人工智能支持的乡村教师专业发展未来构想

来源 :现代基础教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shaoyuqi521
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  摘要:新时代为了实现乡村振兴,阻断贫困代际传递,乡村教师承担着重要的历史使命。为了适应新的需求,乡村教师亟需打破条件和处境的束缚,提升整体专业素质。人工智能的发展为乡村教师专业成长创造了新的发展空间,深度学习呼唤乡村教师专业发展转型。可以充分利用人工智能提供技术支持,创新乡村教师专业成长的路径,设计虚拟在线场域,配备虚拟教师,创设虚拟电子资源库,构成完善的虚拟学习支持体系,筑成联系紧密的乡村教师学习与教研云空间,实现乡村教师专业发展的实质性突破,全面提升乡村教师的专业素质。
  关键词:人工智能;虚拟现实技术;乡村教师;专业发展;未来构想
  2019年中共中央国务院印发《关于减轻中小学教师负担进一步营造教育教学良好环境的若干意见》,要求规范部署扶贫任务,指出各级党委和政府要严格按照党中央有关要求,引导广大教师关心支持教育扶贫工作,充分运用校园和课堂教育帮助贫困地区学生坚定脱贫信念、认真学习、掌握本领、健康成長,通过扶智方式为阻断贫困代际传递进行贡献。
  中国社会发展进入新时代,实现乡村振兴成为新的时代主题,乡村教师需要更好地在阻断贫困之间代际传递上发挥更大作用。时代发展吹响了乡村教师专业发展变革的号角,需要寻求新的突破。在此,人工智能为乡村教师的专业成长带来了新的发展机遇。
  一、人工智能呼唤乡村教师专业发展转型
  人工智能带来了信息技术的进步和人们生活的便利,也为乡村教师专业发展带来了新的机遇和未来发展前景。
  1.数字教师促进乡村教师传统角色发生变化
  在人工智能时代,人们更期望Web学习系统具有教学专家的导学功能,能够因材施教、因需施教,量身定制学习教材,以及能给出个性化的学习方案、学习内容和学习方法等。回溯历史,从1950年阿兰·图灵提出“机器真的能思考吗”的设想开始,到1956年约翰·麦卡锡等人正式提出“人工智能”的概念,至今,人工智能对教与学提出了新挑战。
  从传统学习来说,学生所遇到的困惑,教师可以用他们的人生见识、知识积累、生命体验来解答。然而,在人工智能时代,信息技术快速发展,为学生的学习提供非常便利的条件,课程知识的传授和指导则更多地交由在线教育平台来完成,教师的角色因此也发生了变化。根据赫拉利(Yuval Harari)的分析,他们开发互动算法,实现数字教师不仅能传递多种学科知识,还能在学习过程中分析学习者,判断学习者的特征,及时了解学习者对什么感兴趣和不感兴趣,提供给学习者最适合的教学方式,而且他们优于实体状态的教师,永远不会失去耐心、大吼大叫,更不会罢工。显然,在现实教学中,要让实体教师兼顾完成对学生的过程性评价工作,难度很大或者不可能实现,对于乡村教师,因为教育信息技术水平的限制,更是难上加难。因此,为了适应人工智能带来的挑战,乡村教师必须不断顺应技术进步。
  2.深度学习引领乡村教师专业发展模式变革
  凭借人工智能现代信息技术手段,人们越来越关注深度学习。2013年,人工智能程序围棋阿尔法狗战胜李世石,人工智能开启深度学习时代,设计程序重视专家系统,实现计算机像人类教师或助教那样指导和帮助学生学习。因学习是一种社会化的过程,通过人与人、人与环境之间的交流互动实现,在未来社会中,世界、人类个体、一切事物,都通过网络中的内行动(互动、操演)使自身获得存在,通过这种内行动互相建构不断形成。
  在遥远的乡村,对于稀疏分布的乡村学校和教学点,怎样把这些分散的教师资源集中起来,怎样满足他们的社会交往和学习交流的需求,怎样对他们进行系统的培训等,我们完全可以借助人工智能,将课程计划、课程设计、课程实施、学习跟踪与指导、学习评价等交给在线教育平台。利用人工智能,设置虚拟的学习环境,促成乡村教师成为终身学习者,成为网络中的实践终身教与学的行动者。教师专业转变成时刻在场的教与学实践的“行动者一网络”,在这个网络中,所有实体状态和虚拟状态的教师都是教与学实践的行动者,而不是被动的对象或工具,他们彼此联结、交互学习,通过“物质一话语”层面的相互建构,自身开展深度学习,自我建构成为新的内涵丰富、认知清晰的个体。乡村教师也是网络中的个体,为了获得自身存在,成为一名合格的教师,就必须充分地将教学和教研充分结合,持续开展深度学习,成为真正的终身学习者,促进专业不断成长。乡村教师需要长期服务于教育教学,终身进行教育,从实体性的“学校”或“学习中心”,转变成网络状结构的“行动者一网络”。人工智能如果能细致地、个性化地为乡村教师规划好学习节奏和方式以及按需提供适合的优质课程资源,乡村教师就没有必要花费更多的时间和较远的行程实地参加集体培训,利用在线教育平台,完全可以解决他们目前遇到的各种不便和难题。
  3.虚拟现实技术为乡村教师专业发展创设可行性媒介
  人工智能支持的虚拟现实技术为乡村教师的专业成长带来新的挑战,也带来了良好的发展契机。虚拟现实技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术、多媒体技术、人机接口技术和高分辨显示技术等,创设三维逼真的虚拟环境,实现人与虚拟环境直接进行交互和沟通。虚拟现实技术创造的虚拟学习环境使教师教育更加开放,尤其是为乡村教师的专业发展创造虚拟的可视化平台,将现实教师教育环境中的真实场景用三维形式化的方式表现出来,呈现鲜明的跨时空性、便捷性、沉浸性、丰富性等特点。乡村教师可以在任意时间与空间进入教室,有效地共享教师教育资源,开展自主探索学习或小组合作学习,通过无处不在的服务终端连接智能化的知识网络和人际网络,实现人人、时时、处处可学的终身学习。
  虚拟学习环境在教师教育内容呈现、教师学习过程、学习支持与交互等方面,对乡村教师的专业成长都能够起到积极的推动作用,极大地增强乡村教师的学习兴趣。虚拟学习环境为乡村教师专业发展提供多元服务,乡村教师可以通过聊天室、课程论坛、E-mail、视频会议等方式,与不同的个体或群体进行交互式学习,体验在线模拟“真实”的学习场景。在学习过程中,大数据系统还能够对乡村教师个体的学习给予即时性评价,学习结束时提供一份数据详尽的专业发展分析报告。虚拟现实技术支撑的在线学习给乡村教师提供了一种全新的学习方式及宽松、自由和开放的学习环境,他们可以根据自己的需要选择学习时间、学习地点、学习内容、学习方式,摆脱网络在线学习孤独感强、缺乏互动的弊端,弥补现有乡村教师在社会交往过程中存在的一些问题和困惑。二、人工智能支持的乡村教师专业发展实施路径   在未来,我们可以创设便利条件,设计虚拟在线场域,建设完善的乡村教师专业发展支持体系。
  1.创设区域性虚拟教室,构建乡村教师专业发展虚拟在线场域
  虚拟教室(Virtual Classroom)是指在计算机网络的基础上利用多媒体技术构建成的教与学的环境,可使身处异地的乡村教师相互看得见、听得着,它通过音视频采集技术、现代通讯技术等为乡村教师创设了一个交互功能强大的学习环境。虚拟教室可以模拟传统的教师继续教育功能,为身处各地的乡村教师提供一个共享的虚拟学习环境,帮助乡村教师打破距离遥远和条件较差的藩篱,充分体现参与学习活动的自主性、开放性和生成性,实现优质教师教育资源的充分共享。
  每位乡村教师都有不同的专业兴趣、学习习惯等,虚拟教室能够充分迎合这种需求,设计多样化的在线讨论和自主化的个体学习,乡村教师根据自己的学习需求选择适合的学习内容、学习进度和學习方法。在虚拟教室的个性化学习中,乡村教师是主体,他们真正成为自己学习的主人,可自主建构新的专业知识和技能。虚拟教室创设的虚拟学习环境提供的技术条件、交互方式等,将区域乡村教师联系在一起.实现远距离区域教师之间建立顺畅的交互联系.实现全员参与和全程实时互动。教师一旦进入科学创设的虚拟学习环境,便能够根据自我所需灵活调用各种学习资源,积极地探索所需的知识和技能资源。虚拟教室不但可以提供学习支持,还可以高效地通过即时问卷调查统计结果.及时了解教师的学习状况和学习进展,动态记录教师的学习轨迹,如学习时长、地点、内容、在线研讨参与情况等,给予及时、客观、科学的评价,为乡村教师的专业成长提供数据支持的精准指导。
  2.配备虚拟教师,增强乡村教师在虚拟学习中的交互情感体验
  在虚拟教室里,谁来引导乡村教师的虚拟学习呢?理应通过人工智能设置具有导学功能的虚拟教师。根据虚拟教师的功能,如能够模拟真实教师的形象、表情和动作,可以与学习者进行语言、行为、情感方面的交互能提问、参与讨论、反馈和答疑,对学习者的情绪状态做出适当反应,并表现出相应的情感等,可以设计具有不同导学功能的虚拟教师,包括专注于内容设计和课程建设的专家,负责虚拟班级管理的班主任,负责指导学习进度、提供学习资源的指导教师,还有评价学习效果的数据分析师,及时为乡村教师提供各种学习帮助、指导和支持。
  对于乡村教师的学习,协助比指导更重要,虚拟教师具有讲授、指导和答疑等功能,帮助教师获取信息,通过文本、声音等对教师提出的问题给予实时解答。虚拟教师成为乡村教师学习的指导者和协作者、学习内容的规划者、学习情况的反馈者、学习过程的实时监控者、学习参与的情感交流者,其可以暂停视频讲座解决教师的提问,也可以回放视频片段帮助乡村教师理解特定的内容,理性处理学习过程中的情感反馈,与乡村教师之间建立交互关系,让乡村教师重新认识自己的社会存在感。社会存在感是在沟通中人的一种感性认识,是计算机辅助通讯环境(CMC)中交互双方对另一智能体的感觉、感知和反应的程度。乡村教师工作中存在的一个重要问题是人际沟通问题,因地域与条件限制,缺乏交流对象,影响其正常交往。虚拟教师可赋予人的情感,关注乡村教师的情感体验,与乡村教师开展深层交流与互动,能够在情感上对教师在学习过程中的行为表现给予可供教师理解的行为反馈。虚拟教师与乡村教师之间可以通过语言、行为等进行交流,以智能性为基础,在充分发挥对乡村教师学习的指导者和协作者功能的同时,与乡村教师进行情感交互,力求增加乡村教师学习的效率,降低乡村教师学习的孤独感,有效补充乡村教师社会交往方面的困惑。
  3.建设虚拟资源库,为乡村教师泛在学习提供优质资源保证
  乡村教师在线学习资源建设尤为重要,有了优质的学习资源保证,乡村教师专业发展的许多问题便能迎刃而解。因此,建立远程虚拟学习资源库,为乡村教师专业成长提供精品在线课程,成为新时代乡村教育所需。
  在减轻中小学教师负担的基础上规划乡村教师专业发展路径,就需要丰富数字化电子资源,建成一个高智能、集成化、数字化、集多种文献载体于一身的信息资源虚拟电子图书馆保障系统,将丰富的馆藏教育教学资源、精品教育教学课件、中小学课堂教学精品电子资源、本土课程教学资源,以数字化的电子信息形式储存在虚拟图书馆中,为乡村教师提供内容丰富、形式多元、方便快捷的支持服务。
  教育部可统整全国实力较强的教师教育学院、教师教育专家以及各地市一线优秀教师,组成乡村教师专业发展资源开发专家团队,集优势力量研发优质教师教育课程资源。市县教研员要充分调动乡村教师资源,加强学习型组织的管理,帮助乡村教师养成系统收集知识的习惯,自主探究、生成优质的学习内容,并将知识以更实际的方式展示出来,转变成为本区域教师在虚拟学习环境中的本土精品学习资源,植入虚拟电子资源库中。同时,专门设置入口,将虚拟电子图书馆系统与中国知网系统端口对接,向乡村教师提供中国知网的中小学教育教学研究类的优质电子资源,所有资源向乡村教师免费开放。乡村教师在虚拟图书馆系统中,根据学习需求,由虚拟教师指导或帮助查找所需的优质资源,根据自我认知重新建构知识技能体系,有效提升乡村教师的专业水平。
  三、人工智能支持的乡村教师专业发展未来布局
  在未来,我们可以充分利用人工智能科学布局,为乡村教师专业成长创设未来云学习空间和云教研空间,使学习教研一体化,共同筑成乡村教师专业发展的云空间,实现乡村教师专业发展的实质性突破。
  1.创设云学习空间.为乡村教师专业发展提供多元化智能化服务
  在未来,乡村教师更期待的终身教育,是在时间上延伸、空间上拓展、制度上开放、方法上灵活,能在每个人需要的任何地方、任何时间,以适合的方式提供必要的知识和技能。
  2019年,中共中央国务院印发《关于减轻中小学教师负担进一步营造教育教学良好环境的若干意见》,强调要提升数据采集信息化水平,加强信息管理系统建设,建立健全各类教育信息数据库,充分利用现代信息技术特别是人工智能技术,提升教育管理工作的科学化、信息化水平,切实做到“让教师少跑腿、让信息多跑路”。   为了让乡村教师“少跑路”,我们可以创设在线学习云空间,建立完善的支持体系,为其提供智能化服务。首先,国家要给乡村学校及教师配备先进的信息技术设备,由教育部和中央电教馆牵头搭建从中央、省(市)、地(市)到县(市)的层级乡村教师专业发展未来空间站,以县(市)级教师专业发展未来空间站为单位,在空间站里以乡(镇)为单位,组织建立一个个基础的虚拟班级,通过虚拟现实技术将乡村教师专项管理系统搭建起来。其次,要有教师学习制度做支持,督促教师尽职尽责,从制度层面约束保障乡村教师行动。给予制度保证,也是对乡村教师专业发展负责的表现。最后,还要为乡村教师专业发展设置一体化智能化管理系统,对乡村教师学习档案进行管理,对学习过程进行监管,实现教师学习管理智能化。为每位乡村教师建立一份动态的学习档案,包括教师注册登录平台、信息数据库、课程清单、参与时长、学习反馈等,通过大数据推理和加工,综合每一位乡村教师的基础水平,提出个性化的学习方案。
  人工智能为乡村教师创造了公平接受高水平教师教育的条件,乡村教师可以根据所需自我选择优质的教师教育资源。未来教育教师与人工智能协作共存,乡村教师云学习空间实现了个性化的教育、包容的教育、公平的教育与终身的教育。未来乡村教师可以充分享用技术带来的多元服务供给,打破专业成长中距离、时间和条件的束缚,解决专业成长的困境。
  2.构建云教研空间.形成乡村教师教研生态圈
  《教育部关于加强和改进新时代基础教育教研工作的意见》强调:要充分发挥市(县)级教研员的教研引领作用,创新教研工作方式,根据不同教师的实际情况,因地制宜采用网络教研、区域教研等多种方式,探索现代信息技术与教育教学内容充分融合的方式方法。
  教研是促进乡村教师专业发展的有力抓手,我们可以利用虚拟现实技术构建乡村教师教研生态圈,以市(县)级教研员为召集人、组织者,利用虚拟现实技术,发挥教研员对乡村教师教研的引领作用。充分利用现代化信息技术手段组织教师互助互学,以乡(镇)中心(小学)校、乡初级中学为单位,搭建区域教研系统,组建乡村教师区域性学习型组织。充分利用现代信息技术手段,积极实施并建立教研员乡村学校、形成薄弱学校联系点制度,鼓励教研员切身行动,走进乡村,走到乡村教师身边,到乡镇中心校讲授示范课、公开课,到乡村学校和教学点开展听课评课活动,给予乡村教师现场指导,帮助乡村教师解决参与教学研究的困惑。在参与教研的过程中,乡村教师可通过个人学习的电子设备终端,观看多媒体讲课并在多媒体笔记本上进行记录,或通过音频/视频等输出形式参与小组在线研讨,有效提高同行之间的互动与交流。
  我们要充分利用人工智能的大数据系统,关注不同区域乡村教师个体之间的基本需求、区域差异,给予乡村教师教研个性化指导与帮助,构筑完善的深度合作教研模式,促进教师多主体参与和个性化成长,将身处遥远、位于山区、参与教研困难的乡村教师资源整合在一起,以点带面,形成全体教师积极参与教研的局面,分别赋予虚拟教室中的乡村教师不同的角色任务和需要承担的教研任务,围绕他们的教育教学进行教材分析、教学过程分析、学情分析并開展研讨,实现知识共享,创造共同进步和成长的机会。
  四、结语
  我国山区众多,地域广阔,地理条件制约着乡村教师教研的发展。利用人工智能的支持,通过虚拟现实技术,将边远、条件落后地区的乡村教师集结起来,形成一个庞大的云组织,能够打破时间、空间、距离的束缚,构成联系紧密、交流便利、学习自主的乡村教师专业成长云平台。在我国经济条件尚可的情况下,可以加大对乡村学校建设、乡村教师专业发展的投入力度,创设开放共享的乡村教师专业发展平台,通过教育大数据平台全面采集、分析系统,精准判断不同乡村教师的个性化需求,对不同区域乡村教师给予共性化支持下的精准化个性化指导,能够有效提升乡村教师的专业水平,缩小城乡教师差距,更好地服务于新时代的乡村振兴。
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