人工智能時(shí)代的課堂教學(xué)革新

盛群力 倪鑒

摘 要：人工智能時(shí)代的課堂教學(xué)革新要更加重視完整理解“學(xué)習(xí)”的含義，確保通過(guò)課堂教學(xué)促使學(xué)習(xí)完整地發(fā)生，教師要做好選擇、組織和整合這三項(xiàng)工作。要理直氣壯地提出“學(xué)教統(tǒng)一”，調(diào)動(dòng)師生兩個(gè)方面的積極性。教學(xué)的空間和時(shí)間會(huì)有較大的變化，將更加適合學(xué)生個(gè)性化和差異化發(fā)展的需要。課程內(nèi)容也將實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，在學(xué)習(xí)任務(wù)的類別上，要重視“為什么”的知識(shí)的內(nèi)化和外化，在動(dòng)力、策略和原理上下功夫。要依據(jù)不同的知識(shí)類型（學(xué)習(xí)目標(biāo)）來(lái)開展有針對(duì)性的教學(xué)，同時(shí)也倡導(dǎo)依據(jù)不同學(xué)習(xí)任務(wù)類型，扶放有度地提供指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自我調(diào)節(jié)、自主發(fā)展能力。要依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度開展評(píng)估，同時(shí)開展形成性評(píng)估和自我評(píng)估。

關(guān)鍵詞：人工智能時(shí)代;教學(xué)革新;學(xué)習(xí);教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-0069（2021）02-0001-08

收稿日期：2020-10-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“基于智能教學(xué)系統(tǒng)的精準(zhǔn)教學(xué)模式與發(fā)生機(jī)制研究”（61977057）

作者簡(jiǎn)介：盛群力（1957— ），上海崇明人，浙江大學(xué)教育學(xué)院課程與學(xué)習(xí)科學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻虒W(xué)理論與設(shè)計(jì);倪鑒（1975— ），浙江蕭山人，杭州市蕭山信息港小學(xué)、浙江大學(xué)教育學(xué)院實(shí)驗(yàn)學(xué)校校長(zhǎng)、高級(jí)教師，研究方向?yàn)閷W(xué)校管理。

聯(lián)合國(guó)教科文組織新近發(fā)布的、面向教育2030工作報(bào)告系列之七《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)會(huì)》的開篇提出：人工智能是一個(gè)蓬勃發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，能夠改變社會(huì)交互的方方面面;在教育方面，人工智能已開始提出新的教學(xué)和學(xué)習(xí)解決方案，這些解決方案目前正在不同背景下進(jìn)行效果檢驗(yàn)[1]。人工智能的研究歷史已有60多年，在科技飛速發(fā)展的今天，其為實(shí)現(xiàn)面向全體學(xué)習(xí)者提供公平而又優(yōu)質(zhì)的教育的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供了新的機(jī)遇。

人工智能技術(shù)以及相關(guān)的一系列科技革命成果，都是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表。技術(shù)是人創(chuàng)造的，技術(shù)是為人服務(wù)的，當(dāng)機(jī)器能夠做人能做的事情，尤其是人腦能做的事情之后，那么人去干什么呢？當(dāng)然不是去做機(jī)器本來(lái)就會(huì)做的事情，而是騰出精力來(lái)做機(jī)器還不會(huì)做的事情，或者同機(jī)器協(xié)同互補(bǔ)更快更好地做事情。技術(shù)本身不是目的，而是實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展的助推器、加速器。課堂教學(xué)的創(chuàng)新，不僅僅是由于技術(shù)本身的神奇妙用，更是因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步推動(dòng)了學(xué)習(xí)與教學(xué)要素的轉(zhuǎn)變。談人工智能時(shí)代的課堂教學(xué)革新，一定要有超越技術(shù)的視野，眼睛不是只盯在白板、一體機(jī)、微視頻、無(wú)線環(huán)境、平板電腦、移動(dòng)教學(xué)設(shè)施、應(yīng)答器、慕課等。所以，本文想談?wù)勍高^(guò)技術(shù)革命我們應(yīng)該有一些什么樣的新認(rèn)識(shí)。

一、完整理解“學(xué)習(xí)”的含義

什么是學(xué)習(xí)？這不是一個(gè)容易回答的問(wèn)題。說(shuō)學(xué)習(xí)就是到學(xué)校，學(xué)習(xí)就是上課，學(xué)習(xí)就是作業(yè)，那肯定是不完整的、不準(zhǔn)確的。我們要進(jìn)一步深化對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)，這種認(rèn)識(shí)需要轉(zhuǎn)化為教師自己的語(yǔ)言和理解，能用深入淺出的方式與學(xué)生、家長(zhǎng)和社會(huì)公眾進(jìn)行溝通，這才會(huì)有真正的效益。學(xué)生在一個(gè)地方“學(xué)習(xí)”，但是并不等于學(xué)生在用心學(xué)什么。也就是說(shuō)，“學(xué)習(xí)”不是指到某一個(gè)場(chǎng)所，如教室、會(huì)議室或者其他地方所做的事情，學(xué)習(xí)是指在某個(gè)學(xué)習(xí)場(chǎng)所中學(xué)習(xí)者個(gè)體自己身上所發(fā)生的事情。學(xué)習(xí)是發(fā)生在學(xué)習(xí)者身上的一種相對(duì)持久的心理變化。這樣的變化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是學(xué)習(xí)者內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)變化，二是學(xué)習(xí)者外部行為表現(xiàn)。只有內(nèi)外協(xié)調(diào)一致，才能真正做到學(xué)有所得并實(shí)現(xiàn)遷移。內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)變化是基礎(chǔ)，是根本;外部行為表現(xiàn)是目的，是結(jié)果。準(zhǔn)確或者辯證地說(shuō)，我們應(yīng)該將兩者看成是“以內(nèi)養(yǎng)外，以外表內(nèi)，內(nèi)外協(xié)調(diào)，表里貫通”的關(guān)系。沒(méi)有內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)的變化，學(xué)習(xí)者不可能有外部行為的表現(xiàn);沒(méi)有外部行為的表現(xiàn)，內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)變化就無(wú)法體現(xiàn)其應(yīng)有的價(jià)值和指向。

從上面的分析中我們可以看出，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是變化，是一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的變化，這就是發(fā)展。所以，學(xué)習(xí)的本質(zhì)，其實(shí)就是發(fā)展的本質(zhì)。我們既要強(qiáng)調(diào)內(nèi)部的體驗(yàn)、內(nèi)部的建構(gòu)，又要重視外部的表現(xiàn)。教師是通過(guò)學(xué)生的表現(xiàn)力來(lái)推斷他的攝取力。內(nèi)化與外化一定要實(shí)現(xiàn)良性的循環(huán)。內(nèi)化的過(guò)程是將外部的東西變?yōu)閮?nèi)部的建構(gòu)物，是將肥料轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分，將信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)乃至智慧;外化的過(guò)程則是將已經(jīng)內(nèi)化的知識(shí)再表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)表現(xiàn)加以證實(shí)，通過(guò)表現(xiàn)加以投射或者“物化”。

如果說(shuō)教學(xué)是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，那么就要在課堂上完成內(nèi)化和外化的協(xié)調(diào)和循環(huán)。但是，我們知道，現(xiàn)在的課堂在很大程度上對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是“內(nèi)化課堂”，學(xué)生聽講、學(xué)生思考、學(xué)生想象、學(xué)生記憶、學(xué)生分析和綜合，如此等等，完成的是心理內(nèi)化工作。但是學(xué)生回答問(wèn)題、開展討論、動(dòng)手操作、表現(xiàn)所得，這些“外化”的工作在課堂上時(shí)間不充分，尤其是遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能覆蓋全體。如果說(shuō)人工智能時(shí)代課堂將發(fā)生什么變化，那么回答是將從單一的內(nèi)化課堂或者內(nèi)化為主逐漸過(guò)渡到內(nèi)化和外化合理配置甚至外化為主。從一定意義上說(shuō)，翻轉(zhuǎn)課堂通過(guò)技術(shù)手段增強(qiáng)了預(yù)習(xí)單和導(dǎo)學(xué)案的功能，從而使得外化課堂為主成為可能。翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)不在于采用技術(shù)手段的微課或者微視頻，而是借助技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多少年難以見(jiàn)到的內(nèi)化向外化翻轉(zhuǎn)。人工智能時(shí)代，課堂教學(xué)從學(xué)生的內(nèi)化課堂向外化課堂翻轉(zhuǎn)，這可能是一個(gè)極其重要的標(biāo)志。

二、了解意義學(xué)習(xí)發(fā)生的機(jī)制

關(guān)于人是如何學(xué)習(xí)的或一般的學(xué)習(xí)過(guò)程或一般的學(xué)習(xí)模式，在最近三十年的研究中取得了一些進(jìn)展。例如，美國(guó)科學(xué)院關(guān)于人是如何學(xué)習(xí)的研究[2]，荷蘭綜合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)專家范梅里恩伯爾關(guān)于綜合學(xué)習(xí)的研究[3]，丹麥的伊利雷斯關(guān)于互動(dòng)學(xué)習(xí)模型的研究[4]，德國(guó)教學(xué)設(shè)計(jì)專家希爾斯關(guān)于模型學(xué)習(xí)的研究[5]，澳大利亞墨爾本大學(xué)哈蒂關(guān)于可視化學(xué)習(xí)（深度學(xué)習(xí)）模式的研究[6]，等等，都是值得關(guān)注的。不過(guò)，我們認(rèn)為，最適宜向廣大教師普及的一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)制發(fā)生模型是“生成學(xué)習(xí)SOI模式”[7]。這項(xiàng)研究是在教學(xué)設(shè)計(jì)大家加涅20世紀(jì)80年代的“信息加工模式”基礎(chǔ)上，又經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)大家梅耶20世紀(jì)90年代以來(lái)不斷改造和優(yōu)化，開始聚焦在信息加工方向，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向了意義學(xué)習(xí)、建構(gòu)學(xué)習(xí)與生成學(xué)習(xí)。這樣的學(xué)習(xí)發(fā)生機(jī)制不是將學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單地看成是累積，更不是搬運(yùn)或者傾倒，也不是貯存或者銀行式的儲(chǔ)蓄與支付過(guò)程，而是由學(xué)習(xí)者發(fā)自內(nèi)心的自覺(jué)自愿的動(dòng)機(jī)和行為構(gòu)成的。

人工智能研究目前在人類學(xué)習(xí)機(jī)制的發(fā)生模式上并沒(méi)有取得突破性認(rèn)識(shí)。人工智能有60多年的研究歷史，為什么最近10年來(lái)才異軍突起，成為風(fēng)口，這主要是因?yàn)槲覀冋业搅藱C(jī)器學(xué)習(xí)的算法。但是，機(jī)器學(xué)習(xí)的算法是不是同人類學(xué)習(xí)的算法有某種相通性呢？由于腦科學(xué)的研究目前暫時(shí)還不能完整地勾勒學(xué)習(xí)在大腦內(nèi)部發(fā)生的生物神經(jīng)化學(xué)傳遞機(jī)制，所以，由信息加工研究演化而來(lái)的有關(guān)人是如何學(xué)習(xí)的猜想可能是比較接近實(shí)際情形的一種推測(cè)。

生成學(xué)習(xí)模式的研究揭示了這樣一種圖景：學(xué)生入學(xué)或者上課是學(xué)習(xí)的必要條件，但不是充分條件。雖然入學(xué)了、上課了，但是學(xué)習(xí)沒(méi)有發(fā)生的情況是常見(jiàn)的。現(xiàn)代學(xué)習(xí)科學(xué)的研究證明，人的學(xué)習(xí)主要是感覺(jué)記憶、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶發(fā)揮作用的過(guò)程，其間有三個(gè)關(guān)鍵的心理運(yùn)作，分別是選擇、組織和整合?！斑x擇”是指聚焦新知識(shí)，“組織”是指梳理新知識(shí)，“整合”是指聯(lián)系新舊知識(shí)。沒(méi)有選擇，沒(méi)有組織，沒(méi)有整合，則學(xué)習(xí)將是一無(wú)所獲;只有選擇，沒(méi)有組織，沒(méi)有整合，學(xué)習(xí)仍將是一無(wú)所獲;有了選擇，有了組織，沒(méi)有整合，學(xué)習(xí)將是機(jī)械學(xué)習(xí)或者死記硬背，至多達(dá)到簡(jiǎn)單套用的程度;或者說(shuō)可以學(xué)“懂”了，但是沒(méi)有學(xué)透、學(xué)深、學(xué)活。只有選擇、組織和整合三個(gè)全部到位了，學(xué)習(xí)才真正發(fā)生，學(xué)習(xí)才能達(dá)到意義學(xué)習(xí)和融會(huì)貫通的狀態(tài)（參見(jiàn)表1）。以上觀點(diǎn)，讓我們真正了解到了學(xué)習(xí)科學(xué)最重要的研究發(fā)現(xiàn)：學(xué)生到學(xué)校里學(xué)習(xí)，必須做好選擇、組織與整合三項(xiàng)工作;教師到學(xué)校里教學(xué)，必須幫助學(xué)生做好這三項(xiàng)工作。要提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，要培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力優(yōu)秀的學(xué)生，最重要的工作是幫助學(xué)生將知識(shí)技能與個(gè)人的情感態(tài)度等聯(lián)系起來(lái)，將客觀世界與主觀世界聯(lián)系起來(lái)，將內(nèi)化與外化形成良性循環(huán)，這就是做好“整合”的工作。是否會(huì)整合，是檢驗(yàn)學(xué)生發(fā)展能力和后勁的一把尺子。

三、合理認(rèn)識(shí)師生關(guān)系

“教學(xué)”如果從師生的復(fù)合行為來(lái)看，其體現(xiàn)了學(xué)與教的統(tǒng)一，即既包括了教師的教，也包括了學(xué)生的學(xué)。既然學(xué)習(xí)是一種內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)的變化和外部行為表現(xiàn)的統(tǒng)一體，那么教學(xué)就是促成這種變化的外部條件。至于是什么樣的外部條件，則有不同的看法。有的人說(shuō)是安排教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提供教學(xué)事件，選擇教學(xué)策略，如此等等，都是合理地反映了教學(xué)的一種功能。

學(xué)習(xí)是發(fā)生在學(xué)習(xí)者身上的，教學(xué)則可以發(fā)生在教師身上、媒體（教材或者視頻）和學(xué)習(xí)者自身身上，發(fā)生在人工智能代理（教師）上。教學(xué)主要由教師來(lái)承擔(dān)，但是教材、機(jī)器、媒體和學(xué)習(xí)者自己都能夠部分乃至全部承擔(dān)教學(xué)的功能。從這個(gè)意義上來(lái)理解，教師是不是在場(chǎng)，甚至是不是在線，都不一定是教學(xué)有沒(méi)有發(fā)生的主要依據(jù)。教師不在場(chǎng)，教師不在線，教學(xué)也能發(fā)生。教學(xué)怎么發(fā)生？靠教材，靠視頻，靠機(jī)器輔助，靠學(xué)生自主學(xué)習(xí)。所以，我們一定要強(qiáng)調(diào)：不是教師在課堂上不開講，就一定沒(méi)有教學(xué)了。教學(xué)其實(shí)有多種不同的形態(tài)或者“代理”，在技術(shù)推動(dòng)下，機(jī)器人或者人工智能協(xié)助教學(xué)的情況將逐漸成為常態(tài)。

教師是教學(xué)的重要主體。教師的角色形象該描繪為精神的導(dǎo)師還是燃燒的紅燭抑或是吐絲的春蠶？這些當(dāng)然均是對(duì)教學(xué)功能或者教師職責(zé)的一種描繪，不過(guò)現(xiàn)在更多的是將教學(xué)的功能看成是促進(jìn)、支持、鼓勵(lì)、幫助。教師是學(xué)習(xí)的伙伴與搭檔，教師是學(xué)習(xí)共同體的成員，這樣一些認(rèn)識(shí)顯然是將教學(xué)主要看成是一種師生交往的“協(xié)同”，體現(xiàn)為正確引導(dǎo)而不是強(qiáng)行牽拉，是激發(fā)鼓勵(lì)而不是一味硬推，是指點(diǎn)門徑而不是包辦代替。教師不再是“講壇圣賢”而是“俯身指點(diǎn)”的人。在技術(shù)促進(jìn)教學(xué)的過(guò)程中，教師尤其不能在展示臺(tái)、操作臺(tái)前和固定話筒前“駐足不前”，要大力提倡教師“走下去”，走到課堂中央與四周，走到學(xué)生身邊與身后。只有這樣，課堂氛圍才更有利于互動(dòng)，師生之間才更體現(xiàn)出平等。

學(xué)習(xí)與教學(xué)究竟是一種怎樣的合理關(guān)系呢？是學(xué)重要還是教重要呢？是學(xué)在先還是教在先呢？這確實(shí)難以簡(jiǎn)單地籠統(tǒng)地下結(jié)論。一般地說(shuō)，學(xué)與教處于同等重要的地位。不能說(shuō)倡導(dǎo)“生本教育”就是將學(xué)生放在首要位置，要發(fā)揮教師與學(xué)生兩個(gè)方面的積極性——“互為主客體”與“自為主客體”。這樣看來(lái)，我們更愿意將師生教學(xué)中的協(xié)同關(guān)系體現(xiàn)為“以教定學(xué)與以學(xué)受教”和“以教促學(xué)與以學(xué)論教”的結(jié)合。教師“以教定學(xué)”并不是一廂情愿的事情，需要學(xué)生表現(xiàn)出愿學(xué)、愛(ài)學(xué)、樂(lè)學(xué)與會(huì)學(xué)，這樣才能說(shuō)做到了“以學(xué)受教”。另外，“以教促學(xué)”也不是盲目的，需要憑借學(xué)生學(xué)到了什么來(lái)作出合理判斷，所以，“以學(xué)論教”就是一塊試金石，我們主張“扶放有度，學(xué)教統(tǒng)一”。

四、教學(xué)的空間和時(shí)間發(fā)生較大變化

從時(shí)間和空間一致性變革要求方面來(lái)說(shuō)，最重要的首先是大力推行“預(yù)習(xí)”的方式，將本來(lái)要在課堂上內(nèi)化的大部分時(shí)間和內(nèi)容轉(zhuǎn)到“課外或者校外”去，只有這樣教師才有可能將原來(lái)的內(nèi)化課堂轉(zhuǎn)型為外化課堂，讓學(xué)生在課堂上有更多的機(jī)會(huì)分享、質(zhì)疑、討論、深化、展示、互助。

從空間上來(lái)說(shuō)，無(wú)“圍墻”學(xué)校，學(xué)校向社區(qū)開放，學(xué)校走進(jìn)社區(qū)，將是一種標(biāo)準(zhǔn)化要求。這里特別要倡導(dǎo)引入網(wǎng)絡(luò)、社區(qū)、家庭的各種資源，善于利用模擬——語(yǔ)言模擬、場(chǎng)景模擬、結(jié)構(gòu)與功能模擬。這方面，有了移動(dòng)學(xué)習(xí)、互聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)，在拓展課堂和校園上可以大展身手。學(xué)習(xí)真實(shí)地發(fā)生，教學(xué)功能的實(shí)現(xiàn)，不是簡(jiǎn)單地走上街頭、田間、廠礦、社區(qū)就算達(dá)到了要求，而是要處理好現(xiàn)實(shí)任務(wù)環(huán)境和模擬任務(wù)環(huán)境之間的合理關(guān)系，區(qū)分“心理逼真度”“功能逼真度”和“物理逼真度”之間的差異。精心設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)，一開始總是心理逼真度比較高（例如閱讀醫(yī)學(xué)教材中的疾病案例），功能逼真度和物理逼真度也許會(huì)較低，隨著學(xué)習(xí)者技能的增加再逐漸增加這兩方面的逼真度。在第二階段，學(xué)習(xí)者可以在一個(gè)功能逼真度更高的任務(wù)環(huán)境中繼續(xù)操練，也就是說(shuō)，這是一個(gè)有互動(dòng)、對(duì)學(xué)習(xí)者的行動(dòng)能作出反應(yīng)的環(huán)境（例如計(jì)算機(jī)虛擬病人，或者角色扮演病人、同伴模擬病人等）。在第三階段，學(xué)習(xí)者的層次更高，就要涉及更多的現(xiàn)實(shí)任務(wù)環(huán)境中的細(xì)節(jié)（人體智能模特病人，與現(xiàn)實(shí)的病人一樣會(huì)有反應(yīng)）。最后，到了第四階段，才真正走向現(xiàn)實(shí)任務(wù)環(huán)境，在實(shí)際生活情境或者工作情境中完成任務(wù)（到醫(yī)院里給真實(shí)病人診斷）。

在空間上來(lái)說(shuō)，課堂或者教室會(huì)有一些什么樣的變化呢？教室肯定不是“講課”的地方了，教室成為學(xué)習(xí)室和輔導(dǎo)室，成為學(xué)生表現(xiàn)與探究的天地、合作與競(jìng)賽的舞臺(tái)。教師的講臺(tái)將被撤下（至少扁平化處理），黑板或者白板下的臺(tái)階將抹平，師生連成一體，課堂無(wú)邊界接續(xù)，課桌椅靈活擺放，按需組合，取消秧田式結(jié)構(gòu);教師走到學(xué)生中間，走到學(xué)生背后，走到學(xué)生面前，參加交流，檢查操作，示范程序，講解規(guī)則和概念，鼓勵(lì)表現(xiàn)，督促合規(guī)，激發(fā)熱誠(chéng)，等等。有一點(diǎn)是肯定的，教師將與學(xué)生建立學(xué)習(xí)共同體。教師不再是學(xué)科權(quán)威、講臺(tái)圣賢，而是敞開心扉溝通、諄諄啟發(fā)的搭檔，心理發(fā)展的治療師，成長(zhǎng)道路的知心人。

空間的另一種布局是，學(xué)科教學(xué)將普遍采用分層教學(xué)，走班教學(xué)將是一種常態(tài)。這樣，專用教室、學(xué)科教室、專題教室等個(gè)性化的教學(xué)場(chǎng)景將出現(xiàn)。不僅僅是部分學(xué)科分層教學(xué)，如果能夠逐漸過(guò)渡到全部學(xué)科分層教學(xué)，那么固定的班級(jí)將會(huì)消失，取而代之的是學(xué)生導(dǎo)師組管理和學(xué)生合作小組自我管理。如果采用網(wǎng)絡(luò)化、大數(shù)據(jù)和人工智能教師個(gè)性化學(xué)習(xí)輔導(dǎo)的結(jié)合，那么年級(jí)制將消失或者淡化，按照學(xué)習(xí)成果和表現(xiàn)性成就進(jìn)入到下一學(xué)習(xí)階段，而不是刻板的熬到了固定的時(shí)間升入高一年級(jí)。

跨學(xué)科教學(xué)（Interdisciplinary/Cross-Curricular

Teaching）作為一種特殊的教學(xué)形態(tài)，將是課堂教學(xué)改革的一大趨勢(shì)。所謂跨學(xué)科，就是在不同程度上跨越了原有學(xué)科（subjects or disciplines）的邊界的一種形態(tài)，具體來(lái)說(shuō)，在單學(xué)科獨(dú)立型基礎(chǔ)上，有多學(xué)科聯(lián)系型、跨學(xué)科整合型和超學(xué)科融入型等具體形態(tài)，分別實(shí)現(xiàn)交叉、整合和融入?？鐚W(xué)科教學(xué)有什么好處呢？將突破教學(xué)中知識(shí)零散片段和刻板僵化的不足，實(shí)現(xiàn)高層次教學(xué)目標(biāo)，如批判性思維、推理和決策能力、問(wèn)題解決能力、協(xié)同合作能力和溝通交流能力，還有利于培養(yǎng)系統(tǒng)思維、設(shè)計(jì)思維、工程思維、技術(shù)思維、科學(xué)思維、形象思維、視覺(jué)思維、藝術(shù)思維、數(shù)據(jù)/數(shù)字思維等新的思維能力。

在時(shí)間上，將重點(diǎn)改革固定40分鐘的排課法，將長(zhǎng)短課結(jié)合起來(lái)。例如，常規(guī)課30分鐘，短課20分鐘，長(zhǎng)課分成模塊疊加成60分鐘或90分鐘等，有了計(jì)算機(jī)排課，日課表和周課表、月課表就不再是一種空想了。還有，在學(xué)年和學(xué)期上也會(huì)有一定的變化。統(tǒng)一時(shí)間到?；蛘呱险n、放學(xué)回家等就不再是一定不能更改的定規(guī)。

五、課程內(nèi)容將實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)

在學(xué)習(xí)任務(wù)的類別上，要重視“為什么”的知識(shí)的內(nèi)化和外化，在動(dòng)力、策略和原理上下功夫。“核心素養(yǎng)”（一般意義上的關(guān)鍵能力）和“學(xué)科核心素養(yǎng)”（各學(xué)科具體的關(guān)鍵能力）幾乎都是“為什么”的知識(shí)。要將事實(shí)性知識(shí)的教學(xué)升格為“概念性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí)”的教學(xué)，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移。

不僅是課堂教學(xué)方式的時(shí)間與空間實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)或者異步，課程內(nèi)容體系（教什么）也必須翻轉(zhuǎn)。美國(guó)課程再設(shè)計(jì)中心的專家提出了翻轉(zhuǎn)后的課程內(nèi)容將更多的時(shí)間放在理解、專長(zhǎng)、遷移方面（參見(jiàn)圖1）。靠搜索和人工智能算法能夠解決的內(nèi)容，將逐漸退出課程的主陣地。在一個(gè)數(shù)字世界和人工智能賦能的世界中，數(shù)字素養(yǎng)和信息傳播與技術(shù)能力被提到了重要地位，計(jì)算思維、工程思維、設(shè)計(jì)思維、技術(shù)思維、科學(xué)思維、系統(tǒng)思維等整體性、策略性素養(yǎng)被提上了日程。

學(xué)習(xí)科學(xué)與教學(xué)科學(xué)研究的一個(gè)重要趨向是將學(xué)習(xí)任務(wù)劃分為不同的知識(shí)類別。這里的知識(shí)的概念是廣義的，涉及自然界和人類社會(huì)的各種事實(shí)、概念、程序、規(guī)則、步驟、方法和策略、動(dòng)力和原理等一項(xiàng)或幾項(xiàng)。假定我們暫時(shí)不考慮年齡、學(xué)科、專業(yè)的差異，那么，一般而言，這些知識(shí)可分為陳述性、程序性、原理性、策略性、動(dòng)力性等幾種。其中，“是什么”的知識(shí)主要對(duì)應(yīng)的是事實(shí)和概念，“如何做”的知識(shí)主要對(duì)應(yīng)的是程序、規(guī)則、步驟，“為什么”的知識(shí)主要對(duì)應(yīng)的是策略、動(dòng)力和原理（如表2所示）。

有關(guān)學(xué)習(xí)科學(xué)的研究表明：應(yīng)該遵循從“為什么”的知識(shí)開始（策略與動(dòng)力），然后進(jìn)入“是什么”的知識(shí)的學(xué)習(xí)（事實(shí)與概念），再進(jìn)入“如何做”的知識(shí)的學(xué)習(xí)（程序、規(guī)則、步驟），最后再回到“為什么”的知識(shí)的學(xué)習(xí)（策略、動(dòng)力、原理）。學(xué)習(xí)過(guò)程就是這樣一個(gè)循環(huán)圈，螺旋上升，持續(xù)提升。如果借用學(xué)習(xí)培訓(xùn)專家麥卡錫的“學(xué)習(xí)流程”加以標(biāo)示，就是由四個(gè)象限組成的循環(huán)圈（參見(jiàn)圖2）。這里的“該怎樣”是指假如到了實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，要考慮具體情境的需要能夠有所變通和取舍，這是屬于“為什么”的知識(shí)?？傮w上說(shuō)，我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)與教學(xué)上半圓做得很不夠，下半圓做得相對(duì)好些。右上扇形教師會(huì)做但是往往省略了，經(jīng)常將社會(huì)的價(jià)值或者教師的價(jià)值直接代替學(xué)生的價(jià)值;左上扇形教師做得很少，因?yàn)椴辉趺磿?huì)做。改進(jìn)左上扇形是我們從教教材走向教能力、從考教材走向考水平的關(guān)鍵。

六、扶放有度地開展教學(xué)

從創(chuàng)設(shè)有利學(xué)習(xí)的條件角度來(lái)看，教學(xué)科學(xué)研究最重要的一個(gè)成就是依據(jù)不同的知識(shí)類型（學(xué)習(xí)目標(biāo)）來(lái)開展針對(duì)性的教學(xué)，同時(shí)也倡導(dǎo)在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)依據(jù)不同學(xué)習(xí)任務(wù)類型，扶放有度地為學(xué)生提供指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自我調(diào)節(jié)、自主發(fā)展能力。

當(dāng)代國(guó)際著名教學(xué)設(shè)計(jì)專家梅里爾教授積累了50年的研究總結(jié)出的“首要教學(xué)原理”，應(yīng)該看成是教學(xué)科學(xué)與學(xué)習(xí)科學(xué)中的高新技術(shù)。他倡導(dǎo)的有關(guān)不同知識(shí)類型（這是能力或者素養(yǎng)，也就是我們通過(guò)教學(xué)要達(dá)到的學(xué)習(xí)結(jié)果）與四種基本的教學(xué)方式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（如表3所示），恐怕是最重要的教學(xué)研究成果之一。

不僅是教學(xué)方法可以從扶到放，教學(xué)任務(wù)也是可以從扶到放的。扶的力度最大的是案例學(xué)習(xí)任務(wù)，扶的力度最小的是常見(jiàn)（獨(dú)立）學(xué)習(xí)任務(wù)。中間半扶半放的是補(bǔ)全學(xué)習(xí)任務(wù)（如表4所示）。

另外，從教學(xué)科學(xué)的視角看，有效教學(xué)方法最佳的組合是歸納與演繹、講解與探究（發(fā)現(xiàn)）的二維矩陣組合。綜合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)倡導(dǎo)者范梅里恩伯爾將這個(gè)二維矩陣進(jìn)行組合，這樣就出現(xiàn)了四種情況：（1）演繹-講解;（2）演繹-探究;（3）歸納-講解;（4）歸納-探究。從扶到放，最容易的是演繹-講解，教師全扶;最難的是歸納-探究，教師全放。演繹-探究和歸納-講解都屬于半扶半放，區(qū)別是扶多一點(diǎn)還是放多一點(diǎn)。歸納-探究表示的是完全探究發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)，等同于像科學(xué)家那樣思考和工作，差別在于學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)的是人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的東西，科學(xué)家則是在探究發(fā)現(xiàn)人類未知的領(lǐng)域（如圖3所示，圖中的L條形表示概念、規(guī)則或者原理，圓圈表示實(shí)例。箭頭表示直接告知，問(wèn)號(hào)表示不直接告知）。學(xué)習(xí)科學(xué)研究認(rèn)為在一般的課堂教學(xué)中，建議優(yōu)先采用的教學(xué)方法是歸納-講解。

從學(xué)習(xí)投入或者參與的方式上看，學(xué)習(xí)科學(xué)的研究已經(jīng)證實(shí)：被動(dòng)學(xué)習(xí)—主動(dòng)學(xué)習(xí)—建構(gòu)學(xué)習(xí)—交互學(xué)習(xí)是一個(gè)進(jìn)化鏈，交互學(xué)習(xí)的效果最好，有利于培養(yǎng)深層次的能力與素養(yǎng)。如果說(shuō)季清華獲得2015年美國(guó)心理學(xué)會(huì)頒發(fā)的桑代克教育心理學(xué)職業(yè)成就獎(jiǎng)和美國(guó)教育學(xué)會(huì)2016年頒發(fā)的心理學(xué)對(duì)教育的貢獻(xiàn)獎(jiǎng)的代表性成果“ICAP學(xué)習(xí)方式分類學(xué)”帶給我們什么啟示的話，那么其證實(shí)了這樣一個(gè)假設(shè)：參與就是能力！參與程度或者投入程度越大，學(xué)習(xí)層級(jí)就越高，學(xué)習(xí)深度就越深，學(xué)習(xí)能力就越強(qiáng)大[12]。另外，根據(jù)我們的分析，ICAP四種學(xué)習(xí)方式，交互方式（Interactive）、建構(gòu)方式（Constructive）、主動(dòng)方式（Active）與被動(dòng)方式（Passive），與人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)元素之間能夠建立起一種關(guān)聯(lián)，在人類學(xué)習(xí)與機(jī)器學(xué)習(xí)之間可以建立某種對(duì)應(yīng)參照關(guān)系，為人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究和人類學(xué)習(xí)機(jī)制研究提供一個(gè)新思路[13]。

七、學(xué)業(yè)評(píng)估注重學(xué)習(xí)遷移

目前學(xué)習(xí)科學(xué)與教學(xué)科學(xué)強(qiáng)調(diào)的是依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)到達(dá)度開展評(píng)估，同時(shí)開展形成性評(píng)估和自我評(píng)估。這里的重點(diǎn)是考慮知識(shí)類型（明確學(xué)習(xí)任務(wù)類型）與學(xué)習(xí)結(jié)果水平之間的關(guān)系。

目前，國(guó)際上公認(rèn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)分類學(xué)是安德森主持的布盧姆認(rèn)知目標(biāo)分類學(xué)修訂版（當(dāng)然，還有SOLO分類，即可觀察學(xué)習(xí)結(jié)果;KUD分類，即知道、理解和會(huì)做;馬扎諾分類;等等）。這個(gè)分類學(xué)修訂版將知識(shí)分為事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)與元認(rèn)知知識(shí)（包括策略知識(shí)、任務(wù)知識(shí)和自我知識(shí)），將認(rèn)知水平分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造六個(gè)水平，每一個(gè)水平還有若干具體的層次[14]。不過(guò)，上文四種知識(shí)和六種水平構(gòu)成的矩陣目標(biāo)，教師在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)感到一定的不便和困難。所以，我們建議，可以采用了解、理解和應(yīng)用（基本應(yīng)用和綜合應(yīng)用）三個(gè)水平，同時(shí)將學(xué)習(xí)任務(wù)類型與掌握水平匹配構(gòu)成一個(gè)矩陣表（參見(jiàn)表5），用以指導(dǎo)備課和上課。

了解（knowing）——學(xué)生知道某一知識(shí)“是什么”（事實(shí)與概念）、“如何做”（程序、規(guī)則、步驟）和“為什么”（策略、動(dòng)力、原理），知識(shí)呈現(xiàn)的方式可以是口頭的、文本的、動(dòng)作的，包括文字、符號(hào)、圖示等。

理解（understanding）——學(xué)生對(duì)已了解的知識(shí)能獨(dú)立確定其意義，具體分為解釋、舉例、分類、總結(jié)、推斷、比較與說(shuō)明（論證）等。

應(yīng)用（doing or applying）——學(xué)生能根據(jù)具體情況（即知道在什么條件下）運(yùn)用已理解的知識(shí)解決相同情境或變式情境中的特定問(wèn)題。應(yīng)用水平具體可以分為基本應(yīng)用和綜合應(yīng)用，其中包括了執(zhí)行、實(shí)施、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等。

從考試和檢查的角度看，我們無(wú)疑也是相對(duì)來(lái)說(shuō)重視“是什么”的知識(shí)和“如何做”的知識(shí)，對(duì)“為什么”的知識(shí)重視遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，像對(duì)策略、原理和動(dòng)力性知識(shí)的考查我們做得比較少，尤其在閉卷考試為主的情況下，我們將很多力氣花在了記憶背誦等方面。根據(jù)現(xiàn)代學(xué)習(xí)科學(xué)的研究，知識(shí)的考查有兩種類型：一種是保持，一種是遷移。保持測(cè)驗(yàn)的目標(biāo)是記憶教材，遷移測(cè)驗(yàn)的目標(biāo)是理解與掌握，學(xué)會(huì)在新的情境中評(píng)價(jià)和使用所學(xué)知識(shí)。從考試考查題目的順序方面來(lái)講，一般要呈現(xiàn)“是什么”的知識(shí)放在前面，“如何做”的知識(shí)居中，“為什么”的知識(shí)放在后面，這樣一個(gè)梯度。

根據(jù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)科學(xué)的研究，傳統(tǒng)的書面考試考查的題目難以檢測(cè)出高層次的素養(yǎng)或者能力，所以，是非題、判斷題、選擇題、術(shù)語(yǔ)釋義、觀點(diǎn)或者解決方案論述比較適合“是什么”的知識(shí)?！叭绾巫觥钡闹R(shí)聚焦于了解和理解?！盀槭裁础钡闹R(shí)比較適合的題型可能是開放題、綜合情境題、真實(shí)/模擬任務(wù)題等，主要檢查材料分析與綜合，觀點(diǎn)或者解決方案比較、評(píng)價(jià)與擇優(yōu)，案例分析與評(píng)判，創(chuàng)造性計(jì)劃與實(shí)施方案等方面的素養(yǎng)。

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（責(zé)任編輯 王策 杜丹丹）

The Reform of Classroom Teaching in the Era of Artificial Intelligence

SHENG Qunli1，NI Jian2

（1.College of Education，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang，China 310012;

2.Xinxigang Primary School of Hangzhou Xiaoshan District，Hangzhou，Zhejiang，China 311215）

Abstract： The reform of classroom teaching in the era of artificial intelligence needs to pay much more attention to a complete understanding of the connotation of “l(fā)earning”，makes sure the complete happening of learning through classroom teaching，and teachers are required to complete three tasks，namely，promoting choice，organizing and integrating.We should be bold and straight to put forward “unification of learning and teaching”，and mobilize the initiative of teachers and students.The space and time for teaching will have a rather big change，and will meet the needs of students personalized and differentiated development.The content of curriculum will realize flipping.In the category of learning tasks，we should emphases the internalization and externalization of “the ‘why knowledge”，and concentrate our efforts on motivation，strategy and principle.We should carry out targeted teaching according to different knowledge types （ learning aims），and，at the same time，we also propose to provide guidance by knowing how far to go and when to stop according to different types of learning tasks，and cultivate students abilities of self-adjustment and independent development.We should carry out assessment according to the reaching degree of learning aims，and also carry out formative evaluation and self-assessment.

Key words： the era of artificial intelligence;teaching reform;learning;instructional design