摘要： 人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了從計(jì)算智能、感知智能到認(rèn)知智能的三代進(jìn)化歷程。當(dāng)機(jī)器已具備認(rèn)知智能時，若課堂教學(xué)仍以布盧姆認(rèn)知目標(biāo)分類法為理論指導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力為主要目標(biāo)，必然面臨重大危機(jī)。要實(shí)現(xiàn)生成式人工智能深度融入學(xué)校教育教學(xué)，為課堂教學(xué)帶來教育新質(zhì)生產(chǎn)力，文章提出“四個更重要”的教學(xué)主張：掌握專家思維比專家結(jié)論更重要；經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程比呈現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果更重要；改變評價理念比改變評價形式更重要；重視科學(xué)教育的同時，培養(yǎng)人文精神更重要。

關(guān)鍵詞：生成式人工智能；認(rèn)知智能；認(rèn)知目標(biāo)分類；課堂教學(xué)

1956年，兩個重要概念在不同領(lǐng)域內(nèi)提出：一是教育界的布盧姆教育目標(biāo)分類（Bloom's Taxonomy），二是科技界的人工智能（Artificial Intelligence， AI）。近七十年來，前者為全球教育領(lǐng)域提供了系統(tǒng)而明確的教育目標(biāo)（尤其是認(rèn)知領(lǐng)域），后者則指引全球科技領(lǐng)域探索用機(jī)器模擬人類智能。若課堂教學(xué)仍停留在以培訓(xùn)學(xué)生認(rèn)知能力為主的階段，那么必然要遭遇具備認(rèn)知智能的生成式人工智能的挑戰(zhàn)與沖擊。在此背景下，如何適應(yīng)新時代人才培養(yǎng)的需求，優(yōu)化升級教學(xué)理念、內(nèi)容與方式，已成為教育領(lǐng)域必須深入思考的問題。為此，本文在深入分析人工智能發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，提出了“四個更重要”的教學(xué)主張，旨在為智能時代的教育教學(xué)發(fā)展提供有價值的參考。

一、人工智能進(jìn)化歷程與技術(shù)路徑

1956年，美國達(dá)特茅斯學(xué)院召開了一場會議。會上，該校數(shù)學(xué)系教授約翰·麥卡錫（1971年度圖靈獎獲得者）、馬文·明斯基（1969年度圖靈獎獲得者）與克勞德·香農(nóng)（信息學(xué)創(chuàng)始人）等人聯(lián)合發(fā)布提案，明確指出“研究應(yīng)基于這樣的假設(shè)，即學(xué)習(xí)的每個方面或智能的任何特征，原則上都可以如此精確地描述，以至于可以制造一臺機(jī)器來模擬它”。這一觀點(diǎn)成為人工智能作為研究領(lǐng)域的誕生標(biāo)志，它指明了人工智能用以模擬、擴(kuò)展、延伸人類智能的研究目標(biāo)。

從進(jìn)化歷程來看，人工智能可劃分為三代。誕生于二十世紀(jì)五六十年代的第一代人工智能，其特征是能存儲會計(jì)算，能基于規(guī)則進(jìn)行推理，以模擬人類的“計(jì)算智能”；二十一世紀(jì)初出現(xiàn)第二代人工智能，其特征是能聽會說，能看會認(rèn)，能感知世界，以模擬和擴(kuò)展人類的“感知智能”。當(dāng)前，人工智能進(jìn)化到第三代，它能理解復(fù)雜的抽象概念、情感，能根據(jù)提示生成內(nèi)容，并對真實(shí)世界加以理解、建模、驗(yàn)證和不斷學(xué)習(xí)等，用以模擬和延展人類的“認(rèn)知智能”。

從技術(shù)路徑來看，計(jì)算智能和感知智能可以歸類為判別式人工智能（Discriminative AI）。它們通過學(xué)習(xí)特定領(lǐng)域的小模型數(shù)據(jù)，提取其中的特征差異，來識別和分類新數(shù)據(jù)。比如，判別式模型采用向量機(jī)和決策樹等技術(shù)，用于完成圖像分類、語音識別和疾病預(yù)測等任務(wù)。模擬認(rèn)知智能的第三代人工智能技術(shù)，又稱為生成式人工智能（Generative AI）。顧名思義，這是一種能夠生成新數(shù)據(jù)和內(nèi)容的人工智能技術(shù)。通過訓(xùn)練大規(guī)模文本數(shù)據(jù)，它能夠生成與原始數(shù)據(jù)相似但獨(dú)立的新數(shù)據(jù)，比如高質(zhì)量的自然語言文本，用于對話系統(tǒng)、自動寫作，還可以生成逼真的圖像和視頻等，用以創(chuàng)造新的藝術(shù)作品等。因此，在多輪對話、意義理解和內(nèi)容生成領(lǐng)域， 生成式人工智能展現(xiàn)出巨大的潛力。

二、以培養(yǎng)認(rèn)知為主的教學(xué)遭遇生成式人工智能的挑戰(zhàn)

教育心理學(xué)家本杰明·布盧姆于1956年提出用系統(tǒng)化的思想來分類和評估教育目標(biāo)。二戰(zhàn)后，美國的教育系統(tǒng)亟須一種標(biāo)準(zhǔn)化的工具，改進(jìn)教學(xué)方法和評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。布盧姆及其團(tuán)隊(duì)通過對大量教育文獻(xiàn)和實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的研究，從認(rèn)知、情感和動作三個領(lǐng)域提出教育目標(biāo)分類體系，并按照從簡單到復(fù)雜、從具體到抽象的序列，將認(rèn)知領(lǐng)域劃分為六種水平——知識、領(lǐng)會、應(yīng)用、分析、綜合和評價^[1]。該分類法自問世后，其教育影響力與日俱增，許多國家在制定課程標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃和評估學(xué)生成績時，都會加以參考。

2001年，布盧姆的學(xué)生安德森等人對認(rèn)知目標(biāo)分類進(jìn)行修訂，使其從一維框架拓展為二維框架。在新的分類框架中（見表1），原來的“知識”單獨(dú)組成了一個維度，包括事實(shí)性知識、概念性知識、程序性知識和元認(rèn)知知識?！罢J(rèn)知過程”維度則依據(jù)認(rèn)知復(fù)雜程度，劃分為由低到高的六個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造^[2]，以強(qiáng)調(diào)重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力等高階認(rèn)知能力。

布盧姆的認(rèn)知目標(biāo)分類作為全球教育領(lǐng)域的重要理論，長期以來在人才培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)定上發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)人工智能只具備計(jì)算和感知智能時，并未觸及課堂教學(xué)的核心，即未對學(xué)生認(rèn)知能力的培養(yǎng)造成干擾。但是當(dāng)教師發(fā)現(xiàn)，生成式人工智能展現(xiàn)出判別式人工智能不曾擁有的認(rèn)知智能，它不僅能夠達(dá)成海量記憶、意義理解等低階認(rèn)知目標(biāo)，還能夠較好地完成邏輯分析、作品評價、內(nèi)容創(chuàng)造等高階認(rèn)知目標(biāo)，做到了對人類的認(rèn)知外包，甚至認(rèn)知替代時，那么以認(rèn)知教學(xué)為主的學(xué)校教育和課堂教學(xué)，必然會感受到巨大危機(jī)。因此，從西方到東方，從高等教育到基礎(chǔ)教育，多個教育機(jī)構(gòu)或行政管理部門，都曾于2023年上半年發(fā)布過對ChatGPT的禁令，將使用生成式人工智能視為學(xué)術(shù)剽竊。但是幾個月以后，禁令紛紛反轉(zhuǎn)。有條件、恰當(dāng)使用生成式人工智能，以推進(jìn)時代發(fā)展的重大科技創(chuàng)新為背景，培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)人機(jī)協(xié)同時代的人才，成為教育界的新共識。

三、面對生成式人工智能的教學(xué)主張

為了讓具備認(rèn)知智能的生成式人工智能深度融入學(xué)校教育，為課堂教學(xué)帶來教育新質(zhì)生產(chǎn)力，本文提出“四個更重要”的教學(xué)主張。

（一）掌握專家思維比專家結(jié)論更重要

核心素養(yǎng)，是世界各國對人才結(jié)構(gòu)的描述。綜合分析多個國家和機(jī)構(gòu)給出的新世紀(jì)人才核心素養(yǎng)，可以發(fā)現(xiàn)兩個共性的素養(yǎng)群。我國學(xué)者劉徽將其概括為專家思維和復(fù)雜交往^[3]。前者關(guān)乎智商，后者關(guān)乎情商。兩者均是人工智能所不具備的人類專屬素養(yǎng)，是各國要培養(yǎng)學(xué)生具備的高階能力。

如果說教材里所印制的，多是由相對具體的專家結(jié)論所組成的知識體系，那么融合生成式人工智能的課堂教學(xué)，要更加關(guān)注由大概念所構(gòu)成的專家思維。大概念所打通的，不只是學(xué)科內(nèi)部的核心概念和關(guān)鍵概念，不只是為培養(yǎng)學(xué)生掌握作為專家結(jié)論的學(xué)科知識，而是要打通學(xué)科內(nèi)的知識，以及學(xué)校教育和現(xiàn)實(shí)世界的路徑，讓學(xué)生掌握具備生活價值的專家思維。它涉及對問題的深刻理解、解決問題的策略、復(fù)雜交往的策略，以及在不同情境中應(yīng)用以上策略的能力。2023年阿聯(lián)酋的一項(xiàng)研究顯示，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生使用生成式人工智能來內(nèi)化專家思維后，表現(xiàn)出對于復(fù)雜問題更高的解決能力和創(chuàng)新能力^[4]。

（二）經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程比呈現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果更重要

20世紀(jì)70年代，教育心理學(xué)家維特羅克將其在認(rèn)知心理學(xué)多年的研究成果運(yùn)用于教育實(shí)踐，對理科和人文學(xué)科的課程改革產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。其中，他提出的“生成學(xué)習(xí)模式”在教育界的影響力尤為卓著 ^[5]。維特羅克認(rèn)為，生成學(xué)習(xí)模式的本質(zhì)，不是大腦被動學(xué)習(xí)和記錄信息，而是主動地建構(gòu)它對信息的解釋，并從中做出推論。生成學(xué)習(xí)既是一種教學(xué)法，又是一種學(xué)習(xí)法。對于教師而言，教學(xué)中要體現(xiàn)出生成學(xué)習(xí)是動態(tài)的、發(fā)展的過程，要引導(dǎo)學(xué)生使用生成過程來建構(gòu)意義和行動計(jì)劃。而對于學(xué)生而言，生成學(xué)習(xí)的目的是達(dá)到意義理解，在此過程中，他們需要運(yùn)用反審認(rèn)知（也稱為元認(rèn)知，指的是人對認(rèn)知活動的自我意識與自我控制^[6]）等，對生成學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控。即使教師給出答案并已對答案進(jìn)行解釋，學(xué)生仍然需要運(yùn)用反審認(rèn)知，自己生成意義理解。由此可知，生成學(xué)習(xí)模式理論對于融合生成式人工智能的課堂教學(xué)，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

在教學(xué)中，如果教師忽視學(xué)生所經(jīng)歷的動態(tài)發(fā)展的學(xué)習(xí)過程，而只是要求他們產(chǎn)出諸如寫出一篇作文、解出一道題目、編寫一段代碼或繪制一幅簡報(bào)等學(xué)習(xí)結(jié)果時，生成式人工智能就會發(fā)揮認(rèn)知外包甚至認(rèn)知取代的作用，人類學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工則會出現(xiàn)惰性化、依賴化、局限化的傾向，生成式人工智能成為潛在“槍手”。當(dāng)教師能夠通過任務(wù)設(shè)計(jì)、問題驅(qū)動、思維培養(yǎng)、全程引導(dǎo)等，讓學(xué)生經(jīng)歷深度的自主、探究、合作學(xué)習(xí)過程，那么生成式人工智能所提供的個性化幫助、及時反饋、答案解釋、內(nèi)容生成等，就可以讓學(xué)生經(jīng)由反審認(rèn)知，生成自主的意義理解。

（三）改變評價理念比改變評價形式更重要

新課標(biāo)導(dǎo)向下的課堂教學(xué)評價，已呈現(xiàn)出從結(jié)果性評價到過程性評價，從抽樣截面評價到全樣本全過程評價，從認(rèn)知類評價到素養(yǎng)類評價等特征。當(dāng)生成式人工智能融入課堂，教學(xué)評價則應(yīng)體現(xiàn)出人機(jī)協(xié)同評價的理念轉(zhuǎn)型和技術(shù)支持。

一是關(guān)于評價理念轉(zhuǎn)型。以往的課堂教學(xué)評價，多是把學(xué)生作為獨(dú)立個體，評價其經(jīng)過學(xué)習(xí)后所表現(xiàn)出的認(rèn)知、思維、態(tài)度和情感變化。融合生成式人工智能的評價理念，應(yīng)重在評價學(xué)生能否恰當(dāng)?shù)厥褂蒙墒饺斯ぶ悄埽邆浜畏N程度的人機(jī)協(xié)同式問題解決能力、分布式認(rèn)知策略、必備品格與正確情感價值觀等。學(xué)生可參與到生成式人工智能助學(xué)的評價設(shè)計(jì)中，不僅成為評價的對象，還能成為評價的主體；不僅嘗試?yán)斫獠⒄_處理人與技術(shù)的關(guān)系，還體現(xiàn)出借助人工智能，促進(jìn)自身全面且個性化成長的評價理念。例如，北京市第十八中學(xué)的初中生們，歷經(jīng)兩個月的學(xué)習(xí)與調(diào)查，歸納總結(jié)出《生成式人工智能（GenAI）應(yīng)用于學(xué)習(xí)生活應(yīng)遵循的原則》，從透明度與數(shù)據(jù)安全、自主性與動機(jī)保護(hù)、認(rèn)知與社交能力培養(yǎng)、平衡使用與防止依賴、減壓而非增負(fù)、人類價值優(yōu)先、前置審核、持續(xù)評估等八方面進(jìn)行闡述，并向全社會學(xué)習(xí)者發(fā)出倡議。

二是關(guān)于人工智能評價技術(shù)支持。世界模型是人工智能系統(tǒng)對外部世界的內(nèi)部表征。它不僅僅是對于周圍環(huán)境的感知，更是對環(huán)境的深層理解和建模。具備世界模型的人工智能技術(shù)，可理解真實(shí)世界的基本邏輯。因此，未來的課堂教學(xué)評價，可分階段采用真實(shí)與仿真深度交互的人工智能評價技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)世界中，學(xué)生想進(jìn)行大量的試錯，通常難以實(shí)現(xiàn)，或受諸多條件限制。而采用具備世界模型的人工智能技術(shù)，學(xué)生可將問題解決思路和方法，用人工智能技術(shù)加以協(xié)同評價。比如，學(xué)生可先通過文生文、文生圖等技術(shù)，讓生成式人工智能模擬可能的問題解決過程生成部分結(jié)果，再使用Sora等具有世界模型的人工智能，模擬并試運(yùn)行整個問題解決過程和結(jié)果。根據(jù)人工智能即時、仿真的反饋結(jié)果，學(xué)生綜合分析判斷，再調(diào)整完善原有問題解決方案，并修正后續(xù)學(xué)習(xí)的思路與方法。當(dāng)前，文生文和文生圖等生成式人工智能技術(shù)相對成熟，可以融入課堂教學(xué)評價中。比如廈門第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)與國內(nèi)某運(yùn)動品牌聯(lián)合成立跨界聯(lián)名研究所。小學(xué)生提出書包的改進(jìn)思路，分析書包使用體驗(yàn)感不好的主要原因，給出新書包的功能需求，手畫草圖后，與生成式人工智能多輪對話，直至生成理想書包的效果圖，再與品牌設(shè)計(jì)師一起找材料、打樣、選料、定價、市場測試等，最后形成可進(jìn)入市場的產(chǎn)品。在這個過程中，生成式人工智能可以在真實(shí)任務(wù)解決的全過程、全環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，建起學(xué)校教育與社會教育的評價通路。期待不遠(yuǎn)的將來，具有世界模型的人工智能技術(shù)可參與評價，讓課堂教學(xué)評價從理念到技術(shù)，均形成適合人工智能時代人才培養(yǎng)的新樣態(tài)。

（四）重視科學(xué)教育的同時，培養(yǎng)人文精神更重要

我國于2023年發(fā)布的《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》，強(qiáng)調(diào)要“凸顯學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)，統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)教育與工程教育。利用人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段改進(jìn)和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)”。中小學(xué)科學(xué)教育水平，決定了未來國家公民的整體科學(xué)素養(yǎng)，以及國家在全球科技競爭的水平。重視中小學(xué)課堂教學(xué)中的科學(xué)教育，是具有戰(zhàn)略意義的舉措。

無論是科學(xué)教育、工程教育等與人工智能密切相關(guān)的課程，還是其他傳統(tǒng)學(xué)科，技術(shù)對課堂教學(xué)的作用，可以體現(xiàn)為四個階段。前兩個是初級階段，其作用是替代（substitution）和增強(qiáng)（augmentation）。生成式人工智能能夠把教師從教學(xué)事務(wù)類或重復(fù)類工作中解放出來，用人工智能技術(shù)替代或提升教學(xué)效能，比如幫助教師進(jìn)行學(xué)情數(shù)據(jù)分析與報(bào)告生成，教學(xué)資源生成與教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化等。高級階段是調(diào)整（modification）和重塑（redefinition）。如果說傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)里，存在功能穩(wěn)定且界限清晰的教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)媒體四要素的話，那么生成式人工智能會成為課堂教學(xué)里前所未有的第五要素。這是因?yàn)?，生成式人工智能可以按需跨越不同要素，它既可以化身教師助手，又可以作為學(xué)生伙伴；既可以生成新的教學(xué)內(nèi)容，又可以成為融合型的教學(xué)媒體。它改變了教學(xué)結(jié)構(gòu)中四要素相對穩(wěn)定的作用關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了用人工智能技術(shù)重塑全新的學(xué)習(xí)流程或模式。

但是無論人工智能怎樣發(fā)展、教學(xué)結(jié)構(gòu)如何變化，教育的本質(zhì)都不會改變，那就是培養(yǎng)大批具備核心素養(yǎng)的人才。這就意味著，除了學(xué)科素養(yǎng)外，學(xué)生要具備深厚的家國情懷、堅(jiān)強(qiáng)的意志品格和良好的人文精神。在日益強(qiáng)調(diào)重視科學(xué)教育重要性的同時，教師更要重視學(xué)生人文精神的培養(yǎng)。比如，學(xué)生要開發(fā)一款A(yù)pp，其核心理念是為社區(qū)殘障人士提供服務(wù)。當(dāng)殘障人士有出行需求時，該App就可以自動匹配社區(qū)附近愿意花時間全程陪伴他們的志愿者。在以人文精神為內(nèi)核的任務(wù)驅(qū)動下，學(xué)生借助生成式人工智能來完成軟件開發(fā)。生成式人工智能會幫助人類編寫代碼、自動查錯、生成界面、上線運(yùn)行等。因此，科技手段可以由人工智能協(xié)同完成，而人類獨(dú)有的人文精神，會令科技插上人性的翅膀。

注：本文系國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：61977048）的階段性研究成果。

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（作者系首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師）

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