观点丨生成式人工智能对课堂教学的变革影响

中关村互联网教育创新中心 · 公众号 · · 2024-10-30 16:00

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在人工智能时代，若课堂教学仍停留在以培训学生认知能力为主的阶段，那么必然要遭遇具备认知智能的生成式人工智能的挑战与冲击。如何适应新时代人才培养的需求，优化升级教学理念、内容与方式，已成为教育领域必须深入思考的问题。 首都师范大学信息工程学院孙众教授 围绕智能时代的教育教学发展提出了“四个更重要”的教学主张，一起来看——

有条件、恰当使用生成式人工智能，以推进时代发展的重大科技创新为背景，培养适应和引领人机协同时代的人才，成为教育界的新共识。为了让具备认知智能的生成式人工智能深度融入学校教育，为课堂教学带来教育新质生产力，本文提出“四个更重要”的教学主张。

掌握专家思维比专家结论更重要

核心素养，是世界各国对人才结构的描述。综合分析多个国家和机构给出的新世纪人才核心素养，可以发现两个共性的素养群。我国学者刘徽将其概括为专家思维和复杂交往。前者关乎智商，后者关乎情商。两者均是人工智能所不具备的人类专属素养，是各国要培养学生具备的高阶能力。

如果说教材里所印制的，多是由相对具体的专家结论所组成的知识体系，那么融合生成式人工智能的课堂教学，要更加关注由大概念所构成的专家思维。大概念所打通的，不只是学科内部的核心概念和关键概念，不只是为培养学生掌握作为专家结论的学科知识，而是要打通学科内的知识，以及学校教育和现实世界的路径，让学生掌握具备生活价值的专家思维。它涉及对问题的深刻理解、解决问题的策略、复杂交往的策略，以及在不同情境中应用以上策略的能力。

经历学习过程比呈现学习结果更重要

生成学习既是一种教学法，又是一种学习法。对于教师而言，教学中要体现出生成学习是动态的、发展的过程，要引导学生使用生成过程来建构意义和行动计划。而对于学生而言，生成学习的目的是达到意义理解，在此过程中，他们需要运用反审认知（人对认知活动的自我意识与自我控制）等，对生成学习过程进行监控。即使教师给出答案并已对答案进行解释，学生仍然需要运用反审认知，自己生成意义理解。由此可知，生成学习模式理论对于融合生成式人工智能的课堂教学，具有较强的指导意义。

在教学中，如果教师忽视学生所经历的动态发展的学习过程，而只是要求他们产出诸如写出一篇作文、解出一道题目等学习结果时，生成式人工智能就会发挥认知外包甚至认知取代的作用，人类学习者的认知加工则会出现惰性化、依赖化、局限化的倾向，生成式人工智能成为潜在“枪手”。当教师能够通过任务设计、问题驱动、思维培养、全程引导等，让学生经历深度的自主、探究、合作学习过程，那么生成式人工智能所提供的个性化帮助、及时反馈等，就可以让学生经由反审认知，生成自主的意义理解。

改变评价理念比改变评价形式 更重要

当生成式人工智能融入课堂，教学评价应体现出人机协同评价的理念转型和技术支持。

一是关于评价理念转型。 以往的课堂教学评价，多是把学生作为独立个体，评价其经过学习后所表现出的认知、思维、态度和情感变化。融合生成式人工智能的评价理念，应重在评价学生能否恰当地使用生成式人工智能，具备何种程度的人机协同式问题解决能力、分布式认知策略、必备品格与正确情感价值观等。学生可参与到生成式人工智能助学的评价设计中，不仅成为评价的对象，还能成为评价的主体；不仅尝试理解并正确处理人与技术的关系，还体现出借助人工智能，促进自身全面且个性化成长的评价理念。

二是关于人工智能评价技术支持。 世界模型是人工智能系统对外部世界的内部表征。具备世界模型的人工智能技术，可理解真实世界的基本逻辑。因此，未来的课堂教学评价，可分阶段采用真实与仿真深度交互的人工智能评价技术。在现实世界中，学生想进行大量的试错，通常难以实现或受诸多条件限制。而采用具备世界模型的人工智能技术，学生可将问题解决思路和方法，用人工智能技术加以协同评价。根据人工智能即时、仿真的反馈结果，学生综合分析判断，再调整完善原有问题解决方案，并修正后续学习的思路与方法。

重视科学教育的同时，培养人文精神更重 要

我国于2023年发布的《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，强调要“凸显学生核心素养培养，统筹规划科学教育与工程教育。利用人工智能、虚拟现实等技术手段改进和强化实验教学”。中小学科学教育水平，决定了未来国家公民的整体科学素养，以及国家在全球科技竞争的水平。重视中小学课堂教学中的科学教育，是具有战略意义的举措。

无论是科学教育、工程教育等与人工智能密切相关的课程，还是其他传统学科，技术对课堂教学的作用，可以体现为四个阶段。 前两个是初级阶段，其作用是替代和增强。 生成式人工智能能够把教师从教学事务类或重复类工作中解放出来，用人工智能技术替代或提升教学效能，比如帮助教师进行学情数据分析与报告生成，教学资源生成与教学设计优化等。 高级阶段是调整和重塑。 如果说传统的课堂教学结构里，存在功能稳定且界限清晰的教师、学生、教学内容和教学媒体四要素的话，那么生成式人工智能会成为课堂教学里前所未有的第五要素。这是因为，生成式人工智能可以按需跨越不同要素，它既可以化身教师助手，又可以作为学生伙伴；既可以生成新的教学内容，又可以成为融合型的教学媒体。它改变了教学结构中四要素相对稳定的作用关系，实现了用人工智能技术重塑全新的学习流程或模式。

但是无论人工智能怎样发展、教学结构如何变化，教育的本质都不会改变，那就是培养大批具备核心素养的人才。这就意味着，除了学科素养外，学生要具备深厚的家国情怀、坚强的意志品格和良好的人文精神。在日益强调重视科学教育重要性的同时，教师更要重视学生人文精神的培养。科技手段可以由人工智能协同完成，而人类独有的人文精神，会令科技插上人性的翅膀。

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