学校发展 Ｉ 兰 』人工智能时代背景下教＇Ｊ￣Ｂｇ教学应对 文／上海市复兴高级中学王欣磊 【摘要】人工智能时代背景下，教育将从知识教育走向智慧教育。教师的知识传输角色将逐步被人 工智能取代，教师将向激发学生的学习动机，培养宏观辨识与微观探析的素养、证据推理与模型认知的 素养、实验探究与创新意识的素养、科学精神与社会责任的素养等方向发展。基于此，教师应带领学生 在人工智能的课堂中体验智慧，发展学生的高阶思维能力。 【关键词】人工智能教师转型教学改革 自人工智能机器ＡｌｐｈａＧｏ战胜人类世界围棋冠 军以来，人工智能的话题一直热议不绝。有专家预言， 三十年之后，现在大多职业岗位，将由人工智能机器 领域作为重点试点领域。对此，传统教育必将受到巨 大冲击，教育教学将如何改革？教师又该如何应对教 育教学的变革？ 担任，低成本、高效率的智能机器人将让人类从重复 性、低创造性的工作中出来，人工智能的发展必 然是大势所趋。那么，人工智能的出现，究竟是会取 代教师，还是让教师变得更好？ 三、人工智能趋势下教师的转型 杰瑞·卡普在《人工智能时代》一书中指出，未 来人类的工作将会需要和他人建立情感联系、展现同 理心、制造美的物品，启发年轻人和激发有目标感的 活动，需要人类独有的技能参与其中的任务。可以预 见，在人工智能时代，教师知识传输的角色将逐步被 取代，教师将向激发学生的学习动机，培养学生的同 理心、意志力、创造力、个性化等角色发展。因此，教 师必须从教学目标、教学方式和改善教学生态等方向 进行转型。 一、何为人工智能 人工智能是什么？现在，很多人对人工智能的理 解依然十分浅显，认为人工智能就是语音识别、人脸 识别、无人驾驶这些技术。所谓人工智能，本质就是 互联网发展产生的大量数据基于互联网进行的最高 每秒十万亿次的运算。因此，与人工智能比记忆力、 运算能力等没有意义，就好比人和车比运动速度。人 工智能也和车一样，是由人类创造出来的，人工智能 没有的是人类的创造力。因此，未来人类要学习要 发展的应该是人工智能所做不到的，比如创新思维能 力、问题解决能力等。未来应该是人类和人工智能交 １．教学目标的转变 在人工智能的辅助下，教师不再充当知识传输者 的角色，教学不再以记得牢、算得快为主要目标来要 求学生，而是要带领学生体验智慧，发展高阶思维能 力，提高其问题解决能力、创新思维能力，从而培养学 生的情感、态度和价值观。在人工智能的助力下，教 育将从知识教育走向智慧教育、情感教育。 ２．教学方式的转变 传统教育更多注重的是知识的积累，而不是学 生的个性化发展。靠记忆和模仿的教育培养不出个 互协作的时代，人工智能将把人类从重复性的、低创 造力的劳动中出来，在人工智能协作下，我们将 有更多的时间与精力深度学习、体验与创造，享受美 好生活。 二、人工智能对传统教育的冲击 目前，我们处于弱人工智能时代，但人工智能在 教育教学中已经渐渐被广泛应用，如拍照搜题、自动 批改、英语流利说ＡＰＰ等。２０１７年７月，第四 次颁布了有关人工智能的发展战略规划，提出了《新 一性化、创新型人才，这样的教育模式在人工智能的发 展下将被加速淘汰。未来，学生不再需要单纯的记 忆、计算等低阶思维能力，这些依靠人工智能瞬息就 可做到。在人工智能的辅助下，学生将有更多的时间 代人工智能发展规划》，将人工智能的发展定为未 与精力进行深度学习，在体验式学习中获得知识的 迁移能力、解决实际问题的能力，从而提高创新思维 能力，发展高阶思维能力，培养同理心，从而得到个 ２３ 来十几年的重大战略，还特别指出要将教育、医疗等 ：ｊ Ｉ 一 学校发展 性化发展。因此，教师的教学方式不得不进行转变。． 下文试从高中化学学科的角度提供几条教学策略以 供参考。 （１）在教学中引入情境，让学生在情境中体验知 识获得的过程 情境结合生活，培养学生“宏观辨识与微观探析” 的能力。化学知识与生活经验是相互联系的，对宏观 物质辨识的能力是关键能力之一，将化学知识与生活 紧密联系能激发学生的学习兴趣。例如，在理解相似 相溶原理时可以通过联系生活经验来理解：衣服上 的油污水洗很难去除，用汽油或酒精却能轻易去除。 真实的情境更能激发学生的学习动机，促进学生主动 学习的积极性。从生活现象中辨析宏观物质，从反应 本质中培养微粒观，能促进学生对宏观辨识与微观探 析能力的发展。 情境结合推理，培养学生“证据推理与模型认知” 的能力。探究性课堂将学习任务融入到情境中，给予 学生一定的“证据”，在探宄过程中逐渐推理，促进学 生对知识的理解和运用。例如，在理解双水解时可以 通过让学生分析泡沫灭火器的工作原理来体验双水 解的反应过程与原理，并在证据推理过程中逐渐完善 对模型的认知。 情境结合实验，培养学生“实验探究与创新”的 能力。实验是化学教学的重要内容，情境化实验更能 让学生在解决实际问题中体验化学在生产、生活中的 重要性。例如，教师可以设计实验让学生鉴别厨房中 没有标签的调味罐中的小苏打、纯碱、食盐和蔗糖。 学生可以通过与醋反应观察气泡、测酸碱度、导电性 实验一一鉴别出来。探究性、创新性的化学实验能够 让学生在解决实际问题中体验知识的发生和发展过 程，促进学生认知能力和思维能力的发展；激发学生 的学习兴趣，强化学生的学习动机；认识知识本质， 运用所学知识解决实际问题。 （２）通过设计实验体验智慧，培养学生创新思维 能力 在学习化学平衡时，教师可以让学生设计实验探 究影响化学平衡移动的因素和移动原理；在学习晶 体的性质时，不是让学生死记硬背四大晶体的性质， 而是通过给出不同晶体的性质，让学生设计实验鉴别 晶体类型，在设计实验的过程中不仅能帮助学生深刻 记忆晶体性质，而且有利于学生的思维发展。 在学习卤代烃的性质时，教师可以通过对比卤化 氢、烷烃的结构，让学生设计实验探究卤代烃可能具 ２４ 有的性质。在设计实验提高有机反应的速率和程度 时，可以让学生联系化学反应速率和平衡的知识。 （３）通过教师的情感态度价值观影响学生，形成 “科学精神与社会责任” 形成具有社会责任感、可持续发展的理念是化 学学科培养的核心内容之一。高中化学中许多知识 点都渗透着正能量的社会责任感，如能量的充分利 用、绿色化学、实验尾气处理和化工生产的设计理念 等。 感受化学知识中科学精神和爱国主义情怀。如 碳酸钠“纯碱”俗名的由来，是范旭东在自主生产合 格的中国碱后，回想化学家付出的艰辛和辛酸，看见 这雪白、纯洁的产品，心里无比激动和喜悦。为使产 品区别于土法生产的口碱和进口的洋碱，故取名为 “纯碱”。一个简单的化学俗名蕴涵着历史事件与爱 国情怀，让学生感受到了化学俗名不是简单的记忆背 诵，而是有故事、有情怀的。 体会社会环境对工业生产的影响。例如，从索氏 制碱法到国人的侯氏制碱法是有历史背景的：抗战 爆发后，在天津的永利制碱厂迁往内地，原料氯化钠 价格激增，索氏制碱法的劣势凸显，从而形成了我国 独特的纯碱制备工艺——侯氏制碱法。教师在其中 扮演的就是跨学科知识的融合，让学生体会在不同社 会背景下，化学对工业生产的影响。 ３．教学生态的转变 在人工智能的背景下，学生化被动为主动，主动 进行知识的实践，同时，教师在教学生态中的主导作 用也得到了增强。教师从知识数据库出发通过本人 或学生传递知识，将“以学生为中心”和“以实践为根 本”的新教学模式取代“以教师为中心”“以知识为 根本”的缘由模式。在人工智能的时代背景下，教师 的劳动力需要改变，要求教师成为善于解决问题的解 决者，并形成良好的教师与学生、教师与数据库、学生 与数据库等多元交互的教学生态。※ 参考文献： 【１］《今日教育》编辑部．教育迎接人工智能时代 Ｕ】．今日教育，２０１７（７）． ｆ２】刘菊，毕华林．美国中学化学教材中情境创 设的分析与启示［『】．化学教育，２０１６，３７（３）． 『３金嘉康．美国教育技术未来发展趋势——人 ３］工智能（ＡＩ）研究和专家系统发展情况简介【ｌ１．外语 电化教学，１９９１，４０（２）．
