【ZiDongHua之“自動(dòng)化者人文”收錄關(guān)鍵詞:人工智能 華東師范大學(xué)  大模型  學(xué)習(xí)方式  自然語言處理】
 
  AI賦能學(xué)習(xí)方式變革的底層邏輯與實(shí)踐路徑
 
  以生成式語言大模型為代表的人工智能技術(shù)正在快速嵌入全社會(huì)的方方面面,在教育界更多人認(rèn)可2025是AI賦能教育變革元年。AI賦能成為教育的新熱點(diǎn),各種探索風(fēng)起云涌。在這場(chǎng)教育變革的大潮中,需要從底層邏輯審視技術(shù)對(duì)教育賦能的機(jī)制,尤其AI推動(dòng)的學(xué)習(xí)方式變革更需要從理論基礎(chǔ)到實(shí)現(xiàn)路徑進(jìn)行全面探索。
 
 
  一、學(xué)習(xí)方式變革的內(nèi)涵及其問題
 
  學(xué)習(xí)方式變革是教育改革的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。所謂學(xué)習(xí)通??梢詮慕Y(jié)果和過程兩方面理解,“作為結(jié)果是指由經(jīng)驗(yàn)或練習(xí)引起的個(gè)體在能力或傾向方面的變化,作為過程是指?jìng)€(gè)體獲得這種變化的過程”。而學(xué)習(xí)方式是指“個(gè)人在學(xué)習(xí)時(shí)接受或加工信息的方式”,學(xué)習(xí)方式直接體現(xiàn)在三個(gè)方面:學(xué)習(xí)者對(duì)所用感覺通路的偏好,學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的偏好,個(gè)體對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容組織程度的偏好。在學(xué)校教育中,學(xué)習(xí)方式與教學(xué)方式密不可分,兩者相互依存相互影響。理想的教育是教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)方式匹配,但現(xiàn)實(shí)中教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的特征并不完全耦合。
 
  在教育實(shí)踐語境中,學(xué)習(xí)方式是與教學(xué)方式結(jié)合在一起討論的,學(xué)習(xí)方式在很大程度上受到教學(xué)方式的影響。從教學(xué)理論看,教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式變革涉及教育思想理念、教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)的技術(shù)支持等多個(gè)方面。學(xué)習(xí)方式變革首先需要教育理念的支持,核心是在教學(xué)中教師和學(xué)生身份地位的確立;其次,學(xué)習(xí)方式受到教師和學(xué)生個(gè)人特點(diǎn)與偏好的影響,需要兩者的耦合;再次,學(xué)習(xí)方式與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織形式有密切關(guān)系,可以通過教學(xué)方式變革影響改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式;最后,學(xué)習(xí)方式還受到教學(xué)環(huán)境和技術(shù)條件的限制。此外,評(píng)價(jià)通常也是影響學(xué)習(xí)方式改變的關(guān)鍵因素。
 
  從基礎(chǔ)教育到高等教育,我國(guó)教學(xué)和學(xué)習(xí)方式存在的主要問題集中體現(xiàn)在幾個(gè)突出方面:學(xué)習(xí)目的應(yīng)試傾向比較突出,注重考試成績(jī)、忽視真正的學(xué)習(xí)過程和知識(shí)的深入理解;課堂上以教師語言講授為主、形象化呈現(xiàn)不足,課堂自主探究合作較少、學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動(dòng);知識(shí)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)習(xí)理解知識(shí)的感覺通路單一,經(jīng)常處于“題海”中,學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)合不足,直接影響學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育,影響知識(shí)應(yīng)用的能力;教學(xué)組織中,個(gè)性化教學(xué)不足,難以充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)體差異、滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需要;學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中過于強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)答案,不鼓勵(lì)創(chuàng)新思維,限制了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力的發(fā)展。
 
  現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為,調(diào)動(dòng)盡可能多的感官通路更有利于提高學(xué)習(xí)成效,一個(gè)泛在的、友好的、更個(gè)性的學(xué)習(xí)環(huán)境有利于提高學(xué)習(xí)成效,學(xué)習(xí)內(nèi)容的科學(xué)組織能有效提高學(xué)習(xí)成效。教師對(duì)學(xué)生的理解與尊重直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)方式,教學(xué)環(huán)境與技術(shù)支持直接影響到學(xué)習(xí)方式與教學(xué)方式的實(shí)現(xiàn),評(píng)價(jià)往往是影響學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式能否發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化的關(guān)鍵力量。人工智能技術(shù)的發(fā)展,尤其生成式語言大模型的出現(xiàn),為班級(jí)授課制下實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式變革提供了新的思路與可能。
 
  二、人工智能賦能學(xué)習(xí)方式變革的底層邏輯
 
  生成式語言大模型為AI賦能教育提供了全新的、強(qiáng)大的技術(shù)支持。大模型是一種具有海量參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,它通過學(xué)習(xí)大量的文本數(shù)據(jù),自動(dòng)捕捉語言中的語法、語義和語用等模式,從而能夠理解和生成自然語言文本。從大模型的模態(tài)特征看,大模型包括語言大模型、圖像大模型和視頻大模型。目前備受關(guān)注的生成式語言大模型,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了視頻、圖像、文本三種模態(tài)的統(tǒng)一理解和生成。
 
  生成式語言大模型突破了語義理解的困難,可以理解各種自然語言文本,包括復(fù)雜的句子結(jié)構(gòu)、語義關(guān)系、上下文信息等,準(zhǔn)確把握文本含義。它不僅擁有海量的參數(shù)和龐大的數(shù)據(jù)集,更具有出色的生成能力,能夠根據(jù)給定提示或上下文,生成連貫、有邏輯且符合語法規(guī)則的文本,并且具有多領(lǐng)域通用性,在多領(lǐng)域和多任務(wù)中表現(xiàn)出色,還具有持續(xù)學(xué)習(xí)和進(jìn)化能力。目前看,大模型的突出功能主要體現(xiàn)在文本生成、對(duì)話交互、知識(shí)問答、文本摘要、機(jī)器翻譯等方面。
 
  基于深度學(xué)習(xí)的圖像大模型,具有了強(qiáng)大的圖像理解和學(xué)習(xí)能力,具有很強(qiáng)的高分辨率與細(xì)節(jié)處理能力,能夠應(yīng)用于多種圖像相關(guān)任務(wù),能夠?qū)崿F(xiàn)與語言、音頻等其他模態(tài)數(shù)據(jù)融合,實(shí)現(xiàn)更全面、深入的跨模態(tài)理解和生成。
 
  視頻大模型能夠有效處理視頻數(shù)據(jù),模擬真實(shí)物理世界,生成具有豐富想象力的內(nèi)容。視頻大模型已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)和更高的分辨率,具有很高的時(shí)空一致性、出色的動(dòng)態(tài)性,具有多模態(tài)的理解與生成能力。
 
  生成式語言大模型的強(qiáng)大功能可以充分嵌合進(jìn)學(xué)習(xí)過程中,為教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式變革提供強(qiáng)大支持,只有把握大模型的功能特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方式變革痛點(diǎn)的耦合關(guān)系,才可能找到AI賦能學(xué)習(xí)方式變革的技術(shù)路線。從目前的初步實(shí)踐看,多模態(tài)大模型在技術(shù)層面為教學(xué)和學(xué)習(xí)至少提供以下幾個(gè)方面支持:教學(xué)資源查詢與處理的智能化,教學(xué)文本的智能生成,高可靠問答對(duì)話的便利化,實(shí)時(shí)語言與圖像、視頻的相互生成式轉(zhuǎn)換,教學(xué)中的知識(shí)可視化、思維可視化,學(xué)習(xí)中知識(shí)圖譜的智能化整理,個(gè)人學(xué)習(xí)理解的拓展,評(píng)價(jià)的高度智能化,數(shù)字化辦公系統(tǒng)的高度智能化。
 
  教學(xué)資源查詢與處理的智能化,可以有效解決教學(xué)資源利用中成本收益率過低的問題。經(jīng)過多年的教育信息化努力,我們已經(jīng)積累了海量的教學(xué)資源,但受限于資源篩選利用的勞動(dòng)成本,利用率一直不高。大模型的生成能力能夠按照要求或指令迅速查詢和處理各類教學(xué)資源,以教師需要的形態(tài)呈現(xiàn)出來,為教學(xué)資源的充分利用提供了真正有效的助力,可以大大促進(jìn)教學(xué)資源在教學(xué)實(shí)踐中的充分運(yùn)用。
 
  教學(xué)文本的智能生成可以大大減少教師的工作強(qiáng)度,為學(xué)生“無中生有”提供了有效的引導(dǎo)。從教案到教學(xué)過程中的各種資料材料,按教師意愿與要求生成文本,再按要求不斷調(diào)整完善,可以大大降低教師的工作強(qiáng)度、提高工作的效率,隨著數(shù)據(jù)積累訓(xùn)練,可以幫助普通教師快速提高教學(xué)質(zhì)量和個(gè)人的教學(xué)能力。學(xué)生利用AI工具生成各種方案和計(jì)劃、形成初步作品,在此基礎(chǔ)上不斷完善和提高,可以快速掌握各種實(shí)踐文本的基本規(guī)范和形成方法,大大提高學(xué)習(xí)的效率。生成文本的不斷“挑刺”和修改,能夠提高學(xué)生批判性思維、幫助學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識(shí)付諸應(yīng)用,可以改善以往脫離實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式;生成文本對(duì)思路和評(píng)判的更高要求,推動(dòng)學(xué)習(xí)的不斷深入,深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。
 
  大模型強(qiáng)大的問答功能可以有效解決“知識(shí)不足”的困難。在現(xiàn)實(shí)的教育教學(xué)中,教師經(jīng)常面臨背景知識(shí)不足或不準(zhǔn)確的困難,需要在備課中查閱更多資料,很多時(shí)候教師查閱資料的時(shí)間占用備課時(shí)間的大半部分,問答式的AI助手能夠極其便利地提供各種事實(shí)知識(shí)的支持。學(xué)生在成長(zhǎng)中不僅會(huì)遇到各種疑惑問題,更面臨心理支持需要的訴說與引導(dǎo),AI問答式助手不僅能夠私密地為學(xué)生解惑,還可以進(jìn)行有效的心理疏導(dǎo)。
 
  實(shí)時(shí)語言與圖像、視頻的相互轉(zhuǎn)換,為學(xué)習(xí)中意象理解的具象化、具象的抽象化提供了可能。文字的描述可以通過圖像轉(zhuǎn)換變得更容易理解,真實(shí)的情景轉(zhuǎn)化為豐富的語言描述,為學(xué)習(xí)語言運(yùn)用提供了極好的借鑒。通過把想象轉(zhuǎn)化為圖像和視頻,可以更好幫助學(xué)生訓(xùn)練想象力,提高空間思維能力,大大增強(qiáng)思維訓(xùn)練的趣味性。語言文字、圖像、視頻的相互轉(zhuǎn)化,為新的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式提供了巨大的嘗試和想象空間。
 
  教學(xué)中的知識(shí)無法可視化影響了學(xué)生的理解,是制約學(xué)習(xí)抽象知識(shí)和概念的重要因素。為了解決這樣的問題,教學(xué)演示的視頻制作成為耗費(fèi)教師時(shí)間精力的重要工作。通過AI的圖像生成,可以隨時(shí)將復(fù)雜的原理、抽象的空間結(jié)構(gòu)模擬出來,大大提高了教學(xué)的便利性。新課標(biāo)要求提高學(xué)生在真實(shí)情境中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力,教師遇到的最大困難是學(xué)生經(jīng)歷閱歷的限制,由于沒有相應(yīng)經(jīng)歷和認(rèn)知的基礎(chǔ),大大增加了理解的難度。圖像生成功能可以瞬間將描述的情景以圖像形式呈現(xiàn)出來,大大降低了理解的難度,助力知識(shí)的學(xué)習(xí)理解和應(yīng)用。
 
  知識(shí)結(jié)構(gòu)化是提高學(xué)科核心素養(yǎng)的重要基礎(chǔ),學(xué)習(xí)中知識(shí)圖譜的整理是近年教學(xué)中經(jīng)常提及的問題,以往通過思維導(dǎo)圖或知識(shí)歸類進(jìn)行知識(shí)梳理,無論是教師的教學(xué)運(yùn)用還是學(xué)生的復(fù)習(xí)整理都比較耗費(fèi)時(shí)間精力。AI的知識(shí)梳理功能非常強(qiáng)大,能夠按照要求將已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)迅速結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化,為幫助學(xué)生建構(gòu)結(jié)構(gòu)性思維、形成完整的知識(shí)體系提供有效的助力。
 
  學(xué)習(xí)理解的拓展在個(gè)人學(xué)習(xí)中具有非常重要的意義,生成式語言大模型能夠?qū)崿F(xiàn)續(xù)寫、知識(shí)的拓展應(yīng)用、多領(lǐng)域的知識(shí)關(guān)聯(lián),這些功能為學(xué)習(xí)個(gè)性化提供了支持,十分有利于個(gè)體構(gòu)建更加完整的知識(shí)體系,有利于打破現(xiàn)有學(xué)科割裂實(shí)現(xiàn)知識(shí)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)運(yùn)用,在目前的跨學(xué)科學(xué)習(xí)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中可以發(fā)揮積極作用。
 
  減輕教師非教學(xué)負(fù)擔(dān)是國(guó)家教育改革的重要目標(biāo),教師的眾多非教學(xué)負(fù)擔(dān)與文本處理方式的落后有關(guān),大模型的文本生成、文本處理可以升級(jí)目前的數(shù)字化辦公,通過智能化大幅度減輕教師的非教學(xué)負(fù)擔(dān)。
 
  三、人工智能賦能學(xué)習(xí)方式變革的實(shí)踐路徑
 
  在教育實(shí)踐中,與學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變有關(guān)的教學(xué)工作主要包括四大類,即教(教師的教學(xué))、學(xué)(學(xué)生的學(xué)習(xí))、研(教師教研)、評(píng)(教學(xué)與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià))。人工智能賦能學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式的變革主要通過這四個(gè)方面得以落實(shí)和實(shí)現(xiàn)。
 
  教師的教學(xué)活動(dòng)是AI賦能的主要領(lǐng)域。大模型的廣泛應(yīng)用可以大大降低教師選擇使用教育資源的勞動(dòng)成本,教育信息化多年積累的教學(xué)資源可以充分挖掘和運(yùn)用,使教學(xué)信息化智能化成為可能。從目前各地教學(xué)實(shí)踐探索看,AI輔助教案、教師問答助手、文字與圖像視頻轉(zhuǎn)換、將抽象知識(shí)可視化、知識(shí)梳理等方面都有較大發(fā)揮空間。按照教師的教學(xué)要求AI生成教案、在生成教案基礎(chǔ)上提示修改,已經(jīng)成為比較成熟的備課方式。教師備課和上課中直接鏈接AI助手,實(shí)時(shí)問答備課和課堂中突發(fā)的問題,甚至可以直接使用AI進(jìn)行課堂提問。在多模態(tài)生成方面,語文等學(xué)科運(yùn)用圖像生成功能理解課文、賞析作品,學(xué)生的理解或習(xí)作用圖像或視頻呈現(xiàn),藝術(shù)課的想象到圖像生成、AI評(píng)判指導(dǎo)作品,地理等學(xué)科自然現(xiàn)象的視覺呈現(xiàn),歷史政治事件的視頻展示等等都具有運(yùn)用空間,物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等抽象概念的可視化,外語學(xué)習(xí)的情景化等等都能發(fā)揮很好作用。運(yùn)用AI進(jìn)行知識(shí)系統(tǒng)化梳理也有了很好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以AI布置拓展性作業(yè)或任務(wù),在實(shí)現(xiàn)教學(xué)個(gè)性化方面具有較大探索空間。
 
  AI在輔助學(xué)生學(xué)習(xí)方面可以發(fā)揮更大作用。生成式語言大模型本身就是很好的伴隨老師,學(xué)習(xí)中的困惑問題可以直接對(duì)話請(qǐng)教,可以進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)互動(dòng),是便捷的全能家教老師。AI能提供學(xué)生適合的學(xué)習(xí)感覺通路,視覺、聽覺、圖像、文字等等可以多模態(tài)呈現(xiàn)。利用大模型生成各種實(shí)踐方案、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等,不僅更加便利,也推動(dòng)學(xué)生理解和思考向深度拓展。問答式大模型在傾聽學(xué)生訴說、引導(dǎo)學(xué)生心理與品德發(fā)展中具有很大優(yōu)勢(shì),可以替代完成心理輔導(dǎo)的眾多任務(wù)。
 
  評(píng)價(jià)改革是教育改革的重點(diǎn)領(lǐng)域,AI賦能教育評(píng)價(jià)改革是重要的應(yīng)用場(chǎng)景。在課堂評(píng)價(jià)中AI可以廣泛應(yīng)用于語文的誦讀評(píng)價(jià)、外語教學(xué)的聽說評(píng)價(jià)、音樂的演奏演唱評(píng)價(jià)、藝術(shù)作品評(píng)價(jià)等。述評(píng)是學(xué)生評(píng)價(jià)改革的重要內(nèi)容,AI使個(gè)性化的述評(píng)成為可能,在學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)中個(gè)性化評(píng)語的生成,學(xué)生心理與學(xué)習(xí)的預(yù)警性評(píng)價(jià)等都可以使用AI生成。
 
  教研是中國(guó)基礎(chǔ)教育的優(yōu)良傳統(tǒng)和特色,AI在賦能教研創(chuàng)新方面具有廣闊的應(yīng)用空間。AI評(píng)課已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,在推動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展中發(fā)揮積極作用?;谏山虒W(xué)設(shè)計(jì)的新教研方式正在逐漸成熟。AI教研對(duì)教師的專業(yè)能力提出了更高的要求,推動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)從基本專業(yè)素養(yǎng)到教學(xué)深度理解轉(zhuǎn)變。
 
  人工智能大模型為學(xué)習(xí)方式變革打開了廣闊的空間,但現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用需要更多經(jīng)驗(yàn)積累,大模型本身也需要更多數(shù)據(jù)的持續(xù)訓(xùn)練。目前AI賦能教育熱中具有許多的想象成分,脫離了真實(shí)的教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)就難以真正有效助力學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。大模型在教學(xué)中的運(yùn)用,必須厘清底層邏輯,堅(jiān)持問題導(dǎo)向、有效為本,數(shù)據(jù)積累、持續(xù)訓(xùn)練,積極探索、謹(jǐn)慎推廣,這樣才可能充分發(fā)揮AI賦能教育變革的巨大潛能。
 
  (作者系華東師范大學(xué)高等教育研究所教授)
 
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