李海峰 王 煒
(新疆師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830017)
自人工智能技術(shù)出現(xiàn),人們一直試圖將人工智能技術(shù)與教育相結(jié)合,來(lái)打造專家級(jí)智能教師,以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者精準(zhǔn)的、個(gè)性化的、靈活的知識(shí)教學(xué)。人工智能教育研究濫觴于康納蒂(Conati C.)等在1976年發(fā)表的《教育中的人工智能》理論初探。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,該領(lǐng)域逐步出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、智能導(dǎo)師系統(tǒng)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)、教學(xué)智能體和智能會(huì)話伙伴等研究方向[1]。其中,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是人工智能教育的初級(jí)階段,由于信息通訊技術(shù)的智能化程度非常低,它只能作為教師進(jìn)行知識(shí)傳授的輔助工具,通過(guò)簡(jiǎn)單的程序控制,實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、信息交流和知識(shí)測(cè)驗(yàn)等教學(xué)過(guò)程。智能導(dǎo)師系統(tǒng)是傳統(tǒng)教學(xué)模式的智能化模擬,研究者利用編程技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及相關(guān)算法等,實(shí)現(xiàn)專家型虛擬教師的功能,竭盡全力地創(chuàng)建一種智能化教學(xué)環(huán)境,打造專家型虛擬教師,為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者打造了一個(gè)超級(jí)專家型教師,它能夠精準(zhǔn)獲悉學(xué)習(xí)者納米級(jí)知識(shí)點(diǎn)的掌握狀況,
為學(xué)習(xí)者推薦最佳的學(xué)習(xí)路徑,提高學(xué)習(xí)效率,促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)[2]。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過(guò)分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)行為等,為教學(xué)提供即時(shí)反饋,并通過(guò)人機(jī)協(xié)同為學(xué)習(xí)者提供精準(zhǔn)化的智能教學(xué)[3]。
但遺憾的是,人工智能教育應(yīng)用依然是傳統(tǒng)教育中教師傳授知識(shí)模式的反映,不過(guò)是不斷地運(yùn)用最先進(jìn)的人工智能技術(shù),使教學(xué)智能體更像一個(gè)超級(jí)專家型教師,以實(shí)現(xiàn)更加精致、個(gè)性化、智能化的知識(shí)傳授。譬如,“乂學(xué)智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”是一個(gè)最具代表性的人工智能教育系統(tǒng),它通過(guò)納米級(jí)的知識(shí)粒度分解、個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑薦引、快速精準(zhǔn)的知識(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及多元化的學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦等,對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。然而,無(wú)論這些人工智能教育技術(shù)多么的精準(zhǔn)、個(gè)性化和智能化,它們所蘊(yùn)含的教與學(xué)理論也僅停留在行為主義和認(rèn)知主義階段,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者高階思維能力的培養(yǎng)。
依據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)之塔理論,當(dāng)前人工智能教育所提供的絕大多數(shù)學(xué)習(xí)屬于被動(dòng)性學(xué)習(xí),諸如:聽講、視聽、閱讀和演示等,難以實(shí)現(xiàn)教授他人、實(shí)踐和討論等這些主動(dòng)性的學(xué)習(xí)方式。換言之,人工智能教育應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的是機(jī)器替代教師教授這種被動(dòng)的傳統(tǒng)教育模式,而并未實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者教機(jī)器這種主動(dòng)學(xué)習(xí)方式。因此,人工智能教育應(yīng)用必須從模仿傳統(tǒng)教育教師教的行為,轉(zhuǎn)向創(chuàng)建能夠被學(xué)習(xí)者教授的學(xué)習(xí)智能體,直至形成人機(jī)互教互學(xué)的人機(jī)共生學(xué)習(xí)形態(tài)。
人工智能教育應(yīng)用的理論與實(shí)踐,未能保持和教與學(xué)理論的同步發(fā)展,在以教為導(dǎo)向的人工智能教育應(yīng)用的理論與實(shí)踐中,人機(jī)學(xué)習(xí)共生體將是未來(lái)人工智能教育發(fā)展的實(shí)踐方向。人工智能教育需要從理論和實(shí)踐層面突破教與學(xué)理論與實(shí)踐滯后的困境,推動(dòng)人工智能教育的基本理論與實(shí)踐發(fā)展。因此,后人工智能教育時(shí)代的人機(jī)學(xué)習(xí)共生體,需要順應(yīng)人工智能教育發(fā)展的理論與實(shí)踐召喚,闡述人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的歷史發(fā)展必然性,明確人機(jī)學(xué)習(xí)共同體的基本內(nèi)涵和特征。
無(wú)論從教與學(xué)的理論歷史發(fā)展,還是從教師與學(xué)習(xí)者角色關(guān)系的演變,以教師教為特征的傳統(tǒng)人工智能教育模式,并不利于學(xué)習(xí)者綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展。無(wú)論人工智能教育的智能化、個(gè)性化和適應(yīng)性如何發(fā)展,以機(jī)器教人的學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程始終是一種被動(dòng)、低效的學(xué)習(xí)。因此,人機(jī)學(xué)習(xí)共生體被認(rèn)為是后人工智能教育應(yīng)用發(fā)展的歷史必然,其根本原因是人工智能教育應(yīng)用需要關(guān)照學(xué)習(xí)理論發(fā)展和師生關(guān)系的發(fā)展。
1.人工智能教育需要回應(yīng)學(xué)習(xí)理論的發(fā)展
從人工智能教育模式的特點(diǎn)看,人工智能體的設(shè)計(jì),主要是重復(fù)了傳統(tǒng)教育中教師教的行為,通過(guò)學(xué)習(xí)分析、內(nèi)容推薦以及活動(dòng)設(shè)計(jì)等,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。從行為主義和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論視角看,人工智能教育在知識(shí)教學(xué)方面基本上達(dá)到了專家型教師水平,特別是在智適應(yīng)技術(shù)所體現(xiàn)的納米級(jí)知識(shí)點(diǎn)分析、精準(zhǔn)學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦以及個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑引導(dǎo)等智能化學(xué)習(xí)支持上。譬如,2017年乂學(xué)教育在鄭州上演的“人機(jī)大戰(zhàn)”教學(xué)比賽表明,智適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)在與三名經(jīng)驗(yàn)豐富的中高級(jí)教師比賽中,分別在平均分、最大提分和最小提升等方面完勝教師。此外,聯(lián)合國(guó)教科文組織在2019年發(fā)布的《教育中的人工智能:可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)》工作報(bào)告中也再次強(qiáng)調(diào),以人工智能技術(shù)構(gòu)建雙教師模式,來(lái)支持學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí),教師借助“虛擬教學(xué)助理”可以完成作業(yè)評(píng)分、論文評(píng)價(jià)和資源推薦等日常教學(xué)事務(wù),使得教師能夠抽出更多的時(shí)間進(jìn)行一對(duì)一的教學(xué)指導(dǎo)[4]??梢?,人工智能虛擬教學(xué)助理是為緩解教師的教而設(shè)計(jì)的,其本質(zhì)依然體現(xiàn)的是傳統(tǒng)教育模式中教師進(jìn)行知識(shí)傳授的角色。
顯然,智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在精準(zhǔn)掌握學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)狀況、提高學(xué)習(xí)效率和個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面,基本上超越了教師,但是從建構(gòu)主義理論、經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論以及腦科學(xué)理論的發(fā)展看,它并未實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者高階思維能力的有效提升。皮亞杰(Jean Piaget)將知識(shí)習(xí)得看作是一種連續(xù)不斷的建構(gòu)過(guò)程,學(xué)習(xí)者內(nèi)在圖式的形成和發(fā)展得益于認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化、順應(yīng)和平衡過(guò)程[5]。從皮亞杰的認(rèn)識(shí)發(fā)生論視角看,人工智能通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的精準(zhǔn)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦和知識(shí)教學(xué)等,確實(shí)明顯地促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的知識(shí)習(xí)得,但是思維不是與生俱來(lái)、自然發(fā)生的行為,而是與社會(huì)、歷史和文化的發(fā)展緊密相關(guān)的[6]。盡管人工智能導(dǎo)師教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展迅速,但是其學(xué)習(xí)環(huán)境是以教師教為核心進(jìn)行構(gòu)建的,并未開發(fā)出具有社會(huì)、文化和歷史特征的智能體,難以滿足學(xué)習(xí)者與其進(jìn)行深度互動(dòng)的需求。以社會(huì)建構(gòu)主義理論的“魚牛故事”隱喻為例,青蛙是通過(guò)互動(dòng)、交流和情境創(chuàng)設(shè)等,使魚構(gòu)建出牛的真實(shí)表征的,而不僅僅是通過(guò)圖片呈現(xiàn)、視頻介紹等簡(jiǎn)單形式使魚記住牛的形象。以這種形式進(jìn)行的人工智能教育應(yīng)用仍然是知識(shí)傳授型的傳統(tǒng)教育方式,并未實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的生成和創(chuàng)造。
就知識(shí)記憶和保留程度而言,早在上世紀(jì)60年代,戴爾(Edgar Dale)在《視聽教學(xué)方法》中就提出了經(jīng)驗(yàn)之塔理論:以閱讀方式獲得的知識(shí)僅能保留10%;以聽覺(jué)獲得的知識(shí)保留20%;以觀察獲得的知識(shí)保留30%;以聽覺(jué)和視覺(jué)獲得的知識(shí)能夠保留50%;以說(shuō)與寫學(xué)習(xí)方式能夠記住70%的知識(shí);而高達(dá)90%的知識(shí)是學(xué)習(xí)者通過(guò)做學(xué)習(xí)活動(dòng)獲得的。在這些學(xué)習(xí)方式中,視聽方式主要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者知道、理解和應(yīng)用等低中水平的學(xué)習(xí)能力;而參與、扮演、模擬和直接有目的的體驗(yàn)式學(xué)習(xí),是學(xué)習(xí)者分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高階思維能力培養(yǎng)的主要方式[7]。美國(guó)國(guó)家訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室在戴爾研究的基礎(chǔ)上提出了學(xué)習(xí)金字塔理論,學(xué)習(xí)者以聽講、視聽、閱讀和演示等被動(dòng)學(xué)習(xí)方式所獲得的知識(shí),其最高保留記憶內(nèi)容占30%;而以討論、實(shí)踐和教授給他人等主動(dòng)學(xué)習(xí)方式獲得的知識(shí)占50%以上;以教授給他人的方式能夠保留高達(dá)90%的知識(shí)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)之塔理論和學(xué)習(xí)金字塔理論可知,人工智能技術(shù)并未對(duì)學(xué)習(xí)者知識(shí)獲得和高階思維能力發(fā)展提供有力支持,尤其是“教給他人”這一學(xué)習(xí)方式未能得到有效發(fā)展??梢姡绾螌?shí)現(xiàn)人工智能體這種“被教”的能力,將是提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果和高階思維能力發(fā)展的重要途徑,更是人工智能教育應(yīng)用突破傳統(tǒng)教育模式的關(guān)鍵所在。因此,人工智能教育的教與學(xué)理論,應(yīng)當(dāng)從知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向參與性、互動(dòng)性、應(yīng)用性等智能學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)建上,通過(guò)設(shè)計(jì)與開發(fā)人工智能體,為學(xué)習(xí)者“教會(huì)別人”的高級(jí)學(xué)習(xí)方式提供支持,而不僅僅是開發(fā)教師的教學(xué)助手或者是類似于游戲環(huán)境中進(jìn)行對(duì)抗的“敵人”。
2.人工智能教育需要回應(yīng)學(xué)習(xí)者的角色演變
從人工智能教育應(yīng)用的模式看,學(xué)習(xí)者與智能體、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)環(huán)境之間的關(guān)系是一種主客體關(guān)系,具體表現(xiàn)是智能體為主體、學(xué)習(xí)者為客體,或者是學(xué)習(xí)者為主體、智能體為客體。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程表明,人工智能教育技術(shù)的主要功能是:基于學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析,向?qū)W習(xí)者推薦相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)內(nèi)容,使學(xué)習(xí)內(nèi)容的記憶和掌握更符合學(xué)習(xí)者的個(gè)性特征[8]。譬如,“塞拉戈智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”主要是幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行記憶和管理知識(shí),它是以神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)為理論依據(jù)開發(fā)的學(xué)習(xí)者輔助性記憶學(xué)習(xí)工具,通過(guò)向?qū)W習(xí)者提供智能互動(dòng)卡片的學(xué)習(xí)方式,幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)度、難易程度和知識(shí)點(diǎn)掌握程度的學(xué)習(xí)行為跟蹤,以數(shù)字儀表盤的形式,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)行為等進(jìn)行測(cè)評(píng)[9]。顯然,以“塞拉戈智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”為代表的人工智能教育應(yīng)用,并未跳出學(xué)習(xí)者與人工智能體之間的主客體關(guān)系,學(xué)習(xí)者多以客體角色處于人工智能教育應(yīng)用的模式中,人工智能教育應(yīng)用一直試圖模仿專家型名師,以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化、精準(zhǔn)性和靈活性教學(xué)。人工智能體成為了傳統(tǒng)教育中教師角色的代表,學(xué)習(xí)者則成為了知識(shí)接受的客體。正如學(xué)者郭炯等對(duì)人工智能教育應(yīng)用的批判:人工智能教育應(yīng)當(dāng)超越知識(shí)獲取、技能習(xí)得和知識(shí)傳授等狹隘的學(xué)習(xí)方式,需要具備培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的反思、問(wèn)題解決、批判性和創(chuàng)造性等高階思維能力的能力,被教授的學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)能夠進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考,而不能過(guò)度依賴人工智能[10]。
人工智能教育應(yīng)用如若能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展,則需要重新構(gòu)建教育活動(dòng)過(guò)程中人工智能體與學(xué)習(xí)者之角色關(guān)系,需要以客體、主體、主體間、他者和類主體等角色觀,重新審視人工智能在教育應(yīng)用中的角色地位。盡管,當(dāng)前人工智能教育已經(jīng)在知識(shí)傳授方面接近甚至超越了專家型教師,但是人工智能教育教授的學(xué)習(xí)者更像是一個(gè)知識(shí)存儲(chǔ)器,缺乏高階思維能力,原因是學(xué)習(xí)者在人工智能教育模式中的角色主要是客體或者個(gè)體主體,需要向主體間、他者和類主體角色轉(zhuǎn)變[11]。人工智能在教育應(yīng)用中最初承擔(dān)著傳統(tǒng)教師的知識(shí)傳授功能,通過(guò)問(wèn)答設(shè)計(jì)、情境設(shè)計(jì)和內(nèi)容組織等進(jìn)行知識(shí)傳授,特別是智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的發(fā)展,儼然成為了一個(gè)典型的專家型教師。但是這種人工智能教育的基本假設(shè),是將學(xué)習(xí)者作為知識(shí)的接受者或者容器,而人工智能體被作為傳授知識(shí)的教師角色,這會(huì)抑制學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。為了充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主體性,人工智能教育已經(jīng)在考慮提高學(xué)習(xí)者主體性的教與學(xué)方案。譬如,澳大利亞新南威爾士大學(xué)(The University of New South Wales)創(chuàng)建的“慧雀智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”在“人機(jī)教學(xué)”比賽中獲得佳績(jī),其特點(diǎn)是在在線課程中嵌入了大量的模擬實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠“邊做邊學(xué)”,系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行復(fù)雜的算法處理,通過(guò)不斷互動(dòng)和反饋來(lái)修改課程設(shè)計(jì)[12]。該學(xué)習(xí)系統(tǒng)以“做”和“教”相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式,突破了人工智能教育應(yīng)用中將智能體作為主體和學(xué)習(xí)者作為客體的模式局限,使學(xué)習(xí)者成為了學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體。換言之,“慧雀智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”將人工智能教育應(yīng)用中學(xué)習(xí)者的角色地位推向了個(gè)體主體,使學(xué)習(xí)者由知識(shí)接受者角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的占有者,這可以說(shuō)是人工智能教育應(yīng)用的一次質(zhì)的飛躍。
然而,現(xiàn)有的人工智能教育并未實(shí)現(xiàn)真正的學(xué)生主體發(fā)展。雅斯貝爾斯(Karl Theodor Jaspers)認(rèn)為,人類交往包括共體主體性、交互客體性、外在主體間性、內(nèi)在主體間性這四個(gè)由低到高的發(fā)展階段。教育是人與人的精神契合,人與人的交往是我與你雙方的交流和互換,通過(guò)教育理解他人和歷史,了解自己與現(xiàn)實(shí)[13]。共體主體性是一種沒(méi)有個(gè)體的共體,個(gè)體作為共體存在和發(fā)展的工具,存在于原始社會(huì)中的依賴關(guān)系。交互客體性是以與他人為交往為工具和手段的個(gè)人目的的自我實(shí)現(xiàn),把對(duì)方作為被“我”占有的客體而存在,當(dāng)前的人工智能教育應(yīng)用就屬于交往客體性階段。智能體是學(xué)習(xí)者進(jìn)行知識(shí)獲得的對(duì)象,學(xué)習(xí)者將智能體看作實(shí)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)目標(biāo)的客體,人工智能教育應(yīng)用成為了典型的工具主義代表。事實(shí)上,這種交互客體觀并不利于學(xué)習(xí)者素養(yǎng)的全面發(fā)展,雖然學(xué)習(xí)者會(huì)從知識(shí)獲得方面取得較大進(jìn)展,但是對(duì)其知識(shí)保持、應(yīng)用、情感和道德等方面的影響,將會(huì)產(chǎn)生更多的消極作用。因此,按照雅斯貝爾斯的人類交往理論學(xué)說(shuō),人工智能教育需要從互動(dòng)客體性向外在主體間性和內(nèi)在主體間性發(fā)展,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者主體性的全面發(fā)展。
人機(jī)學(xué)習(xí)共生體概念是為破解學(xué)習(xí)者與人工智能體之間的主客體關(guān)系這一問(wèn)題而提出的。根據(jù)教與學(xué)理論和師生關(guān)系理論的發(fā)展,對(duì)學(xué)習(xí)者與人工智能體之間的關(guān)系進(jìn)行了重新構(gòu)建。人機(jī)學(xué)習(xí)共生體具有兩個(gè)方面的含義:其一是指學(xué)習(xí)者與人工智能體之間形成的學(xué)習(xí)機(jī)制;其二是指學(xué)習(xí)者與人工智能體之間在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成的角色關(guān)系。前者聚焦于如何運(yùn)用教與學(xué)的最新理論,進(jìn)行人工智能教育技術(shù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和學(xué)習(xí)模式構(gòu)建;后者關(guān)注的是如何運(yùn)用師生角色關(guān)系理論,構(gòu)建后人工智能教育模式,來(lái)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的高階思維能力。
1.人機(jī)學(xué)習(xí)
“人機(jī)學(xué)習(xí)到底是什么?”這個(gè)問(wèn)題是回應(yīng)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體內(nèi)涵首先需要直面的問(wèn)題,它關(guān)系到人工智能在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中的地位和功能?!叭藱C(jī)”指學(xué)習(xí)者和人工智能教育技術(shù),人工智能教育技術(shù)根據(jù)功能又可劃分為“教與學(xué)的人工智能教育技術(shù)”和“虛實(shí)空間的智能體”。虛實(shí)空間的智能體是指具有主體性思考、行動(dòng)和交流等行為和能力的虛擬機(jī)器人或者真實(shí)機(jī)器人。人機(jī)學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者和人工智能技術(shù)共同所構(gòu)成的教與學(xué)關(guān)系體及其活動(dòng)。
那么,這種教與學(xué)關(guān)系到底是一種什么狀態(tài)?需要我們從學(xué)習(xí)理論的歷史演進(jìn)視角,重新審視他們之間形成的教與學(xué)內(nèi)涵。從人工智能技術(shù)最初提供的問(wèn)答功能看,人工智能教育應(yīng)用是典型的基于行為主義理論的學(xué)習(xí)過(guò)程,可以將斯金納(Burrhus Frederic Skinner)提供的機(jī)器學(xué)習(xí)看作是人工智能教學(xué)最初的萌芽,通過(guò)問(wèn)題與答案的組合構(gòu)成了學(xué)習(xí)者的主要學(xué)習(xí)方式,學(xué)習(xí)方式就是在刺激與強(qiáng)化之間形成的聯(lián)結(jié)過(guò)程。人工智能導(dǎo)師系統(tǒng)的誕生將僅限于刺激與反應(yīng)的學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)向了知識(shí)傳授,通過(guò)創(chuàng)造虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、仿真虛擬教師和學(xué)習(xí)工具等,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)。人工智能導(dǎo)師系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用是從行為主義向認(rèn)知主義理論的一種轉(zhuǎn)變,學(xué)習(xí)過(guò)程不再是簡(jiǎn)單的應(yīng)答學(xué)習(xí)活動(dòng),而是一種情境、講授和交互的融合。而智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)和發(fā)展,將人工智能教育的認(rèn)知主義學(xué)習(xí)方式推向了高潮。人工智能技術(shù)充當(dāng)了一個(gè)超級(jí)專家型教師,能夠?qū)W(xué)習(xí)者已經(jīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)分析,通過(guò)學(xué)習(xí)分析技術(shù)和個(gè)性化推薦技術(shù),向?qū)W習(xí)者提供精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
但迄今為止,人工智能教育并未實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造能力的培養(yǎng),因此,需要運(yùn)用建構(gòu)主義理論和經(jīng)驗(yàn)之塔理論等,重新厘定人機(jī)學(xué)習(xí)的基本內(nèi)涵。人機(jī)學(xué)習(xí)并不僅僅是智能體傳授學(xué)習(xí)者知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程,而是基于建構(gòu)主義理論和經(jīng)驗(yàn)之塔理論,運(yùn)用人工智能技術(shù)構(gòu)建的,一個(gè)能夠與學(xué)習(xí)者進(jìn)行互動(dòng)交流、相互傳授和相互學(xué)習(xí)的新型學(xué)習(xí)模式。因此,人機(jī)學(xué)習(xí)既是行為主義和認(rèn)知主義等理論指導(dǎo)下的人工智能教育活動(dòng),又是建構(gòu)主義、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)之塔理論等指導(dǎo)下的社會(huì)性學(xué)習(xí)活動(dòng)。
2.學(xué)習(xí)共生體“人機(jī)應(yīng)呈現(xiàn)一種怎樣的關(guān)系?”這是回應(yīng)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體內(nèi)涵的關(guān)鍵問(wèn)題,涉及學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者的能力培養(yǎng)問(wèn)題。從知識(shí)習(xí)得向知識(shí)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變是學(xué)習(xí)方式發(fā)展的基本方向[14],這決定了人工智能在教育過(guò)程中的角色和功能決不僅僅是知識(shí)的傳授者,更應(yīng)與學(xué)習(xí)者共同組成一個(gè)學(xué)習(xí)共生體,即通過(guò)協(xié)商、互動(dòng)和探究等活動(dòng)實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)造。學(xué)習(xí)共生體是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)角色和地位的一個(gè)連續(xù)統(tǒng)發(fā)展過(guò)程與階段,嵌入在主體、主體間、共生體以及他者等學(xué)習(xí)角色觀的連續(xù)統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中[15]。
首先,主體性是學(xué)習(xí)共生體發(fā)展的基礎(chǔ)。在主體性師生關(guān)系中,教師和學(xué)習(xí)者之間存在著一種絕對(duì)的對(duì)象化關(guān)系,或者教師是主體,學(xué)習(xí)者是客體;或者學(xué)習(xí)者是主體,教師是客體。主體性師生關(guān)系產(chǎn)生了兩種偏激型師生關(guān)系:或者是以教師為中心的知識(shí)灌輸式教育;或者是以學(xué)習(xí)者為中心的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。人工智能教育在主體性師生關(guān)系的影響下,或者形成了以知識(shí)精準(zhǔn)傳授為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式;或者形成了以學(xué)習(xí)者探究活動(dòng)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方式。如果人工智能體被看作主體,學(xué)習(xí)者被看作客體,那么,學(xué)習(xí)者與人工智能體之間的關(guān)系就是典型的知識(shí)傳授關(guān)系,學(xué)習(xí)者是知識(shí)的容器而不是知識(shí)的創(chuàng)造者。如果學(xué)習(xí)者是主體,人工智能體是客體,那么,他們之間就形成了知識(shí)傳授的另一種單向傳輸關(guān)系,人工智能體就是一個(gè)接受指令的客體。主體性師生關(guān)系是當(dāng)前人工智能教育的發(fā)展階段,需要從知識(shí)習(xí)得、知識(shí)傳授向人機(jī)互動(dòng)、相互交流的主體間關(guān)系發(fā)展。
其次,主體間性是學(xué)習(xí)共生體凝聚的途徑。主體間關(guān)系是一種師生平等的、契約性的和個(gè)體主體性的關(guān)系,包括以個(gè)人利益為主導(dǎo)的外在主體間關(guān)系和以心靈共鳴與共生為導(dǎo)向的內(nèi)在主體間關(guān)系。人工智能教育需要從人機(jī)的主客體關(guān)系走向主體間性關(guān)系,這也是后人工智能教育時(shí)代的重要特征。當(dāng)前,人工智能教育應(yīng)用鮮有將人工智能體作為學(xué)習(xí)過(guò)程主體看待,大多是將學(xué)習(xí)者作為人工智能教育應(yīng)用的唯一主體進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)。雖然,這種主客體人工智能教育設(shè)計(jì)對(duì)于發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主體性有幫助,但是學(xué)習(xí)者會(huì)產(chǎn)生以知識(shí)占有為根本目的的利己主義傾向,不利于學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。人工智能教育中的人機(jī)關(guān)系,必須再次從我與你的主體間性走向他者關(guān)系,消解主體性的為我性,學(xué)習(xí)者之所以成為主體是以他者的承認(rèn)作為前提的。
第三,他者性是學(xué)習(xí)共生體凝聚的保障。在后人工智能教育時(shí)代,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效提升和高階思維能力培養(yǎng),不僅需要通過(guò)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)和技能的掌握得以體現(xiàn),而且需要通過(guò)與人工智能體建立他者關(guān)系來(lái)得到發(fā)展。換言之,學(xué)習(xí)者的高階思維能力是通過(guò)智能體的行為改變得到認(rèn)可的,是否能夠教會(huì)智能體某些知識(shí)和技能,是否能夠提升智能體的高階思維,是否能夠與智能體進(jìn)行深度協(xié)作并進(jìn)行知識(shí)建構(gòu),將是未來(lái)人工智能技術(shù)教育應(yīng)用的重要特征。人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的建構(gòu),需要首先消除人工智能教育應(yīng)用的機(jī)器認(rèn)知觀。應(yīng)將人工智能教育應(yīng)用看作是人與智能體之間形成的知識(shí)共生體,而非將人工智能體看作冰冷的機(jī)器或者知識(shí)占有的對(duì)象。學(xué)習(xí)者與人工智能體從主體間性走向他者性,既是對(duì)人與人工智能技術(shù)絕對(duì)差異的承認(rèn),更是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者責(zé)任主體性的主要途徑,并拓展了僅將人工智能體作為知識(shí)習(xí)得工具的認(rèn)知局限。
綜上所述,人機(jī)學(xué)習(xí)共生體是由學(xué)習(xí)者與人工智能技術(shù)共同構(gòu)建的一個(gè)有機(jī)體,它以行為主義、結(jié)構(gòu)主義、認(rèn)知主義和建構(gòu)主義等理論為基礎(chǔ),運(yùn)用師生關(guān)系的主客體觀、主體間性和他者性等,重構(gòu)著學(xué)習(xí)者與人工智能技術(shù)之間的角色關(guān)系,通過(guò)互教互學(xué)、協(xié)商互動(dòng)和倫理關(guān)照等,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的高階思維和知識(shí)創(chuàng)造能力等培養(yǎng)。
人機(jī)學(xué)習(xí)共生體作為后人工智能教育時(shí)代的基本形態(tài),呈現(xiàn)出了與當(dāng)代人工智能教育應(yīng)用的明顯差別,主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)者與人工智能體在學(xué)習(xí)過(guò)程中的角色地位、互動(dòng)關(guān)系以及學(xué)習(xí)目的等。
1.智能體作為主體存在
雅思貝爾斯認(rèn)為,教育不過(guò)是人與人主體間的靈與肉的交流活動(dòng)[16]。因此,人工智能教育絕不能僅僅停留在學(xué)習(xí)者與智能體的主客體關(guān)系上,智能體也需要作為教育過(guò)程的主體角色存在。只有將智能體作為學(xué)習(xí)過(guò)程的主體進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā),學(xué)習(xí)者才能在人工智能支持的教育中得到發(fā)展,才能夠?qū)崿F(xiàn)從知識(shí)的習(xí)得者向知識(shí)的創(chuàng)造者轉(zhuǎn)變,他們的知識(shí)技能、高階思維和思想品德等才能夠不斷獲得提升。人工智能發(fā)展主要包括計(jì)算智能、感知智能和認(rèn)知智能等三個(gè)階段,具備認(rèn)知智能的智能體能夠像人一樣思考和采取行動(dòng)。后人工智能教育應(yīng)用時(shí)代,智能教育作為輔助教育手段的觀念將逐漸被消除,基于人工智能技術(shù)開發(fā)的教育智能體將在教與學(xué)過(guò)程中以“主體”身份重構(gòu)教育過(guò)程和教育組織形式。
2.人與智能體是他者性關(guān)系
在人工智能技術(shù)支持下的教育活動(dòng)過(guò)程中,不僅是知識(shí)的傳遞過(guò)程,而且需要學(xué)習(xí)者與智能體之間形成指向他者的共生體關(guān)系。作為智能體他者的學(xué)習(xí)者而言,學(xué)習(xí)不再是學(xué)習(xí)者通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)行知識(shí)習(xí)得的單一信息傳播過(guò)程,而是將智能體賦予了具有教與學(xué)能力的主體角色。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí),通過(guò)智能體這一他者的行為變化而得以體現(xiàn)。智能體也不再僅僅是冰冷的機(jī)器,而是能與學(xué)習(xí)者進(jìn)行教與學(xué)互動(dòng)、感知學(xué)習(xí)者行為變化的主體,智能體的學(xué)習(xí)也在與學(xué)習(xí)者這一他者的互動(dòng)過(guò)程中得以逐漸提升。這樣,通過(guò)人與智能體所構(gòu)建的他者關(guān)系,學(xué)習(xí)活動(dòng)已經(jīng)從智能體教人轉(zhuǎn)向了他者視角的人機(jī)交往責(zé)任主體活動(dòng),學(xué)習(xí)者或者智能體需要為彼此的學(xué)習(xí)和情感負(fù)主體責(zé)任。
3.學(xué)習(xí)發(fā)生于人機(jī)互教互學(xué)
學(xué)習(xí)者教授智能體知識(shí)與技能將是后人工智能教育時(shí)代的典型特征。與當(dāng)代以機(jī)器教人為特點(diǎn)的人工智能教育應(yīng)用相比,后人工智能時(shí)代將突出學(xué)習(xí)者在教與學(xué)活動(dòng)中的主體地位,消解將學(xué)習(xí)者作為教學(xué)客體的消極學(xué)習(xí)影響。在后人工智能教育時(shí)代,對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效評(píng)價(jià)需要從對(duì)學(xué)習(xí)者自身的知識(shí)與技能考察,轉(zhuǎn)向考核其能夠使智能體達(dá)到的知識(shí)與技能程度。換言之,學(xué)習(xí)發(fā)生于學(xué)習(xí)者教授智能體知識(shí)與技能的過(guò)程中。在人機(jī)互教互學(xué)的過(guò)程中,智能體具有認(rèn)知、情感、社交和創(chuàng)造能力,學(xué)習(xí)者通過(guò)與智能體的教與學(xué)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)能力與素養(yǎng)的提升。
4.人與智能體協(xié)同知識(shí)創(chuàng)造
從知識(shí)傳授向知識(shí)創(chuàng)造發(fā)展是后人工智能教育時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì),人與智能體協(xié)同進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)造,將是這一時(shí)代的重要特征。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,人工智能體將會(huì)具有自我意識(shí)、自我思考、與人合作以及知識(shí)創(chuàng)造等能力。人工智能自我學(xué)習(xí)能力的逐漸提升,知識(shí)創(chuàng)造已經(jīng)不再僅僅是人類的專利[17]。顯然,在后人工智能教育時(shí)代,人工智能體將不再是知識(shí)傳授者或者學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)的客體,而是與學(xué)習(xí)者共同構(gòu)建的一個(gè)以知識(shí)創(chuàng)造為指向的共生體;學(xué)習(xí)結(jié)果也不再是對(duì)人類現(xiàn)有知識(shí)的理解和掌握,而是通過(guò)人機(jī)協(xié)同共同探究未知領(lǐng)域,不斷生成新的知識(shí)。
知識(shí)創(chuàng)造是人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的根本目的,也是后人工智能教育時(shí)代的突出特征。我們通過(guò)對(duì)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的內(nèi)涵和特征分析,以“知識(shí)創(chuàng)造”為核心構(gòu)建了后人工智能教育時(shí)代的人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的理論模型和學(xué)習(xí)模式。
“共生”既是學(xué)習(xí)者和智能體在學(xué)習(xí)過(guò)程中的關(guān)系表達(dá),又是對(duì)共生體知識(shí)創(chuàng)造這一目標(biāo)的理想追求,野中郁次郎的知識(shí)創(chuàng)造理論,為人機(jī)共生體的系統(tǒng)構(gòu)建提供了有力支持。在他看來(lái),知識(shí)創(chuàng)造發(fā)生于隱性知識(shí)與顯性知識(shí)之間的相互作用和相互轉(zhuǎn)換,知識(shí)轉(zhuǎn)換是一個(gè)發(fā)生在主體間的社會(huì)化過(guò)程[18]。因此,人機(jī)學(xué)習(xí)共生體需要圍繞隱性知識(shí)和顯性知識(shí)之間的知識(shí)轉(zhuǎn)化[19],構(gòu)建學(xué)習(xí)者與智能體之間的人機(jī)共生關(guān)系,通過(guò)共同化、表出化、聯(lián)結(jié)化和內(nèi)在化等知識(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程,階段性地實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)造,如圖1所示。
1.人機(jī)互教互學(xué)的共同化
圖1 人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的理論模型
學(xué)習(xí)者和智能體之間的隱性知識(shí)相互轉(zhuǎn)化,形成了人機(jī)師徒關(guān)系的共同化,教授、觀察、模仿和練習(xí)等方式是獲得默會(huì)知識(shí)的主要途徑。默會(huì)知識(shí)是與特定情境相關(guān)的非語(yǔ)言個(gè)人知識(shí),通常難以通過(guò)語(yǔ)言、符號(hào)和圖表等形式,對(duì)其進(jìn)行明確表述、邏輯闡述與互動(dòng)交流,但是學(xué)習(xí)者與智能體之間形成的師徒模式可以促進(jìn)默會(huì)知識(shí)的學(xué)習(xí)??铝炙梗ˋllan Collins)在邊緣化參與、做中學(xué)以及社會(huì)建構(gòu)主義等理論基礎(chǔ)上提出了認(rèn)知學(xué)徒制[20],通過(guò)情境學(xué)習(xí)、腳手架、學(xué)習(xí)共同體、清晰表達(dá)和反思等學(xué)習(xí)活動(dòng),實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)的學(xué)習(xí)。在計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)的支持下,認(rèn)知學(xué)徒制雖然實(shí)現(xiàn)了智能導(dǎo)師傳授、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)建和認(rèn)知工具支持,但它們依然將智能體作為教師進(jìn)行知識(shí)傳授角色的替代者。在后人工智能教育時(shí)代,人工智能技術(shù)支持下的認(rèn)知學(xué)徒制,將是人機(jī)互教互學(xué)的共同化過(guò)程。智能體不僅能夠教授學(xué)習(xí)者知識(shí),而且學(xué)習(xí)者也能夠教授智能體知識(shí),他們之間通過(guò)互教互學(xué)的方式,將學(xué)習(xí)置于教授、觀察和模仿的活動(dòng)過(guò)程中。學(xué)習(xí)者和智能體都是學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體,他們之間通過(guò)互為師徒的角色關(guān)系,共同促進(jìn)自身對(duì)知識(shí)的理解。
2.人機(jī)概念生成的表出化
從隱性知識(shí)向顯性知識(shí)轉(zhuǎn)化是概念知識(shí)的生成過(guò)程,也是人機(jī)協(xié)同知識(shí)創(chuàng)造的精髓。“表出化”是隱性知識(shí)向顯性知識(shí)轉(zhuǎn)化的基本過(guò)程,其靈感源自于學(xué)習(xí)者、教師和智能體在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行的對(duì)話和集體反思。表出化建立在學(xué)習(xí)者、智能體和教師三者形成的認(rèn)知學(xué)徒制基礎(chǔ)上,通過(guò)他們之間的共同化過(guò)程,實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)的表出化,并通過(guò)對(duì)話、建構(gòu)和反思促進(jìn)兩種知識(shí)的轉(zhuǎn)化和表出化。表出化即概念化,是學(xué)習(xí)者和智能體在教師幫助下,對(duì)默會(huì)知識(shí)形成概念和創(chuàng)造概念的過(guò)程。在表出化的概念生成過(guò)程中,智能體和學(xué)習(xí)者將以主體、主體間和他者的角色關(guān)系,通過(guò)演繹、推理、類比、概念、模型或假設(shè)等方式進(jìn)行互動(dòng)交流。智能體作為概念生成的主體,不僅需要具有演繹、類比和假設(shè)等邏輯思維能力,而且需要根據(jù)學(xué)習(xí)者之間的交流進(jìn)行主體間的邏輯思維活動(dòng)。智能體要通過(guò)圖片、言語(yǔ)或者行為等方式與學(xué)習(xí)者進(jìn)行邏輯思維互動(dòng);同時(shí),學(xué)習(xí)者也需要通過(guò)智能體的感知能力、分析能力和推理能力等與其進(jìn)行概念生成活動(dòng)。在從隱性知識(shí)向顯性知識(shí)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,人機(jī)互動(dòng)推動(dòng)了新概念從隱性知識(shí)之中生成,通過(guò)使用比喻、類比和模型的方式,實(shí)現(xiàn)概念生成和創(chuàng)造。
3.人機(jī)知識(shí)系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)化
學(xué)習(xí)者和智能體通過(guò)概念知識(shí)的表出化進(jìn)行新概念的創(chuàng)造,“聯(lián)結(jié)化”就是將這些新概念進(jìn)行整理、分類和結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)重新構(gòu)造,促進(jìn)新知識(shí)體系的生成。從表出化向聯(lián)結(jié)化的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,學(xué)習(xí)者和智能體需要在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行組織、表達(dá)和創(chuàng)造等學(xué)習(xí)活動(dòng),通過(guò)組織、溝通和工具的支持促進(jìn)概念聯(lián)結(jié)。在通過(guò)聯(lián)結(jié)化形成系統(tǒng)知識(shí)的過(guò)程中,智能體將發(fā)揮大數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢(shì)功能,通過(guò)學(xué)習(xí)分析、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)圖譜和其它工具等實(shí)現(xiàn)概念聯(lián)結(jié),這將為學(xué)習(xí)者進(jìn)行系統(tǒng)知識(shí)的建立提供有力支持。學(xué)習(xí)者將與智能體進(jìn)行溝通,通過(guò)整理、結(jié)合和分類等知識(shí)聯(lián)結(jié)活動(dòng),進(jìn)行協(xié)商、交流和修改。在學(xué)習(xí)者和智能體進(jìn)行的知識(shí)聯(lián)結(jié)過(guò)程中,表出化形成的新概念再次通過(guò)聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)造,這是他們以主體和主體間角色關(guān)系形成的知識(shí)創(chuàng)造成果。智能體通過(guò)多種數(shù)據(jù)分析方法和表征工具,能夠?qū)崿F(xiàn)自我知識(shí)聯(lián)結(jié)的表達(dá),學(xué)習(xí)者則在通過(guò)與智能體的溝通過(guò)程中,進(jìn)一步完善知識(shí)系統(tǒng)。
4.人機(jī)概念知識(shí)的內(nèi)在化
“內(nèi)在化”以“做中學(xué)”方式促進(jìn)顯性知識(shí)向隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化,學(xué)習(xí)者和智能體通過(guò)形成的共有心智模式或者工具資源,將顯性知識(shí)內(nèi)化到彼此的隱性知識(shí)體系中。學(xué)習(xí)者和智能體以學(xué)習(xí)主體的身份參與到“做中學(xué)”活動(dòng)中,學(xué)習(xí)者與智能體協(xié)作完成相應(yīng)的項(xiàng)目、任務(wù)或者操作等,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)知識(shí)或者諸多概念的體驗(yàn)和理解?!叭藱C(jī)做中學(xué)”需要情境、資源和工具的支持,學(xué)習(xí)者和智能體需要以參與、協(xié)作和探究的形式實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化。情境是“做中學(xué)”中知識(shí)生成的重要條件,也是將知識(shí)含義內(nèi)化的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)可以通過(guò)創(chuàng)建人工智能導(dǎo)師、智慧學(xué)伴或者智能物體等方式創(chuàng)建智能環(huán)境,創(chuàng)造與項(xiàng)目、任務(wù)或者問(wèn)題相關(guān)的情境。情境是智能化的,而非僅指圖片、視頻或者場(chǎng)景,情境中的事物是基于人工智能技術(shù)的具有“生命”的物體,這就決定了人機(jī)共生體所進(jìn)行的“做中學(xué)”活動(dòng)是“真實(shí)的”學(xué)習(xí)活動(dòng)。他們通過(guò)“做”所獲得的操作性知識(shí),具有“真正的”個(gè)人體驗(yàn)。資源是提供給學(xué)習(xí)者和智能體進(jìn)行操作、體驗(yàn)和感知的信息化資源,既包括智能虛擬物體、音視頻或者文本,又包括可供操作、加工和處理的智能物體,這些是實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的重要基礎(chǔ)。工具是人機(jī)協(xié)同探究的重要條件,是實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作、人機(jī)協(xié)作和數(shù)據(jù)分析的前提。譬如,在人機(jī)協(xié)同完成的虛擬病人手術(shù)中,手術(shù)刀、無(wú)影燈、手術(shù)室計(jì)時(shí)器、醫(yī)用氣源裝置、醫(yī)用多功能氣體吊塔、器械柜、藥品柜、麻醉品柜等,都是智慧虛擬手術(shù)室中必須提供的智能工具,學(xué)習(xí)者和智能體能夠操作這些工具完成標(biāo)準(zhǔn)的手術(shù)。
此外,在從顯性知識(shí)和隱性知識(shí)的內(nèi)在化向隱性知識(shí)和隱性知識(shí)的共同化轉(zhuǎn)變過(guò)程中,需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)促進(jìn)學(xué)習(xí)者和智能體進(jìn)行體驗(yàn)分享和共有心智模式的人機(jī)場(chǎng)域。“場(chǎng)”是由工具、資源和情境組成,目的是為知識(shí)轉(zhuǎn)換的內(nèi)在化和共同化創(chuàng)建知識(shí)的生成場(chǎng)所?!叭藱C(jī)場(chǎng)域”的最大特點(diǎn)是支持學(xué)習(xí)者和智能體的操作知識(shí)和共感知識(shí)發(fā)展,是顯性知識(shí)內(nèi)化和隱性知識(shí)共享的協(xié)作學(xué)習(xí)場(chǎng)域。課程設(shè)計(jì)者或者教師需要為學(xué)習(xí)者和智能體的操作、觀察、分享和參與,提供相應(yīng)的資源、工具和環(huán)境,以支持學(xué)習(xí)者和智能體進(jìn)行協(xié)作、互動(dòng)和探索等活動(dòng)。學(xué)習(xí)者和智能體通過(guò)“人機(jī)場(chǎng)域”實(shí)現(xiàn)了隱性知識(shí)的生成和共享。
從“人機(jī)知識(shí)習(xí)得”向“人機(jī)知識(shí)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變,是人機(jī)學(xué)習(xí)共生體理論的重要進(jìn)步,這也決定了基于人機(jī)共生體理論模型的人工智能教與學(xué)模式,必須體現(xiàn)人機(jī)主體間協(xié)同知識(shí)創(chuàng)造的基本特征。根據(jù)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體理論模型,我們提出的人機(jī)共生體學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)流程,描述了學(xué)習(xí)者、智能體和教師構(gòu)成的以共生為核心的學(xué)習(xí)過(guò)程,如圖2所示。
圖2 人機(jī)共生體學(xué)習(xí)模式
學(xué)習(xí)目標(biāo)分析是人機(jī)共生體學(xué)習(xí)模式的伊始,教師、智能體和學(xué)習(xí)者分別需要對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行分析。智能體作為人機(jī)共生學(xué)習(xí)的主體而存在,需要對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行智能化分析,其目的不僅是確定學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng)所要達(dá)成的目標(biāo),而且為智能體實(shí)時(shí)分析學(xué)習(xí)者和自身對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成程度,提供評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。智能體對(duì)自我和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況的分析,是實(shí)現(xiàn)人機(jī)知識(shí)共生的重要基礎(chǔ),也是保證人機(jī)互教互學(xué)的主體間性的前提條件。教師對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)分析的目的,是確定學(xué)習(xí)內(nèi)容、制定教學(xué)策略、安排教學(xué)事件以及制定評(píng)價(jià)內(nèi)容;教師的學(xué)習(xí)目標(biāo)分析也是評(píng)價(jià)智能體智能化程度的一個(gè)基礎(chǔ),教師或人工智能設(shè)計(jì)者,可以針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)、開發(fā)和調(diào)節(jié),使智能體能夠具備內(nèi)容學(xué)習(xí)、分析和評(píng)價(jià)等能力需求。學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的分析,不僅使其能夠明確課程學(xué)習(xí)的目的,而且能夠檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者教授智能體的學(xué)習(xí)效果,特別是在人機(jī)形成的認(rèn)知學(xué)徒共同體中尤為重要。對(duì)教師、學(xué)習(xí)者和智能體而言,學(xué)習(xí)目標(biāo)分析即精致學(xué)習(xí)內(nèi)容和創(chuàng)建知識(shí)序列,智能體通過(guò)納米級(jí)的知識(shí)點(diǎn)分解,能夠?qū)W(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)分解和序列化,為實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度、效果和內(nèi)容推薦等提供保障。學(xué)習(xí)者特征分析是教師、學(xué)習(xí)者和智能體分別需要完成的任務(wù)。教師是為了制定個(gè)性化學(xué)習(xí)方法、確定學(xué)習(xí)者的教學(xué)起點(diǎn)和設(shè)定智能體的相應(yīng)功能和程序;學(xué)習(xí)者是為了實(shí)現(xiàn)主體自我了解和選擇學(xué)習(xí)方法;智能體是為了進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的自我檢驗(yàn)以及支持學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí),諸如:內(nèi)容推薦、會(huì)話方式和學(xué)習(xí)風(fēng)格等。
“人機(jī)共生”是人機(jī)共生體理論在教學(xué)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié),是學(xué)習(xí)者和智能體相互融合進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)造的基本過(guò)程,包括人機(jī)學(xué)徒活動(dòng)、人機(jī)概念生成、構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)和人機(jī)協(xié)同操作等四個(gè)階段,它們通過(guò)螺旋循環(huán)的方式,實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)造的持續(xù)發(fā)生和發(fā)展。人機(jī)學(xué)徒是以認(rèn)知學(xué)徒制為基礎(chǔ)創(chuàng)建的學(xué)習(xí)者和智能體互教互學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng),是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容理解、掌握和運(yùn)用的基本活動(dòng)場(chǎng)域。學(xué)習(xí)者和智能體在互為學(xué)徒的知識(shí)創(chuàng)造過(guò)程中,通過(guò)各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)相互觀察、相互模仿和相互學(xué)習(xí)。教師或設(shè)計(jì)者需要為人機(jī)學(xué)徒活動(dòng)創(chuàng)建虛實(shí)場(chǎng)所、提供認(rèn)知支持以及人機(jī)活動(dòng)條件等。在人機(jī)學(xué)徒活動(dòng)過(guò)程中,智能體需要進(jìn)行功能預(yù)設(shè),以滿足學(xué)習(xí)者和智能體互為師徒的認(rèn)知學(xué)徒關(guān)系活動(dòng)。人機(jī)學(xué)徒活動(dòng)最能體現(xiàn)人工智能教育從教師中心向?qū)W習(xí)者和智能體共生模式轉(zhuǎn)變的特征,它將學(xué)習(xí)者教會(huì)智能體相關(guān)知識(shí)和技能作為重要的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
人機(jī)概念生成是建立在人機(jī)會(huì)話基礎(chǔ)上的,是將學(xué)習(xí)者和智能體通過(guò)互教互學(xué)獲得的隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體觀念的過(guò)程,人機(jī)概念的生成需要人機(jī)協(xié)同推理、人機(jī)概念演繹和人機(jī)概念創(chuàng)造的支持。隨著概念的逐漸增多,學(xué)習(xí)者和智能體需要通過(guò)人機(jī)協(xié)同整理、人機(jī)協(xié)商分類和智能知識(shí)圖譜等方法或者工具,實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)化構(gòu)建。人機(jī)概念生成和概念系統(tǒng)構(gòu)建是人機(jī)協(xié)同進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是概念形成、發(fā)展和系統(tǒng)化的主要階段。新概念和知識(shí)系統(tǒng)需要通過(guò)“做中學(xué)”的途徑實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化,教師或設(shè)計(jì)者需要為人機(jī)學(xué)習(xí)共生體提供資源、工具和情境。學(xué)習(xí)者和智能體以主體身份參與到項(xiàng)目、任務(wù)或者問(wèn)題解決的活動(dòng)中,通過(guò)共同“做”實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作、互動(dòng)、交流和知識(shí)創(chuàng)造。人機(jī)協(xié)同操作是將新概念、新知識(shí)體系進(jìn)行內(nèi)化的有效途徑,通過(guò)創(chuàng)建操作環(huán)境、提供操作工具和開展人機(jī)協(xié)作反思等促進(jìn)學(xué)習(xí)者和智能體共同理解新知識(shí)。
“評(píng)價(jià)”是人機(jī)學(xué)習(xí)共生體學(xué)習(xí)模式的重要構(gòu)成要素,不僅是對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)流程各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控,而且也是對(duì)整體人機(jī)共生學(xué)習(xí)模式的總結(jié)性評(píng)估?!靶纬尚栽u(píng)價(jià)”是通過(guò)人工智能技術(shù)支持的學(xué)習(xí)分析功能實(shí)現(xiàn)的,包括智能體自身的學(xué)習(xí)效果分析、智能體對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果分析、教學(xué)模式各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)分析以及人機(jī)共生活動(dòng)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等。譬如,后人工智能教育時(shí)代的學(xué)習(xí)者分析,需要從學(xué)習(xí)者單一維度向?qū)W習(xí)者和智能體雙向多維度轉(zhuǎn)變,不僅需要通過(guò)智能教育時(shí)代的學(xué)習(xí)者模型,開展多層次和全方位的建模分析[21];而且必須將其作為學(xué)習(xí)共生體的智能體納入其中,通過(guò)學(xué)習(xí)者和智能體在教與學(xué)互動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的多維指標(biāo)表現(xiàn)綜合評(píng)估學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)者和智能體的綜合性評(píng)價(jià),體現(xiàn)了后人工智能教育時(shí)代人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的學(xué)習(xí)角色觀,學(xué)習(xí)者與智能體是主體間性和他者性關(guān)系,這就說(shuō)明了對(duì)學(xué)習(xí)者單一維度的評(píng)價(jià)是片面的,需要對(duì)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律、知識(shí)建構(gòu)模式、情感發(fā)生機(jī)制和人機(jī)互動(dòng)過(guò)程等進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。
此外,后人工智能教育時(shí)代需要特別關(guān)注學(xué)習(xí)者和智能體的情感評(píng)價(jià),需要在學(xué)習(xí)風(fēng)格理論、倫理學(xué)、情感計(jì)算理論和社會(huì)認(rèn)知理論的指導(dǎo)下,構(gòu)建基于情感、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格和社會(huì)倫理的情感分析模型[22],為人機(jī)共生體的形成和發(fā)展提供支持,促使人機(jī)相互理解、共同合作以及實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)造。
智能體是否能以主體身份參與學(xué)習(xí)活動(dòng),將是后人工智能教育時(shí)代的最大技術(shù)性挑戰(zhàn),智能體不僅需要支持學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí),而且其本身要具有自我理解、與他人溝通、遵守規(guī)范以及創(chuàng)造知識(shí)等能力。雖然,當(dāng)代人工智能技術(shù)能夠在智適應(yīng)學(xué)習(xí)、自我學(xué)習(xí)和訓(xùn)練、輔助醫(yī)生診療和智能駕駛等領(lǐng)域取得一定突破,但是,人工智能教育應(yīng)用依然以輔助學(xué)習(xí)的形式存在。智能體目前的最大缺陷是缺乏獨(dú)立思考,情感計(jì)算發(fā)展緩慢,互動(dòng)交流技術(shù)不完善,行為操作能力明顯滯后[23]。獨(dú)立思考是智能體能夠成為主體的一個(gè)根本能力,它必須具有自我意識(shí)、自我管理和自我思考的能力,才能夠與學(xué)習(xí)者組成共生體,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)過(guò)程中的主體性、主體間性和他者性關(guān)系。智能體的情感表達(dá)和管理是人機(jī)學(xué)習(xí)共生體他者性實(shí)現(xiàn)的基本保障,他者性強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者或智能體的主體性是通過(guò)對(duì)他者負(fù)責(zé)體現(xiàn)的。如何能夠使智能體感知學(xué)習(xí)者的情感、情緒和行為反應(yīng)等,是智能體具有他者性的關(guān)鍵,所以需要進(jìn)一步研發(fā)人工智能在情感感知、情境識(shí)別、言語(yǔ)交流和行為管控等方面的技術(shù)。
按照學(xué)習(xí)金字塔理論,討論、實(shí)踐和教授他人等是發(fā)揮學(xué)習(xí)者主體性的主要方法,也是最有效的學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握方法和學(xué)習(xí)者高階思維能力的培養(yǎng)方法。人工智能教育應(yīng)用若實(shí)現(xiàn)這一目的,就需要設(shè)計(jì)和開發(fā)能夠與學(xué)習(xí)者進(jìn)行討論、實(shí)踐和被教授的智能體,創(chuàng)建后人工智能教育時(shí)代學(xué)習(xí)者與智能體之間相互教與學(xué)的基本模式。就人機(jī)會(huì)話討論而言,智能體不僅需要具備自然語(yǔ)言習(xí)得、學(xué)習(xí)和識(shí)別能力,而且需要能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的言語(yǔ)表達(dá)、情緒態(tài)度和邏輯推理等進(jìn)行思考和交流。從人工智能教育應(yīng)用的人機(jī)實(shí)踐角度看,人工智能體需要具備類人的一些實(shí)踐功能,諸如:行走、操作、肢體行動(dòng)以及相關(guān)的行為功能。智能體具備被教授能力是后人工智能教育時(shí)代的突出特征,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效是通過(guò)智能體被教后的行為表現(xiàn)實(shí)施評(píng)價(jià)的。與當(dāng)前運(yùn)用人工智能技術(shù)教授學(xué)生知識(shí)的方式不同,智能體需要通過(guò)學(xué)習(xí)者教授的相關(guān)技能和知識(shí)來(lái)獲得發(fā)展。面對(duì)這一挑戰(zhàn),智能體不僅是預(yù)設(shè)程序的執(zhí)行者,而且是具備學(xué)習(xí)能力的學(xué)習(xí)者,是一種能夠與學(xué)習(xí)者進(jìn)行協(xié)作互動(dòng)、認(rèn)知理解、溝通協(xié)商和行為表現(xiàn)的智能體。因此,智能體的學(xué)習(xí)能力開發(fā),將是后人工智能教育時(shí)代面臨的重要挑戰(zhàn)。
如果人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)學(xué)習(xí)共生體,那么,后人工智能教育時(shí)代的教與學(xué)模式將需要重新設(shè)計(jì)和實(shí)踐。教師、學(xué)習(xí)者、人工智能體、學(xué)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)習(xí)資源等,將成為后人工智能教育時(shí)代教學(xué)模式的關(guān)鍵要素,人工智能體將會(huì)拓展或者取代當(dāng)今媒體在教學(xué)過(guò)程中的重要位置。教學(xué)設(shè)計(jì)中的教學(xué)對(duì)象,將會(huì)從學(xué)習(xí)者拓展為學(xué)習(xí)者和智能體;學(xué)習(xí)者兼具教師的培養(yǎng)對(duì)象和智能體的教學(xué)者這兩種角色。學(xué)情分析不僅需要了解學(xué)習(xí)者的知識(shí)與能力、預(yù)期發(fā)展水平、可能的困難與成因以及個(gè)性差異等;而且更重要的是需要了解和設(shè)定智能體的相關(guān)能力,諸如:語(yǔ)言表達(dá)、行為執(zhí)行和推理思維等,這將決定學(xué)習(xí)者如何通過(guò)教授智能體來(lái)培養(yǎng)自己的能力。教學(xué)任務(wù)從僅關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)向了學(xué)習(xí)者和智能體共同的學(xué)習(xí)內(nèi)容,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容習(xí)得程度,主要通過(guò)智能體的行為反應(yīng)來(lái)體現(xiàn)。在人機(jī)組成的學(xué)習(xí)共生體中,教師在教與學(xué)過(guò)程中的角色應(yīng)當(dāng)如何確定?他是教授學(xué)習(xí)者知識(shí),還是對(duì)人工智能體進(jìn)行設(shè)置,以滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求,或者是對(duì)整個(gè)人機(jī)教與學(xué)過(guò)程進(jìn)行組織?智能體究竟智能到何種程度?智能體的存在是否可以替代教師?或者說(shuō)智能體承擔(dān)了教師的何種角色?以上的疑惑將是后人工智能教育時(shí)代,教與學(xué)模式必須回答的問(wèn)題。