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，既能通過技術賦能實現高效教研，也能借由思想智化達致聰明教研。其次，人工智能助力教研變革的價值表現在，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新，升華教師關于教研的原理認知。在此基礎上，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）經驗邏輯，借助人工智能重塑教研;（4）技術邏輯，借助人工智能豐富教研;（5）價值邏輯，借由人工智能創新教研。

[關鍵詞] 人工智能; 教研; 變革; 賦能; 智化

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] 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

基礎教育教學研究制度（以下簡稱教研）是從中國實際和問題出發，極具中國智慧和特色的教育運作制度[1]?？梢哉f，教研既體現了我國“集中力量辦大事”的政治優勢，也是區域教育精準統籌的重要手段[2]。對此，更有研究者將其視作上海連續兩次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基礎教育教學質量方面發揮了不可替代的作用，但是如今的教研現實與教育教學已然出現了諸多不適之處，比如將傳統教研方式與新教研方式對立、將教研的本義與轉義對立[2]?？梢灶A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、遷就和惡化之中，嚴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《教育部關于加強和改進新時代基礎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”，另一方面，念及現代科學奠基人弗朗西斯·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，不運用機械（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性，既是具有前瞻性和挑戰性的思考路向，也是歷史和現實的共同訴求，更是時代賦予教研的重要命題：從全球范圍的科技進步來看，這個時代的“新工具”是什么，如何借助“新工具”重新認識教研，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“機械”，而如今的“新工具”卻是比人類更聰明的“人工智能”。關于此“新工具”對教育的影響，英國學者安東尼·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、增強現實、虛擬現實的個性化教育?！盵5]據此而言，如果說20世紀人們在闡釋、踐行、想象教研時只能依托“機械化”的技術，面向基于印刷與世俗化的教育要求;那么，進入21世紀后，面對以人工智能技術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新與實踐突破。

二、人工智能助力教研變革的價值愿景

當下從全國范圍來看，教研工作依然面臨著諸多挑戰，如教研工作質量普遍不高、在學校教育教學工作中被虛化弱化、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”的方式，結局又憑什么會“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

從人工智能的本質來看，它除了需要利用其技術完成有益于人類的事情，還要在科學層面利用其概念和模型，幫助回答有關人類的問題[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應用，為教研“外顯”的管理、制度、政策、評價等進行“賦能”[8]——增強教研的能力和質量，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“內在”的目的、理念、內容、知識和方法等進行“智化”[9]——升級教研的認知與觀念，使之更聰明。

1. 借助人工智能技術賦能教研，實現高效教研

現代人工智能技術的誕生是諸多領域協同科研攻關的結果，而這些領域與人類教育的過程緊密相關。并且，人工智能技術的研究路線也與教學系統中的教學理論不謀而合，如知識表示、自然語言處理、智能機器人、機器學習、專家系統、模式識別[8]?？梢哉f，日益成熟的人工智能技術將為教研提供快速、便捷、精準、可靠的技術支撐，從而使教師開展時間靈活、空間泛在、個體自適應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“網腦”（網絡知識庫）搜索教研活動所需要的任何知識;借助人工智能的機器翻譯系統閱讀和學習國內外教研資料;借助“數學盒子”“樂學一百”“可汗學院”等智能學習平臺開展某個學科的教研活動，以此了解教師們的進步與不足，乃至為此類教研活動進行“學科畫像”。

2. 借由人工智能思想智化教研，實現聰明教研

現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》，該書為人工智能學科和自我調節機制的創建提供了理論基礎。然而，早在啟蒙運動伊始，人工智能的思想就已初現端倪。法國數理學家布萊士·帕斯卡在1645年發表了一篇獻詞《算數機器》，他在文中介紹了自己發明的一種計算設備，“為了幫助身為稅務監督官的父親減輕令人疲憊的計算任務，他設計出了一種可以進行十進制四則運算的機器，名為‘Pascalina”[11]。隨后，公認的第一位電腦科學家和信息論專家萊布尼茨對帕斯卡的機器進行了改良，實現了可以計算乘法、除法和開方的機械計算機[12]。論及這種改良的動機，萊布尼茨自己的解釋是：“對于優秀的人來說，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，即關心如何幫助教師擺脫機械重復的教學工作，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、迭代的途徑驅動人工智能的獨特思想與教研活動發生構成性互動，進而創建“人機一體”的教研解釋機制，建構超越人類原始思維的教研思維，重構教研的知識秩序，從而實現聰明教研。

（二）人工智能助力教研變革的必要性

實事求是地說，當前教研變革正在進入“深水區”。換言之，那些“容易解決的問題”已經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，而是因為他們缺乏觀察宇宙的“新工具”;同理，當下教研變革在“深水區”面臨的束縛、矛盾和低效，除了變革本身的復雜性，也是因為人們缺乏觀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?！盵4]據此而言，若要在教研變革“深水區”祛除過往的沉疴痼疾，關鍵是借助“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，歐美信息哲學領軍人物盧西亞諾·弗洛里迪預言：“在未來十年內，人工智能帶給世界的影響將遠遠超過計算機和互聯網在過去三十年內已經對世界造成的改變?！盵11]若要適應這種改變或者順勢而為創造出前所未有的教研變革樣態，研究者有必要借由人工智能重新審視現有教研的爭議、局限和出路，重新想象教研的內容與形式、動機與行為、目的與手段，豐富人們踐行國家教研要求的想象力、執行力以及創造力;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、設計和采取行動的能力;站在“更寬廣的‘人—機二元主體視角下”[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成性存在”[14]，重構教研中對象和場地的選擇、課程與活動的設置、數據和證據的來源、案例和經驗的本質、方法與技術的基礎等。

2. 推動教研的知識創新，升華教師關于教研的原理認知

多年來，盡管教研的重要性已為多數人所知，但是它在國內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，多數研究均為事實層面且難以提煉的經驗交流，以至于鮮見分析教研內在機理的理論知識。而這使得教研時常以“難登臺面”的方式出現，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，而是源于理性推導而出的知識蘊含解釋現實的能力”[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不多且習以為常的事例，所以它能一下子激發人們的理解力并發揮其想象力;而解釋搜集了散見的各種各樣的事實，與流行觀念并不協調，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”導致的知識缺乏既是當前教研困境的本質原因，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，對已有教研現象和問題進行技術驅動、系統融合以及數據匯聚，并在理性推導的基礎上，發現與人類直覺和經驗相悖卻更有解釋力的教研新知識，推動教研的知識創新，升華教師關于教研的原理認知。

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應用，也意味著前所未有的思想革命。加之考慮到教研的“初心”（歷史根源與現實訴求）與“使命”（國家要求和教師發展），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賦能，推動教研的重識、重塑、豐富和創新，以求助力教師追求更多高級智慧。據此而言，有關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”，據此重識教研;（3）經驗邏輯，解釋“人工智能可能為教研帶來哪些改變”，據此重塑教研;（4）技術邏輯，實現“人工智能如何應用于教研”，據此豐富教研;（5）價值邏輯，研判“將人工智能引入教研可能實現哪些進步”，據此創新教研。

（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知的機會[11]。綜上所述，人工智能正在激發人們關于智慧和教育的全新想象，也為之提供了全新的實現途徑。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，借由相關技術引導教師追求不負時代的高級智慧，尤其是那些現有人工智能積極謀求進步卻仍“技不如人”之處，如“語言表達、創造力、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據用戶畫像的支持，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容及其相應的問題場景，加上對行為數據的分析，從而增加教師語言表達的感染力、說服力和解釋力。第二，更有支撐的教育創造力。在智能導師、學習助手支持下，更具及時性、互動性、生動性地響應教師的教研訴求和教學困惑，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、元認知等21世紀高階思維，從而支撐更多教師通過教研創新教學的手段、理念和風格。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“賦予計算機識別、理解、表達和適應人的情感的能力”[17]，一方面幫助教師根據面部表情、人臉姿態、語言情感等智能分析，積極而又科學地調整自己的情緒呈現、語言表達以及教學方式，從而豐富學生的學習體驗;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

認知科學家史蒂芬·平克在論及“如何思考會思考的機器”時曾言：“‘理性是可以通過物理計算過程來實現的觀念在20世紀被艾倫·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語解釋大腦認知特性，即信念不過是一種信息，思考只是一種計算過程，而動機是一種反饋和控制系統?！盵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在理性的觀念基礎之上，人們才能準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濟學中的理性（Rational）——“關注一個人只要自己知道自己想要什么就能采取相應的行動”，而是指源自“古希臘的理知傳統，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，而不是按照人們預設或想象的樣子去理解它;通過必要的標準來檢驗人工智能立場中教研的優劣，增加內容本身的確定性，進而對其進行糾正和優化;厘清人工智能各種理論的假設、條件與尺度，經由必要的驗證和推演，將可推廣的思想觀念應用于教研變革。其次，將教研置于已有人工智能的理性觀念基礎之上。如前文所述，教研目的之一就是借助人工智能的技術賦能，實現高效教研。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）、‘特定領域認知智能+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，通過人工智能技術收集教研活動中“不同水平的教師在知識、技能、理解、態度、信念、價值觀等特質上掌握或具有的程度”[21]，從結果與過程相結合的角度廣泛增加教研效益。第三，強化效果，借由人工智能技術塑造人機互動、人機互補、人機協同乃至人機一體的教研能力、教研文化與教研智慧，從而達致“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）重構意義，人工智能將會迫使更多教師關注以下教研困惑：“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）創新范式，借助人工智能構建“自主—定制、社群—互動、人機—協同、多人機—多元”[22]的智能教研范式。

（三）經驗邏輯：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人們用全新眼光審視現有教研問題，引導人們重新捕捉智能時代的教研規律，與時俱進地改造教研。在此方面，研究者完全可以從經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;（3）借助人工智能認識教研時，警惕“如人所愿的結果”或者“僅憑雙眼觀察的直觀經驗”;（4）通過實驗的概括與排除，淘汰非本質的內容;（5）嘗試據此重新塑造教研。

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