人工智能助力教研變革的價值與邏輯

[摘? ?要] 人工智能作為劃時代的“新工具”，極有可能為中國教研勾勒出與眾不同的價值愿景。首先，人工智能助力教研變革的愿景在于，既能通過技術(shù)賦能實現(xiàn)高效教研，也能借由思想智化達(dá)致聰明教研。其次，人工智能助力教研變革的價值表現(xiàn)在，既有助于祛除教研的沉疴痼疾，開啟基于人工智能的全新教研想象，也能推動教研的知識創(chuàng)新，升華教師關(guān)于教研的原理認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，人工智能助力教研變革的邏輯路向可以概括為：（1）核心邏輯，助力教師追求更多高級智慧;（2）理性邏輯，借由人工智能重識教研;（3）經(jīng)驗邏輯，借助人工智能重塑教研;（4）技術(shù)邏輯，借助人工智能豐富教研;（5）價值邏輯，借由人工智能創(chuàng)新教研。

[關(guān)鍵詞] 人工智能; 教研; 變革; 賦能; 智化

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 楊欣（1982—），男，重慶北碚人。副教授，博士，主要從事人工智能教育原理研究。E-mail：77185270@qq.com。

一、人工智能助力教研變革的時代緣起

基礎(chǔ)教育教學(xué)研究制度（以下簡稱教研）是從中國實際和問題出發(fā)，極具中國智慧和特色的教育運作制度[1]?？梢哉f，教研既體現(xiàn)了我國“集中力量辦大事”的政治優(yōu)勢，也是區(qū)域教育精準(zhǔn)統(tǒng)籌的重要手段[2]。對此，更有研究者將其視作上海連續(xù)兩次PISA摘冠的重要原因之一[3]。不過，從中國教研70年的歷程來看，盡管過去的教研在保障和促進(jìn)基礎(chǔ)教育教學(xué)質(zhì)量方面發(fā)揮了不可替代的作用，但是如今的教研現(xiàn)實與教育教學(xué)已然出現(xiàn)了諸多不適之處，比如將傳統(tǒng)教研方式與新教研方式對立、將教研的本義與轉(zhuǎn)義對立[2]。可以預(yù)見的是，若對上述問題采取因循守舊的方式，極有可能使其陷入固有的循環(huán)、遷就和惡化之中，嚴(yán)重束縛教研變革的效率、效益和效果。

在此背景下，一方面考慮到《教育部關(guān)于加強和改進(jìn)新時代基礎(chǔ)教育教研工作的意見》描述的主要問題之一就是“教研方式不科學(xué)”，另一方面，念及現(xiàn)代科學(xué)奠基人弗朗西斯·培根在其不朽名著《新工具》中歷久彌新的警示：“如今，我們要恢復(fù)一種健全和健康的心智，正確的途徑只有一條，那就是另起爐灶，啟動新的理解力。并且，對于每一個重大的任務(wù)，不運用機(jī)械（新工具）而僅憑雙手去做，不論大家多么努力，顯然是不可能成功的?！盵4]研究者如何借由“新工具”增強教研變革的科學(xué)性，既是具有前瞻性和挑戰(zhàn)性的思考路向，也是歷史和現(xiàn)實的共同訴求，更是時代賦予教研的重要命題：從全球范圍的科技進(jìn)步來看，這個時代的“新工具”是什么，如何借助“新工具”重新認(rèn)識教研，它將為教研變革提供哪些新的價值和邏輯？這些都將成為有待深究并作答的時代命題。

眾所周知，培根爵士所處啟蒙時代的“新工具”是比人類更有力量的“機(jī)械”，而如今的“新工具”卻是比人類更聰明的“人工智能”。關(guān)于此“新工具”對教育的影響，英國學(xué)者安東尼·塞爾登在《第四次教育革命：人工智能如何改變著教育》一書中描述道：“人工智能正在點燃教育的第四次革命，主要表現(xiàn)為從基于印刷與世俗化的大眾化教育走向基于人工智能、增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實的個性化教育?！盵5]據(jù)此而言，如果說20世紀(jì)人們在闡釋、踐行、想象教研時只能依托“機(jī)械化”的技術(shù)，面向基于印刷與世俗化的教育要求;那么，進(jìn)入21世紀(jì)后，面對以人工智能技術(shù)為載體的個性化教育，教研將會變得非常不同，它也需要以此發(fā)掘非常不同的目的與手段。鑒于此，筆者嘗試借助人工智能這個“新工具”，勾勒教研變革的價值愿景與邏輯路向，以期推動教研的理論創(chuàng)新與實踐突破。

二、人工智能助力教研變革的價值愿景

當(dāng)下從全國范圍來看，教研工作依然面臨著諸多挑戰(zhàn)，如教研工作質(zhì)量普遍不高、在學(xué)校教育教學(xué)工作中被虛化弱化、新知識和新理念更新滯后等[6]。就歷史而言，上述教研挑戰(zhàn)并非令人咋舌的“新問題”。只不過，若是研究者在面對相同問題時采取“墨守成規(guī)”的方式，結(jié)局又憑什么會“與前不同”呢？因此，如果研究者不愿意只在教研變革上獲得有限發(fā)展，確有必要另辟蹊徑，嘗試借助人工智能這個“新工具”重新反思教研變革的價值愿景：一是可行性，解釋人工智能可以作為教研變革“新工具”的理據(jù)所在，以此勾勒愿景;二是必要性，探究人工智能這個“新工具”可能為教研變革帶來的變化，以此呈現(xiàn)價值。

（一）人工智能助力教研變革的可行性

從人工智能的本質(zhì)來看，它除了需要利用其技術(shù)完成有益于人類的事情，還要在科學(xué)層面利用其概念和模型，幫助回答有關(guān)人類的問題[7]。以此觀之，人工智能之所以可被視作助力教研變革的“新工具”，一方面是因為它可以作為高效的技術(shù)應(yīng)用，為教研“外顯”的管理、制度、政策、評價等進(jìn)行“賦能”[8]——增強教研的能力和質(zhì)量，使之更高效;另一方面也是因為人工智能作為全新思維方式，對教研“內(nèi)在”的目的、理念、內(nèi)容、知識和方法等進(jìn)行“智化”[9]——升級教研的認(rèn)知與觀念，使之更聰明。

1. 借助人工智能技術(shù)賦能教研，實現(xiàn)高效教研

現(xiàn)代人工智能技術(shù)的誕生是諸多領(lǐng)域協(xié)同科研攻關(guān)的結(jié)果，而這些領(lǐng)域與人類教育的過程緊密相關(guān)。并且，人工智能技術(shù)的研究路線也與教學(xué)系統(tǒng)中的教學(xué)理論不謀而合，如知識表示、自然語言處理、智能機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、模式識別[8]?？梢哉f，日益成熟的人工智能技術(shù)將為教研提供快速、便捷、精準(zhǔn)、可靠的技術(shù)支撐，從而使教師開展時間靈活、空間泛在、個體自適應(yīng)的教研活動成為可能。換言之，“人人皆教研、時時能教研、處處可教研”正在因人工智能成為可能[10]。比如，借助維基百科、百度百科等“網(wǎng)腦”（網(wǎng)絡(luò)知識庫）搜索教研活動所需要的任何知識;借助人工智能的機(jī)器翻譯系統(tǒng)閱讀和學(xué)習(xí)國內(nèi)外教研資料;借助“數(shù)學(xué)盒子”“樂學(xué)一百”“可汗學(xué)院”等智能學(xué)習(xí)平臺開展某個學(xué)科的教研活動，以此了解教師們的進(jìn)步與不足，乃至為此類教研活動進(jìn)行“學(xué)科畫像”。

2. 借由人工智能思想智化教研，實現(xiàn)聰明教研

現(xiàn)代人工智能的思想根源可以追溯到諾伯特·維納的著作《控制論》，該書為人工智能學(xué)科和自我調(diào)節(jié)機(jī)制的創(chuàng)建提供了理論基礎(chǔ)。然而，早在啟蒙運動伊始，人工智能的思想就已初現(xiàn)端倪。法國數(shù)理學(xué)家布萊士·帕斯卡在1645年發(fā)表了一篇獻(xiàn)詞《算數(shù)機(jī)器》，他在文中介紹了自己發(fā)明的一種計算設(shè)備，“為了幫助身為稅務(wù)監(jiān)督官的父親減輕令人疲憊的計算任務(wù)，他設(shè)計出了一種可以進(jìn)行十進(jìn)制四則運算的機(jī)器，名為‘Pascalina”[11]。隨后，公認(rèn)的第一位電腦科學(xué)家和信息論專家萊布尼茨對帕斯卡的機(jī)器進(jìn)行了改良，實現(xiàn)了可以計算乘法、除法和開方的機(jī)械計算機(jī)[12]。論及這種改良的動機(jī)，萊布尼茨自己的解釋是：“對于優(yōu)秀的人來說，像奴隸一樣浪費大把時間在計算上太不值得了;若使用機(jī)器，這樣的計算可以交付給任何一個人來做?！盵5]可見，人工智能的“初心”就是想幫助人們擺脫煩瑣乏味的工作，以便追求更多有意義的事情。而這與新中國成立后教研制度的“使命”具有異曲同工之妙，即關(guān)心如何幫助教師擺脫機(jī)械重復(fù)的教學(xué)工作，以便他們掌握更多有意義的知識與技能。因此，人工智能存在智化教育的可能。從已有研究來看[9]，借由人工智能思想智化教研，首先應(yīng)將教研活動置于“從遲鈍變得更聰明”的價值訴求之下，然后通過替代、補充、生成、迭代的途徑驅(qū)動人工智能的獨特思想與教研活動發(fā)生構(gòu)成性互動，進(jìn)而創(chuàng)建“人機(jī)一體”的教研解釋機(jī)制，建構(gòu)超越人類原始思維的教研思維，重構(gòu)教研的知識秩序，從而實現(xiàn)聰明教研。

（二）人工智能助力教研變革的必要性

實事求是地說，當(dāng)前教研變革正在進(jìn)入“深水區(qū)”。換言之，那些“容易解決的問題”已經(jīng)得到消除或明顯緩解，而那些“不容易解決的問題”正在帶來諸多解釋不了、解決不掉的麻煩。正如十六世紀(jì)的人們無法理解“日心說”與生活之間的諸多矛盾，不是他們不想懂或者站的位置不夠高，而是因為他們?nèi)狈τ^察宇宙的“新工具”;同理，當(dāng)下教研變革在“深水區(qū)”面臨的束縛、矛盾和低效，除了變革本身的復(fù)雜性，也是因為人們?nèi)狈τ^察和思考教研問題的“新工具”。一言以蔽之，僅憑“舊工具”理解教研，就如同徒手推山，即使用盡力氣、費盡周折，作用也極其有限。因此，教研迫切需要人工智能這一“新工具”祛除沉疴痼疾、推動知識創(chuàng)新。

1. 祛除教研的沉疴痼疾，開啟基于人工智能的全新教研想象

培根在《新工具》一書中曾言：“既想做出從來不曾做出過的事，卻又不用從來沒有試過的方法，這種思想自相矛盾，是不健全的，是空想。”[4]據(jù)此而言，若要在教研變革“深水區(qū)”祛除過往的沉疴痼疾，關(guān)鍵是借助“新工具”帶來新思想、新思維、新思路、新方法，而不是沉湎于使用“舊工具”進(jìn)行修補和改造。對于人工智能這個“新工具”的可能影響，歐美信息哲學(xué)領(lǐng)軍人物盧西亞諾·弗洛里迪預(yù)言：“在未來十年內(nèi)，人工智能帶給世界的影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)在過去三十年內(nèi)已經(jīng)對世界造成的改變?！盵11]若要適應(yīng)這種改變或者順勢而為創(chuàng)造出前所未有的教研變革樣態(tài)，研究者有必要借由人工智能重新審視現(xiàn)有教研的爭議、局限和出路，重新想象教研的內(nèi)容與形式、動機(jī)與行為、目的與手段，豐富人們踐行國家教研要求的想象力、執(zhí)行力以及創(chuàng)造力;借由人工智能智化教研思維，使更多教師在教研活動中獲得精確探索、交流、判斷、解釋、設(shè)計和采取行動的能力;站在“更寬廣的‘人—機(jī)二元主體視角下”[13]重新審視教研實踐中的“矛盾”，超越以往教研活動中時間、場地、對象、手段的束縛;將“人工智能置于居間的構(gòu)成性存在”[14]，重構(gòu)教研中對象和場地的選擇、課程與活動的設(shè)置、數(shù)據(jù)和證據(jù)的來源、案例和經(jīng)驗的本質(zhì)、方法與技術(shù)的基礎(chǔ)等。

2. 推動教研的知識創(chuàng)新，升華教師關(guān)于教研的原理認(rèn)知

多年來，盡管教研的重要性已為多數(shù)人所知，但是它在國內(nèi)卻是一個邊緣化的研究議題。并且，鑒于其以實踐為重的工作特殊性，多數(shù)研究均為事實層面且難以提煉的經(jīng)驗交流，以至于鮮見分析教研內(nèi)在機(jī)理的理論知識。而這使得教研時常以“難登臺面”的方式出現(xiàn)，無法成為主流話語[2]。面對中國教研“重要卻乏知”的尷尬境地，研究者有必要為其注入更有力量的知識。盡管人們都知道培根的名言“知識就是力量”，但卻不是所有人都知道“這種力量從來都不是來自知識本身，而是源于理性推導(dǎo)而出的知識蘊含解釋現(xiàn)實的能力”[15]。對此，培根本人曾言：“我把人類不用工具僅憑雙手對自然問題進(jìn)行解釋稱為對自然的揣測，而把人類從具體的事物和逐步的理解中形成的原理稱之為對自然的解釋。揣測比解釋更容易獲得人們的同意，因為揣測收集了為數(shù)不多且習(xí)以為常的事例，所以它能一下子激發(fā)人們的理解力并發(fā)揮其想象力;而解釋搜集了散見的各種各樣的事實，與流行觀念并不協(xié)調(diào)，所以它不能突然間觸動理解力，而顯得有點神秘?！盵4]

從上述啟示而言，由于工具“落后”導(dǎo)致的知識缺乏既是當(dāng)前教研困境的本質(zhì)原因，也是人工智能助力教研的價值所在：借助劃時代的“新工具”——人工智能，對已有教研現(xiàn)象和問題進(jìn)行技術(shù)驅(qū)動、系統(tǒng)融合以及數(shù)據(jù)匯聚，并在理性推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)與人類直覺和經(jīng)驗相悖卻更有解釋力的教研新知識，推動教研的知識創(chuàng)新，升華教師關(guān)于教研的原理認(rèn)知。

三、人工智能助力教研變革的邏輯路向

如前所述，人工智能作為這個時代的“新工具”，不僅帶來了偉大的技術(shù)應(yīng)用，也意味著前所未有的思想革命。加之考慮到教研的“初心”（歷史根源與現(xiàn)實訴求）與“使命”（國家要求和教師發(fā)展），人工智能助力教研變革的要義可以概括為：借由人工智能的思想智化和技術(shù)賦能，推動教研的重識、重塑、豐富和創(chuàng)新，以求助力教師追求更多高級智慧。據(jù)此而言，有關(guān)研究包括以下五種邏輯路向：（1）核心邏輯，助力教師追求更多高級智慧;（2）理性邏輯，論證“人工智能立場中的教研是什么”，據(jù)此重識教研;（3）經(jīng)驗邏輯，解釋“人工智能可能為教研帶來哪些改變”，據(jù)此重塑教研;（4）技術(shù)邏輯，實現(xiàn)“人工智能如何應(yīng)用于教研”，據(jù)此豐富教研;（5）價值邏輯，研判“將人工智能引入教研可能實現(xiàn)哪些進(jìn)步”，據(jù)此創(chuàng)新教研。

（一）核心邏輯：助力教師追求更多高級智慧

并非巧合的是，與人工智能一起在教育領(lǐng)域“熱起來”的另一個詞匯就是智慧教育。究其原因，首先，人工智能可以智化教育，使之更加聰明[9]。其次，人工智能讓人類有了追求高級智慧的技術(shù)支撐[16]。更重要的是，人工智能正在迫使人類重新思考自我，這也為人類提供了從觀念上修正自我認(rèn)知的機(jī)會[11]。綜上所述，人工智能正在激發(fā)人們關(guān)于智慧和教育的全新想象，也為之提供了全新的實現(xiàn)途徑。也正因此，人工智能完全有可能、也有必要通過助力教研變革，幫助教師獲得更多高級智慧。鑒于此，人工智能助力教研變革的核心邏輯將是促使教師重新審視思想之于教研的價值，借由相關(guān)技術(shù)引導(dǎo)教師追求不負(fù)時代的高級智慧，尤其是那些現(xiàn)有人工智能積極謀求進(jìn)步卻仍“技不如人”之處，如“語言表達(dá)、創(chuàng)造力、情感體驗”[7]。

具體而言，通過人工智能助力教研變革可以讓教師獲得以下“超越人工智能”的高級智慧：第一，更有意義的教育語言。一方面通過知識圖譜、自然語言處理以及大數(shù)據(jù)用戶畫像的支持，幫助教師減少教研活動中的“空話”“套話”“廢話”“假話”和“大話”;另一方面借助文本分析、潛在語義分析與主題分析，幫助教師自動分析教研內(nèi)容及其相應(yīng)的問題場景，加上對行為數(shù)據(jù)的分析，從而增加教師語言表達(dá)的感染力、說服力和解釋力。第二，更有支撐的教育創(chuàng)造力。在智能導(dǎo)師、學(xué)習(xí)助手支持下，更具及時性、互動性、生動性地響應(yīng)教師的教研訴求和教學(xué)困惑，在教研活動中可視化、個性化、真實化地培育教師的批判性思維、合作溝通、問題解決、決策思維、元認(rèn)知等21世紀(jì)高階思維，從而支撐更多教師通過教研創(chuàng)新教學(xué)的手段、理念和風(fēng)格。第三，更加豐富的教育體驗。借助人工智能中的情感計算，在教研活動中“賦予計算機(jī)識別、理解、表達(dá)和適應(yīng)人的情感的能力”[17]，一方面幫助教師根據(jù)面部表情、人臉姿態(tài)、語言情感等智能分析，積極而又科學(xué)地調(diào)整自己的情緒呈現(xiàn)、語言表達(dá)以及教學(xué)方式，從而豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗;另一方面，通過賦予教師豐富而又親切的教研體驗，減輕年輕（新手）教師在教研活動中的疏離感和挫敗感，以及增加教研的生動性和趣味性。

（二）理性邏輯：借由人工智能重識教研

認(rèn)知科學(xué)家史蒂芬·平克在論及“如何思考會思考的機(jī)器”時曾言：“‘理性是可以通過物理計算過程來實現(xiàn)的觀念在20世紀(jì)被艾倫·圖靈的理論所證實，而唐納德·赫布、沃倫·麥克洛克、沃爾特·皮茲等后來者都在努力嘗試用物理術(shù)語解釋大腦認(rèn)知特性，即信念不過是一種信息，思考只是一種計算過程，而動機(jī)是一種反饋和控制系統(tǒng)。”[18]以此觀之，人工智能本身就是源自人類理性的“思想物”。因此，借由人工智能重新認(rèn)識教研就是要通過理性邏輯論證“人工智能立場中的教研是什么”。更重要的是，對人工智能立場中教研的理性追求可以反過來保證教研的合理性——因為只有將基于人工智能的教研建構(gòu)在理性的觀念基礎(chǔ)之上，人們才能準(zhǔn)確把握這種教研的合理性所在。值得注意的是，這里的理性邏輯并非出自經(jīng)濟(jì)學(xué)中的理性（Rational）——“關(guān)注一個人只要自己知道自己想要什么就能采取相應(yīng)的行動”，而是指源自“古希臘的理知傳統(tǒng)，即講邏輯、追求確定、非功利”[19]的理性（Reasonable）。

沿此邏輯，如果研究者要借由人工智能重新認(rèn)識教研，首先要訴諸理性的途徑。比如，在人工智能立場中的教研上考慮兩個重要問題：“我能知道什么”和“我如何得知”，進(jìn)而開展必要而又謙遜的先驗批判;基于觀察、實踐以及實驗得出的事實去理解人工智能立場中的教研，而不是按照人們預(yù)設(shè)或想象的樣子去理解它;通過必要的標(biāo)準(zhǔn)來檢驗人工智能立場中教研的優(yōu)劣，增加內(nèi)容本身的確定性，進(jìn)而對其進(jìn)行糾正和優(yōu)化;厘清人工智能各種理論的假設(shè)、條件與尺度，經(jīng)由必要的驗證和推演，將可推廣的思想觀念應(yīng)用于教研變革。其次，將教研置于已有人工智能的理性觀念基礎(chǔ)之上。如前文所述，教研目的之一就是借助人工智能的技術(shù)賦能，實現(xiàn)高效教研。第一，提升效率，尋求人工智能在“‘計算智能+教育（淺層）、‘感知智能+教育（中層）、‘特定領(lǐng)域認(rèn)知智能+教育（深層）”[20]等方面的賦能，提升教師參與教研的效率。第二，增加效益，通過人工智能技術(shù)收集教研活動中“不同水平的教師在知識、技能、理解、態(tài)度、信念、價值觀等特質(zhì)上掌握或具有的程度”[21]，從結(jié)果與過程相結(jié)合的角度廣泛增加教研效益。第三，強化效果，借由人工智能技術(shù)塑造人機(jī)互動、人機(jī)互補、人機(jī)協(xié)同乃至人機(jī)一體的教研能力、教研文化與教研智慧，從而達(dá)致“人人參與、時時皆可、處處可見”的教研效果。

它的另一個目的則是借由人工智能的思想智化，使之更為聰明。（1）重構(gòu)意義，人工智能將會迫使更多教師關(guān)注以下教研困惑：“如果人工智能可以為教師答疑解惑，那么教研的意義在哪？”這既是人工智能可以賦予教研的意義，也預(yù)示著教研追求高級智慧的使命。（2）豐富想象，在全新人工智能支持下，未來教師可能有很多看不見的“智能教研導(dǎo)師”或者“智能教研伙伴”，并且沒有“他們”的幫助，教研活動將會黯然失色。（3）創(chuàng)新范式，借助人工智能構(gòu)建“自主—定制、社群—互動、人機(jī)—協(xié)同、多人機(jī)—多元”[22]的智能教研范式。

（三）經(jīng)驗邏輯：借助人工智能重塑教研

人工智能不僅是一套問題解決方案，也意味著一套人類問題的解釋框架。故而，借助人工智能重新塑造教研就是要用人工智能蘊含的解釋框架啟發(fā)人們用全新眼光審視現(xiàn)有教研問題，引導(dǎo)人們重新捕捉智能時代的教研規(guī)律，與時俱進(jìn)地改造教研。在此方面，研究者完全可以從經(jīng)驗主義鼻祖培根那里獲得有益啟示[4]。具言之，人們可以嘗試以下做法：（1）暫時拋開教研的傳統(tǒng)概念，克制自我不要作最高層次的概括;（2）不斷搜集人工智能與教研的案例和證據(jù);（3）借助人工智能認(rèn)識教研時，警惕“如人所愿的結(jié)果”或者“僅憑雙眼觀察的直觀經(jīng)驗”;（4）通過實驗的概括與排除，淘汰非本質(zhì)的內(nèi)容;（5）嘗試據(jù)此重新塑造教研。

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