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信息技术与学科教学的融合创新如何可能
2020年12月29日 09:44 来源:《教育导刊》2019年第8上期 作者:潘希武 字号
2020年12月29日 09:44
来源:《教育导刊》2019年第8上期 作者:潘希武
关键词:信息技术;人工智能;学科教学;融合创新

内容摘要:只有信息技术取代部分教学工作而对教师的教学改革提出显著要求,同时更加强调和更好构建以学习者为中心的学习方式,两者才可能提出融合创新的需求。

关键词:信息技术;人工智能;学科教学;融合创新

作者简介:

  作者简介:潘希武(1969- ),江西九江人,深圳市教育科学研究院副院长,研究员,博士,主要研究方向为教育哲学,道德教育。广东 深圳 518029

  内容提要:信息技术的发展并非基于教学的需要,中小学学科教学也有自身的规律,两者存在不同的逻辑。从信息技术现有发展水平看,两者的融合程度并不高。换句话说,信息技术对学科教学只促成了有限的构造,学科教学只能依赖自身的力量进行变革。两者之间有融合但难以出现真正的创新。从发展趋势看,新一代信息技术或许对学科教学形成一种逼迫和根本构造,但是否能实现两者间的融合创新,仍然取决于人工智能的发展水平。只有信息技术取代部分教学工作而对教师的教学改革提出显著要求,同时更加强调和更好构建以学习者为中心的学习方式,两者才可能提出融合创新的需求。

  关 键 词:信息技术;人工智能;学科教学;融合创新

  中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1005-3476(2019)08-0072-04

  信息技术成为现代社会的重要特征。不少西方思想家担心技术对人的日常生活世界构成侵蚀,这种担心并非没有道理。确实,技术一直在改变着世界,改变人的生活方式,事实上,并非只是技术,市场、资本等都对生活世界有着明显的构造。这种构造不仅表现为技术的手段化,而且正如海德格尔所说的,现代技术不是目的的单纯手段,而是本身参与到自然、现实和世界的构造中。这种构造重新塑造出人与世界、人与人、人与自我的新关系,也就是说,不能把技术仅仅看作是工具,而应当看成是人与物浑然一体,共同构造成新的生活世界。

  但是,要达至人与技术的一体并非容易,因为技术对生活世界还是构成了相当的风险,比如海德格尔揭示的技术对自然的主宰、人为技术所摆置以及事物为技术的订造而到场[1]。信息技术对教育教学也存在一定程度的“座架”,教育教学也时常为技术所安排、所订造。教育教学与信息技术的融合需要谨慎。

  《教育信息化2.0行动计划》提出,促进教育信息化从融合应用向创新发展的高阶演进,信息技术和智能技术深度融入教育全过程,探索泛在、灵活、智能的教育教学新环境建设与应用模式。融合脑科学、人工智能和大数据,构建智能化学习体系不难预见,或许可谓实现学习的革命。但信息技术并没有构成教学模式的根本性变革,未来的发展是否可以更好地实现这一点,非常值得讨论。现在看来,信息技术与学科教学的融合创新,并没有想象的那么乐观。

  一、学科教学的信息技术应用:目前的范围

  科学技术与生活世界存在不同的逻辑。我们知道,科学和技术的出现有其内在的科学认识规律,另外也与现实问题的解决或生活的欲求密切相关。但归根结底,生活欲求和问题解决的现实需要只是提供了一种创新的动力,科学发现和技术发明毕竟依赖于对事物规律的认识。同样,信息技术发展有其必然的科学规律,尽管也与人的生活欲求相关。问题是,信息技术与学科教学并非能够实现两个自身规律的完全统一。也就是说,信息技术的发展显然不可能是基于教学的需要,甚至说,人工智能这类的信息技术如果发展出不受控制的自我意识,很有可能对人类自身的生存构成毁灭性冲击。同样,学科教学模式改革也因为其自身的规律而不可能完全通过信息技术得以实现,也必然因为自身的规律而对信息技术应用保持必要的审慎。

  显然,信息技术对教育空间、教育管理、监测评估等有着显著的根本性构造,因为这一类的事务主要是方式的存在,其对象和内容具有相对的确定性,而信息技术恰好可以改变方式。学科教学虽然也表现为一种方式的存在,却是以灵活性的方式存在,而其方式之所以灵活,一是在于学习主体存在灵活性,二是在于其内容具有不确定性。无疑,教学内容具有很强的生成性,甚至存在很多的未知性,如以问题为中心的跨学科教学更多表现为一种探索性和未知性。即便教学内容具有相对的知识确定性,但学习者的知识学习仍然具有不确定性,由此教师的教学方式也存在因时因人的调整性。所以,值得思考的是信息技术何以构造学科教学,也就是说信息技术与学科的融合创新何以可能。

  这需要依情况而定。根据技术的优点,人们也可以在一定程度上将其应用到学科教学中来,事实上已经有不少的应用,大体上包括如下几类:一是运用信息技术,诸如视频、图片等,构成辅助性教学,实现教学的生动性、趣味性、直观性或情境性再现。这在语文、历史、英语学科教学中都有广泛的应用,但信息技术仍然是辅助性工具,尚未足以构成教学的主体方式。二是利用信息技术开展模拟实验教学。比如应用数字技术开展物理、化学等学科的数字试验教学。三是实现学习的互动交流,比如应用信息技术实现师生、生生的交流互动,实现交互式学习。这种交互式有别于师生的行为交往,可以极大地突破时空限制,提供交往的便利。四是运用大数据对学生学习进行监测和效果分析,实现精准教学。这个方面的应用还是非常有限的,与脑科学的研究进展相关,但代表了未来方向。相关的应用还有不少。

  不言而喻,信息技术的显著性特点一定程度上迎合了教学的需要。然而,即使从信息技术应用的角度来看,也不是没有问题,甚至出现为技术而技术的教学改革现象。更严重的或值得严肃思考的问题还不止于此,有时看似恰当的融合恰恰毁掉了教育的本质性的好东西。正如海德格尔所说,技术每打开一种认识的可能性,都会遮蔽更多的存在可能性,或者如博尔赫斯的花园小径总是存在自由选择的困境。比如,技术演示的直观教学可能带来了观察的直接,但又可能限制了学生的想象;破碎的阅读导致缺乏深度的思考和思维的平面化;长时间的信息技术使用可能给身体成长带来不利等。因此,信息技术是否构成日常教学世界的侵蚀仍然值得反思。但毫无疑问,信息技术已经构成了教师和学生的教与学的日常世界。从某种意义上说,信息技术和学科教学已经浑然一体,很难简单地说信息技术仅仅就是教学的工具,其实信息技术已经走过了作为教学的工具手段的阶段。但就目前而言,信息技术是否构造了新的学科教学形态,或者说还有必要去实现两者的融合创新,本身是一个值得讨论的问题。从信息技术现有发展水平看,两者之间还存在一个较好地融合问题,以便更好地实现育人的目标,但是否存在融合创新的可能,现在还看不出来;或者说,还有赖于我们教育自身对教学方式的根本性改变,而不是依赖于信息技术。我们现在倡导以信息化引领构建以学习者为中心的全新教育生态,这固然与传统教学区别很大,但是否足以构造出我们现在倡导的研究性学习等模式,还有待信息技术的发展以及对生活世界的根本性改造,同时更有待于教育自身的变革。也就是说,学科教学自身的改革困境决定了信息技术应用的限度,或者说,学科教学自身没有变革,信息技术应用很难达到融合创新。

  二、学科教学自身改革决定了信息技术当前应用的可能

  假定以学科教学的需要和改革欲求为出发来研发相关的信息技术,能否实现两者更好的浑然一体呢?事实上,已经有不少的围绕学科教学改革需要进行的信息技术研发的探索,如研发学习质量监测的信息技术,但这只是对学习效果的技术检测,仍然不是学科教学模式本身的探索。目前的信息技术还不足以构成学科教学模式的根本性方式。学科教学毕竟有自身的特点,也需要遵循相应的规律,它借助信息技术可以实现自身的某些局部改革需要,但并非所有的教学改革需要都可以依赖信息技术得以实现,或者说,学科教学的很多地方还不需要或排除信息技术。从这个意义上说,技术能不能渗透到学科教学中来,关键取决于学科教学自身的需要或追求。信息技术适应教学改革需要、遵循教学特点,推进教学模式变革,才是真正实现两者的融合创新。

  信息技术可以助推我们对教育规律的遵循,但技术并非是教育规律的本身。教育改革实际上就是要回归教育规律本身。教育需要遵循学生的认知规律、身心发展特点以及学科兴趣激发需要等一般规律。对规律的把握仍然需要理论研究和实践的探索。落实立德树人根本任务,关键在教育改革创新。当前教育教学要着力强化理想信念、社会主义核心价值观和品德修养教育,深入推进学习方式变革,大力推进研究性学习、跨学科学习、创客式学习等,大力培养学生的动手能力、实践能力和创新能力,全面提升综合素质。这对当前教育教学模式改革提出了要求。信息技术能否引发这些教学模式的变革呢?现有的信息技术可能会在创客式学习等相关学习方式上有一定的造型可能,但很难说可以取得教学模式变革的根本性突破。众所周知,研究性学习等学习方式,本质是一种以问题为中心的学习方式,它的推进主要取决于教师的理念和能力,而非主要是一种信息技术的问题。而在生活教育、实践教育以及道德教育等领域,信息技术恐怕更无法取到引发根本性模式变革的作用。当前,人们敏锐地意识到人工智能技术的快速发展对人的培养提出了严重挑战,但是,教育培养人的基本特性并不会因此发生根本改变,也就是说,我们仍然要对学生进行相应的动手、实践和道德的教育。只不过它对人的创新能力培养提出了更高的要求,也因此我们更加需要以问题为中心的研究性学习,但这种学习方式的推进并非因为信息技术就可以很快实现。当然,依托信息技术应用脑科学对教与学的过程进行精准监测,或许可以实现方法上的改进,但技术本身并不能帮助我们实现在跨学科知识学习、批判性思维培养、好奇心和想象力培养等方面所需要的教学模式的最终形成。两者之间的融合创新并没有表现出明显的需求。

  从单个学科看,各学科教学各自具有自身独有的特点,对教学模式的改革必然存在很大差异,因而信息技术与各学科教学的融合也必然存在很大差异。人文学科、自然学科、艺术学科在具体教学模式上存在较大差异。诸如语文、音乐、体育等学科教学,虽然也会应用到信息技术,并借助信息技术监测功能为教师提出教学方式方法的改进,但现有信息技术本身很难引发这些学科的教学模式的根本变革。它们之间固然有融合的需要和空间,但如果学科教学自身不进行改革,信息技术的应用不可能达到很高的水平。物理、化学等学科教学似乎与信息技术关系更为密切,或者说它们之间的融合存在更大的需要和空间。从学科本身看,它们与信息技术具有内生性关系。但这些学科的教学模式主要表现为知识体系的教学、试验教学、探究性教学,信息技术在其中的应用也还是辅助性的。前面提到,信息技术的大数据监测、分析与相应的教育科学知识的结合,可以对学生的学习进行有效的诊断,发现和辨别学生学习存在的具体问题,甚至可以发现学生思维的认知障碍,提出有效的改进策略,但这仍然主要是既有认知领域的教学变革,很难说是引起学生综合素养培养所需要极力推进的诸如研究性学习、实践性学习等教学范式的根本变革。如果我们的教育体制机制没有实质性改革,特别是高考制度没有重大突破,以及我们的教师没有掌握创新人才培养模式,信息技术对学科教学的构造必然是有限的,至多是既有知识教育体系下的变革。当然,这仍然是就信息技术发展的目前水平而言的。信息技术的未来发展,对教学改革会产生新的影响。

  三、新一代信息技术对学科教学改革的逼迫与未来构造

  信息技术的教学应用可能性与信息技术自身的发展密切相关。信息技术的更新换代推动了教育技术应用的不断深入。特别是以人工智能为代表的新一代信息技术的发展,对教育教学已经或将要产生一些重大的触动,甚至产生革命性的影响。当然,这种影响主要是对教育带来的人才培养质量方面的冲击,对创新能力培养提出了挑战,同时也对教学形成一种逼迫和构造。

  信息技术的发展,特别是人工智能的发展,对教育教学的逼迫表现为两个方面。一是人工智能的发展逐渐在很大程度上代替了人的劳动,甚至将会较全面地取代人类工作,通常认为这种情况对人的创新能力培养提出了严重挑战,事实却并非完全如此。因为未能为人工智能所取代的少量工作毕竟由少数人承担,大部分人或许如《未来简史》作者所说的成为“无用阶级”。教育也因此没有太大的功利,教育教学内容和方式自然会发生相应的改变。这方面的逼迫可能不是主要的。二是人工智能的发展如果可以承担部分或很大部分的教学工作,必然会对教师的教学工作提出新的要求,逼迫教师改变教学方式,或者直接淘汰掉一般程序的教学工作。这方面的逼迫将会是主要的。

  同时,人工智能的发展对学习方式也形成了特定的构造。一种明显的趋势是,人工智能等信息技术的发展正在逐步构建以学习者为中心的学习方式。这个与人们热衷于讨论的未来学校建设密切相关。这种模式的特点很可能是构建起以学习者为中心的学习资源模式。现在强调的数字化校园建设也有这个趋向。这种模式突破了校园空间与学习时间的限制。这种想象对教师的角色可能有新的定位,具体表现为两种情况:一种是教师作为协作教学者出现,即主要的教学活动均有人工智能替代,教师承担一些人工智能尚无法取代的教学工作,如研究性教学以及德育、情感教育等活动。另一种情况是人工智能高度发展,几乎所有的教学活动、甚至是一般的研究性教学活动、德育活动或情感教育活动均由人工智能替代,而且学生也越来越适应与人工智能交往,教师主要从事问题生成性的研究性教学活动。而且,人工智能与脑科学研究、大数据分析相结合,对学习者的学习开展适时监测和数据分析,发现学习者的学习问题,提出相应的改进教学,实现精准教学。

  信息技术的未来发展程度决定了其对教育教学构造的可能性。只要人工智能未能发展出自我意识,它必定就是人类知识的输入,无法超越给定的规则和程序,无法创造性地思想[2],其因此对教育教学的影响将主要是部分替代教师的教学工作;但即便是部分替代,仍然对教师的教学提出新的要求,要求教师改变简单的知识传授式教学,更多地开展研究性教学。如果人工智能发展出自我意识,必将对人类教育产生颠覆性影响,甚至是毁灭性影响。

  从未来看,信息技术的发展对于教学来说,更多地将是构成一种逼迫,而非完全是两者的融合创新。两者融合创新的目的在于应用信息技术实现教育教学的改革,更好地提升育人质量,问题是要达到这个目标,并不一定要借助于信息技术的发展,或者说,更内在的要求在于改变现有的教育教学模式。因此,信息技术的发展对教学带来的更多是一种逼迫,在这种技术逼迫下,学科教学与信息技术需要实现必要的融合与创新。未来的融合创新主要表现为两个方面:一是教学适合信息技术新发展,更好地探索人机协同教学模式,更好地转向研究性教学。所谓人机协同教学,表明人工智能在教学中仍然处于辅助地位,教师占主导地位。而辅助性教学则表明有一种假定,即假定存在教师的部分程序化教学工作,并由人工智能所替代,但实际上现在还难以想象究竟如何替代。因为即便人工智能具有深度学习能力,能够很快模仿教师的教学,但这样的模仿明显不具有普遍性,很难因时因人调整学生的学习。因此,人工智能替代的部分教学仍然不具有完整性,只是一种教师主导下的片断式教学,故而人机协同教学特别需要教师的主体设计。二是充分利用好信息技术和脑科学研究成果,通过监测和数据分析,更好地发现学习者的学习问题,精准教学,满足学习者的学习需要。这种情况实际上并非取决于信息技术的发展,而主要取决于脑科学研究的进展。对当前而言,脑科学研究和信息技术发展都没有达到相当的高度,信息技术与学科教学的融合还是低水平的。

  参考文献:

  [1]海德格尔.演讲与论文集[M].孙周兴,译.北京:生活·读书·新知三联书店,2005:17.

作者简介

姓名:潘希武 工作单位:深圳市教育科学研究院

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