中多源数据,智能分析学生学习情况,实现教学评价从教师单一经验判断向数据循证转变。在评价标准上,智能体协同教师制定出导向素养达成且可观察、可操作的评价标准;在评价过程中,智能体通过与学生在不同场景中的互动交流,隐性化、伴随式地采集与汇聚全场景、全流程的数据,生成指向素养达成的评价结果;在结果诊断上,教师结合教学经验和多源数据循证,及时对学生提供认知与情感关怀反馈,学生依据反馈来自我认识、自我判断、自我反思、自我调控,最终实现主动建构与积极发展。
3人机协同教学的实施路径是什么
人机协同教学实施需要针对具体教学场景与问题,在“师—生—机”三者数据与信息充分交互中完成人机双向赋能、协同决策,实现从目标决策到过程互动再到评测反馈的全流程合理设计。
多主体建构:精准定位目标路径。教师依据教学经验等,设定预设性目标;机器利用课程知识图谱、关系挖掘等技术,精准定位学生在知识技能、高阶思维等方面应达到的生成性目标。在这一过程中,需要以差异化目标作为学情分层画像依据,突破传统同质化的教学限制。如西南民族大学针对地区生源基础差异化、学习需求多样化的实际情况,授课前,教师根据收集的学生多平台课前课后测试、课堂互动表现、作业实验等过程性学习数据,结合学习基础、学习需求等,把学生聚类为3至4个小组,设定模块化课程内容,以实现“保证基础,能者多学”的教学目标。值得注意的是,在学生动态学习过程中,机器需要根据教师预设规划及学生实时学习诊断结果,持续为学生动态调整学习目标提供参考建议。
多场景化生:多元形态师生互动。在课堂理论学习场景中,机器作为智能学伴或智能助教,与师生共同解决非良构、非衍生性问题,即融入跨学科、超学科等充满不确定性的知识的问题,促进学生开展深度学习。在技能实训和实验操作中,机器作为智能工程师延展教师教学实践能力,与集成化的实训教学融为一体,把书本中抽象概念实体化,将操作性知识具象化,使学生在动手实践中加深对知识应用的理解,增强学生的专业实践性与课程的情感联结。在自适应学习场景中,机器作为教师数字孪生体的“分身在场”,对学生数据进行多维分析挖掘与实时监测,结合学生发展需要,聚合网络精品学习资源,为学生提供个性化资源推荐和学习指导,使学生在人机协作中实现知识掌握与能力培养。
全流程伴随:数智驱动多维评价。一是建立覆盖全场景、全过程的教学评价数据基座,使学生“评价改进”有据可循。二是细化评价指标体系,增强评价指标的可度量性和可实现性,针对评价涉及的时间(课前预习、课中表现、课后反思)、空间(线上、线下、线上线下融合)、学习结果类型(知识技能、实验/实践任务、项目制品)等要素调整指标权重,并以仪表盘、数字画像等可理解的直观形式反馈评价结果给师生,实现即时评价改进。三是在教学测评中融入适配学科的分类垂直大模型,基于专业领域知识对学生作答、作品、论文等进行预评价,实时分析学生的学习轨迹、问题解决过程中的行为表现,通过反馈信息引导学生从回答“是什么”的正确答案转向“为什么”和“如何”的结构化思考与表述观点及依据的综合能力。
(作者马志强系江南大学教育学院、江苏“互联网+教育”研究基地教授,文桥系江南大学教育学院硕士研究生;本文系国家社会科学基金2022年度教育学一般课题“协作知识建构会话智能化分析与反馈研究”[编号:BCA220215]的研究成果)
《中国教育报》2024年12月16日第09版版名:智慧教育