人機協(xié)同如何助推高等教育教學模式變革
http://www.wandqa.cn2024年12月16日 11:07教育裝備網(wǎng)
■人機協(xié)同教學的起點是借助機器智能分析與教師經(jīng)驗判斷,建立符合學生差異化需求的教學目標。以此為基礎(chǔ),進一步破解如何激發(fā)學生深度參與的教學互動、如何實現(xiàn)伴隨式的精準教學評價與反饋
■人機協(xié)同教學的關(guān)鍵在于構(gòu)建充分發(fā)揮學生主體性、促進學習真正發(fā)生的教學形態(tài)。要通過教學目標與學情動態(tài)匹配、師—生—機多向適應(yīng)性交互、伴隨式診斷與精準化反饋,構(gòu)建師生機的深度合作關(guān)系
■人機協(xié)同教學實施需要針對具體教學場景與問題,在“師—生—機”三者數(shù)據(jù)與信息充分交互中完成人機雙向賦能、協(xié)同決策,實現(xiàn)從目標決策到過程互動再到評測反饋的全流程合理設(shè)計
當前,人工智能技術(shù)加速迭代演進,引領(lǐng)高等教育數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展,重塑高等教育教學模式。具體來講,生成性人工智能應(yīng)用逐漸演化成為具有一定能動性、適應(yīng)性和自主性的智能體,以AI助教、AI學伴等形態(tài)融合應(yīng)用于高等教育教學中,對傳統(tǒng)教學模式進行要素革新與流程再造,并逐漸形成“人機共教、人機共育”的人機協(xié)同教學模式,逐步實現(xiàn)規(guī)模化與個性化兼顧的教學形態(tài),以滿足智能時代對大批創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。
1 人機協(xié)同教學的起點是什么
當前,“以學生為中心”是高校課程與教學創(chuàng)新的基本理念。因此,人機協(xié)同教學的起點是借助機器智能分析與教師經(jīng)驗判斷,來建立符合學生差異化需求的教學目標。以此為基礎(chǔ),進一步破解兩個關(guān)鍵問題:一是如何激發(fā)學生深度參與的教學互動,二是如何實現(xiàn)伴隨式的精準教學評價與反饋。
就教學目標設(shè)定上,需要關(guān)注如何在內(nèi)隱素養(yǎng)的外顯分析與挖掘中把握“預(yù)設(shè)”與“生成”目標的平衡。當前,高等教育的教學目標從知識技能傳授向?qū)W生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變,更加強調(diào)引導學生自主探究與主動建構(gòu),發(fā)展其批判性思維、復雜問題解決、學習遷移等高階能力。然而,核心素養(yǎng)是學生內(nèi)隱關(guān)鍵能力與必備品格的體現(xiàn),因此,高校教學中需要依托人機協(xié)同的環(huán)境條件,實現(xiàn)對內(nèi)隱素養(yǎng)的外顯分析,更加精準識別學生當前的素養(yǎng)水平。此外,高校教學目標不僅要實現(xiàn)學科知識概念、定理和公式等客觀性、規(guī)則性“預(yù)設(shè)”知識的積累,還要在此基礎(chǔ)上打破特定專業(yè)對知識邊界的窄化限制,重視內(nèi)隱性、實踐性的主觀“生成”知識,即更多需要靠學生親身參與、感受體悟、意會等方式獲得知識。這就要求教學目標設(shè)置中,充分分析挖掘?qū)W習者的學情信息,實現(xiàn)預(yù)設(shè)性與生成性教學目標的平衡。
圍繞教學目標設(shè)定的內(nèi)容、方式的改變,課堂教學策略與評測反饋也隨之改變。就教學策略,生成式人工智能技術(shù)融入課堂的人機協(xié)同教學賦予教師、學生、AI智能體各自承擔不同的角色與任務(wù),同步塑造了新型合作關(guān)系,加速知識的共享與生成,使學習過程成為共同解決問題的深度互動過程。就評測反饋,智能技術(shù)扮演了學情分析師、個性化學習規(guī)劃師等角色,輔助教師評估學生達成目標的狀態(tài),進而調(diào)整教學策略。
因此,如何充分發(fā)揮人機協(xié)同的智慧,實現(xiàn)對學生知識理解、思維發(fā)展、價值塑造等高階目標的伴隨式精準評測還需進一步探索。需要注意的一點是,盡管精準的伴隨式評價需要采集全流程、多場景、多維度的學習數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和可追溯性,但更不能打斷師生正常教與學的進程,以免帶來教學負擔。
2 人機協(xié)同教學的核心環(huán)節(jié)是什么
人機協(xié)同教學的關(guān)鍵在于構(gòu)建充分發(fā)揮學生主體性、促進學習真正發(fā)生的教學形態(tài),需要重點聚焦通過教學目標與學情動態(tài)匹配、師—生—機多向適應(yīng)性交互、伴隨式診斷與精準化反饋來構(gòu)建師生機的深度合作關(guān)系,激發(fā)群體智能,促進學生深度學習。
一是教學目標與學情動態(tài)匹配。在實現(xiàn)預(yù)設(shè)性與生成性教學目標平衡的過程中,需要清晰明確“人”“機”的角色定位與協(xié)作機制。在角色層面,教師需要自上而下融通專業(yè)與社會需求,判斷學生應(yīng)達成的核心素養(yǎng)目標;智能體承擔更多自下而上分析學生學情的任務(wù),在規(guī)模化課堂教學中挖掘?qū)W生群體學情,在個性化互動交流中挖掘?qū)W生個體學情。在協(xié)作機制層面,重點體現(xiàn)在兩方面:教師“教什么”方面,教師依據(jù)智能助教提供的群體學情報告,判斷學生當前素養(yǎng)水平與目標水平之間的差距,從而科學設(shè)置教學目標、規(guī)劃教學內(nèi)容等;學生“學什么”方面,智能學伴基于學生個體學情的跟蹤與判斷,感知學生在學習中引發(fā)的新問題與新目標,為學生匹配相應(yīng)的教學資源與內(nèi)容,以實現(xiàn)生成性教學目標。
二是師—生—機多向適應(yīng)性交互。在人機協(xié)同教學中,智能體以自然語言為交互渠道,理解與回應(yīng)師生意圖。在多向交互中,智能體以三種不同形態(tài)化身為教學助手,具體表現(xiàn)為:第一,智能體作為共教者參與到師生交互中,替代師生之間的知識性問答與反饋,提升以獲取知識為目的的交互效率,使師生有更多時間與空間進行基于生命體驗的交流,滿足學生的人格與生命發(fā)展的需求。第二,智能體作為共學者參與到生生交互中,為學生群體之間的協(xié)作提供更個性化的認知與情感支持,提升學生人際交往與協(xié)作問題解決等高階思維能力。第三,智能體作為伴學者參與到學生與自我的交互中,為學生創(chuàng)設(shè)論文答辯、面試求職等虛擬情境,可以及時發(fā)現(xiàn)學生問題與薄弱項,提供客觀理性的改進建議,促進學生自我發(fā)展。
三是伴隨式診斷與精準化反饋。在人機協(xié)同教學中,智能體作為智能助教來增強教師感知與加工信息的能力,并捕捉教學過程中多源數(shù)據(jù),智能分析學生學習情況,實現(xiàn)教學評價從教師單一經(jīng)驗判斷向數(shù)據(jù)循證轉(zhuǎn)變。在評價標準上,智能體協(xié)同教師制定出導向素養(yǎng)達成且可觀察、可操作的評價標準;在評價過程中,智能體通過與學生在不同場景中的互動交流,隱性化、伴隨式地采集與匯聚全場景、全流程的數(shù)據(jù),生成指向素養(yǎng)達成的評價結(jié)果;在結(jié)果診斷上,教師結(jié)合教學經(jīng)驗和多源數(shù)據(jù)循證,及時對學生提供認知與情感關(guān)懷反饋,學生依據(jù)反饋來自我認識、自我判斷、自我反思、自我調(diào)控,最終實現(xiàn)主動建構(gòu)與積極發(fā)展。
3 人機協(xié)同教學的實施路徑是什么
人機協(xié)同教學實施需要針對具體教學場景與問題,在“師—生—機”三者數(shù)據(jù)與信息充分交互中完成人機雙向賦能、協(xié)同決策,實現(xiàn)從目標決策到過程互動再到評測反饋的全流程合理設(shè)計。
多主體建構(gòu):精準定位目標路徑。教師依據(jù)教學經(jīng)驗等,設(shè)定預(yù)設(shè)性目標;機器利用課程知識圖譜、關(guān)系挖掘等技術(shù),精準定位學生在知識技能、高階思維等方面應(yīng)達到的生成性目標。在這一過程中,需要以差異化目標作為學情分層畫像依據(jù),突破傳統(tǒng)同質(zhì)化的教學限制。如西南民族大學針對地區(qū)生源基礎(chǔ)差異化、學習需求多樣化的實際情況,授課前,教師根據(jù)收集的學生多平臺課前課后測試、課堂互動表現(xiàn)、作業(yè)實驗等過程性學習數(shù)據(jù),結(jié)合學習基礎(chǔ)、學習需求等,把學生聚類為3至4個小組,設(shè)定模塊化課程內(nèi)容,以實現(xiàn)“保證基礎(chǔ),能者多學”的教學目標。值得注意的是,在學生動態(tài)學習過程中,機器需要根據(jù)教師預(yù)設(shè)規(guī)劃及學生實時學習診斷結(jié)果,持續(xù)為學生動態(tài)調(diào)整學習目標提供參考建議。
多場景化生:多元形態(tài)師生互動。在課堂理論學習場景中,機器作為智能學伴或智能助教,與師生共同解決非良構(gòu)、非衍生性問題,即融入跨學科、超學科等充滿不確定性的知識的問題,促進學生開展深度學習。在技能實訓和實驗操作中,機器作為智能工程師延展教師教學實踐能力,與集成化的實訓教學融為一體,把書本中抽象概念實體化,將操作性知識具象化,使學生在動手實踐中加深對知識應(yīng)用的理解,增強學生的專業(yè)實踐性與課程的情感聯(lián)結(jié)。在自適應(yīng)學習場景中,機器作為教師數(shù)字孿生體的“分身在場”,對學生數(shù)據(jù)進行多維分析挖掘與實時監(jiān)測,結(jié)合學生發(fā)展需要,聚合網(wǎng)絡(luò)精品學習資源,為學生提供個性化資源推薦和學習指導,使學生在人機協(xié)作中實現(xiàn)知識掌握與能力培養(yǎng)。
全流程伴隨:數(shù)智驅(qū)動多維評價。一是建立覆蓋全場景、全過程的教學評價數(shù)據(jù)基座,使學生“評價改進”有據(jù)可循。二是細化評價指標體系,增強評價指標的可度量性和可實現(xiàn)性,針對評價涉及的時間(課前預(yù)習、課中表現(xiàn)、課后反思)、空間(線上、線下、線上線下融合)、學習結(jié)果類型(知識技能、實驗/實踐任務(wù)、項目制品)等要素調(diào)整指標權(quán)重,并以儀表盤、數(shù)字畫像等可理解的直觀形式反饋評價結(jié)果給師生,實現(xiàn)即時評價改進。三是在教學測評中融入適配學科的分類垂直大模型,基于專業(yè)領(lǐng)域知識對學生作答、作品、論文等進行預(yù)評價,實時分析學生的學習軌跡、問題解決過程中的行為表現(xiàn),通過反饋信息引導學生從回答“是什么”的正確答案轉(zhuǎn)向“為什么”和“如何”的結(jié)構(gòu)化思考與表述觀點及依據(jù)的綜合能力。
(作者馬志強系江南大學教育學院、江蘇“互聯(lián)網(wǎng)+教育”研究基地教授,文橋系江南大學教育學院碩士研究生;本文系國家社會科學基金2022年度教育學一般課題“協(xié)作知識建構(gòu)會話智能化分析與反饋研究”[編號:BCA220215]的研究成果)
責任編輯:董曉娟
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