別敦榮 | AI 技術應用于大學教育教學的理論闡釋
摘 要：AI 技術是推動大學教育教學發(fā)展的新的重大變量。在大學教育教學場景中技術賦能教育分別經(jīng)歷了教育教學資源的數(shù)字化、信息采集的數(shù)字化和教育教學的智能化等三個過程的迭代更新。從教育技術的發(fā)展歷程來看，不同的教育技術對大學教育教學依次發(fā)揮著輔助作用、協(xié)同作用和融合作用。當下，AI 技術正在以“合作者”的身份進入高等教育場域， 在變革大學教育教學要素的同時，也在重構整個大學教育教學生態(tài)。面對AI 技術應用于大學教育教學所引發(fā)的機遇和挑戰(zhàn)，教師應積極學習和掌握AI 教育技術，發(fā)展培養(yǎng)學生高階能力和素質的教育教學方法；學生應主動學習AI 教育技術，以獲得針對性的服務和幫助， 實現(xiàn)自身的個性化學習。
關鍵詞：教育數(shù)字化；大學教育教學；AI 技術；AI 大模型；AI 賦能
在2024 年4 月的第61 屆高等教育博覽會（以下簡稱“高博會”）上，有眾多教育技術單位和企業(yè)參展，現(xiàn)場展示的基于AI（Artificial Intelligence，人工智能）技術的教育教學軟硬件設施裝備讓人應接不暇。AI 技術應用于教育教學，尤其是高等教育，似已成不可逆轉之勢。但就整體情況而言，雖然不能說沒有重視AI 技術的應用潛力和前景，但是實際上，除個別大學在嘗試將AI 技術融入教育教學和管理，部分教師、學生個人應用生成式AI 大模型外，AI 技術在大學教育教學中的應用主要還處于觀望或猶豫階段。2022 年11 月，ChatGPT 發(fā)布后，國內外關于大學生使用ChatGPT 可能帶來學術造假等學術不端行為的輿論轟動一時，令我國有關教育管理部門和大學對應用生成式AI 大模型于教育教學持非常謹慎的態(tài)度，即便在我國自主研發(fā)的成式AI 大模型發(fā)布后，情形也未見明顯改變。客觀地講，AI 技術應用于大學教育教學的軟硬件系統(tǒng)研發(fā)雖然取得了長足的進步，但是還有很多理論和技術問題沒有得到解決，這也給大學在教育教學場景中應用AI 技術帶來了困難。因此，對大學教育教學應用AI 技術的理論和實踐問題開展研究，不僅有助于揭示以AI 技術為代表的高新科技支持高等教育發(fā)展的本質與深層邏輯，而且有助于解答大學應用AI 技術于教育教學可能引發(fā)的各種技術、道德和倫理風險等問題，助力AI 技術更好地賦能新時代高等教育發(fā)展。
一 、AI 技術是影響大學教育教學發(fā)展的重大變量
就教育技術而言，大學在很長一段時期曾經(jīng)主要采用電化技術輔助教學，各大學都設有電化教育中心，負責推廣和使用相關教育教學技術。在計算機和互聯(lián)網(wǎng)得到發(fā)展后，傳統(tǒng)的電化教育中心逐漸被現(xiàn)代教育技術中心所取代，大學教育教學技術也逐漸轉變?yōu)橐杂嬎銠C和互聯(lián)網(wǎng)技術為主的發(fā)展階段。此后，隨著大數(shù)據(jù)和數(shù)字化技術在大學教育教學中的應用，大學教育教學形態(tài)開始發(fā)生重要改變；在生成式AI 大模型發(fā)布后，大學教育教學技術取得了革命性進步，建構基于AI 技術的教育教學新生態(tài)呼之欲出。
根據(jù)教育技術的性質，教育技術發(fā)展大致可以劃分為五個階段：一是“無技術”階段，即教育教學沒有可以依靠的技術或工具，完全憑借教師講、學生聽和記來達到教育教學目的。二是黑板+粉筆技術階段，教師不再單純依靠講授，而是可以通過板書向學生呈現(xiàn)教育教學內容和要求，學生接收信息和知識的渠道得到了豐富，可以通過視覺直觀地學習有關教學內容。三是電化教育技術階段，即通過投影、廣播電視等技術以更生動形象的方式將必要的場景和圖像等教育教學資料呈現(xiàn)給學生，讓他們看到與書本和板書不一樣的材料。四是計算機輔助教學技術階段，即通過計算機軟件的應用，師生可以在電腦上完成相關教學任務，而不必在書本和紙張上書寫、繪圖和設計；另外還可以開展計算機模擬實際工業(yè)控制和生產過程等教學活動。計算機輔助教學技術已經(jīng)展現(xiàn)了與此前教育技術不同的一面，它不再只是為教學提供一種呈現(xiàn)方式和比較單純的效率工具，而是可以支持師生通過使用電腦完成教學工作任務。五是數(shù)字技術階段，這是一種發(fā)展變化相對迅速、在幾年甚至更短的時間便完成更新迭代的教育技術。通過數(shù)字和智能技術與高等教育的結合，為師生創(chuàng)設一種全新的教育教學情境，提供更先進的教育教學技術，使師生能在虛擬與現(xiàn)實交織的空間完成教育教學任務。數(shù)字和智能技術不僅變化更新快，而且還遠沒有定型。至于它究竟還有多大發(fā)展空間，即便AI 技術專家如今也較難說清楚。
數(shù)字和智能技術與高等教育的結合不僅形式多種多樣，而且由于數(shù)字和智能技術迭代更新快，它影響高等教育的深度和廣度也在不斷拓展。從數(shù)字和智能技術與高等教育結合還不太長的時間來看，它已實現(xiàn)了至少三次迭代更新：第一次是現(xiàn)有教育教學資源的數(shù)字化，即把文本、音像、圖片等教育教學資料轉化成為數(shù)字資源，包括慕課、各種線上課程資源開發(fā)等，以便于師生在網(wǎng)絡上學習、點擊、查詢、備案等。教育教學資源的數(shù)字化使師生查詢和搜索教學資料和相關信息便利快捷，對師生節(jié)約時間、提高教學效率非常有幫助。第二次是信息采集的數(shù)字化，即通過各種實時和非實時信息采集工具，獲得多種多樣的音視頻數(shù)據(jù)，以此為教育教學研究、管理和決策服務。另外，它通過提供實時同步線上課程教學，使大學教育教學形態(tài)開始發(fā)生重要改變，師生可以在現(xiàn)實教學情境之外，選擇線上教學，或者開展線上線下混合式教學。從2020 年春季學期開始，線上教學的應用發(fā)揮了重要的作用。第三次是教育教學的智能化，即在大數(shù)據(jù)技術、生成式AI 大模型得到應用后，高等教育迎來了一次前所未有的新挑戰(zhàn)。數(shù)字技術走向智能化不僅是數(shù)字技術的革命，而且很可能帶來教育教學的真正革命。生成式AI 大模型的發(fā)布和應用在全球高等教育領域引起巨大反響，我國產業(yè)界抓住機遇，研制和開發(fā)了許多生成式AI 大模型。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)已發(fā)布的AI 大模型約100 多種，還有很多自用、專用和尚未發(fā)布的AI 大模型。與此同時，應用于大學教育教學的AI 大模型和相關軟硬件設施也得到了重視，第61 屆“高博會” 現(xiàn)場展示的很多產品受到大學觀眾青睞，便可見一斑。
數(shù)字技術的智能化是教育技術一次新的革命。這次革命與以往教育技術的變革有本質不同，在智能化技術出現(xiàn)之前，所有教育技術，包括教育教學資源的數(shù)字化和信息采集的數(shù)字化以及線上課程開發(fā)技術等，主要解決教育教學資源的呈現(xiàn)方式多樣化、存儲數(shù)據(jù)的巨量化和長期化、獲取方式的快捷化和使用的便利化問題，教育技術本身沒有學習能力，更不具有人的智慧能力。換句話說，非智能化教育技術給予師生教育教學資源和課程開發(fā)上的幫助并不改變資源和課程的形態(tài)與性質，它們所發(fā)揮的作用主要是工具性的。工具的進步可以提高教育教學效率，增強教育教學的可接受性，擴大教育教學的受眾面，增加師生教育教學互動的信息量和信息傳輸方式。教育技術的智能化意味著基于AI 技術的教育教學設施裝備能獲得人所具有的部分認知能力，甚至包括態(tài)度和情感素養(yǎng)，當這樣的技術應用于大學教育教學的時候，師生所面對的教育教學問題將是前所未有的。學生在大學教育教學過程中所得到的發(fā)展，包括認知能力提高、態(tài)度的養(yǎng)成和情感的培育等可以通過基于AI 技術的教育教學設施裝備來實現(xiàn)。這就是說，智能化的教育技術不只具有工具性價值，它還具有本質性價值，即基于AI 技術的教育設施裝備可極大地壓縮學生學習基礎知識所需要的時間，減少學生記憶、理解和一般應用等所需花費的精力，而使大學教育教學將更多的時間用于發(fā)展學生的高階能力和素養(yǎng)。如此一來，大學教育教學的目的不僅需要調整，而且整個大學教育教學生態(tài)將發(fā)生根本性變化。
二 、大學教育教學與AI 技術融合的理論基礎
技術是為教育教學服務的，如今已成為人們對教育技術的共識。事實上，在ChatGPT 面世以前，教育技術確實發(fā)揮著服務教育教學的作用，而且相關教育學理論對教育技術也是這樣界定的，即運用各種技術手段和方法優(yōu)化教育教學過程，提高教學效果，實現(xiàn)特定的教學目標。這也就決定了在教育教學過程中，教育技術手段主要是教學效果的支持因素，通過支持教育教學過程而發(fā)揮作用。在教育學理論中，教學過程是指教師根據(jù)一定社會要求和學生身心發(fā)展特點，借助一定的教學條件，指導學生通過學習知識從而認識客觀世界，并在此基礎上發(fā)展自身的過程。教師、學生和教學內容（知識）是教學過程的三個基本要素。在教師借助知識促進學生發(fā)展、學生接受知識實現(xiàn)自身發(fā)展的時候，教育技術可以為教師教授知識、學生學習知識提供一定的支持或幫助，以達到提高教學效率和效果的目的。可以說，在教育技術實現(xiàn)智能化之前，所有教育技術的作用都是相同或相似的，它們的差異主要表現(xiàn)在知識的呈現(xiàn)、存儲、作用以及獲取方式的不同。當然，不可否認，不同教育技術作用的大小存在顯著差別，先進的教育技術還可能取代陳舊的教育技術。但基于AI 的教育技術與其他教育技術不同，它的性質、作用方式及作用本身都有著鮮明的特點。
更高效率和更好效果是教育教學工作孜孜以求的目標。為此，教育技術的更新發(fā)展獲得了不竭的動力。在數(shù)千年教育發(fā)展史上，尤其在現(xiàn)代科學技術的進步中，教育技術迭代更新加快，為教育教學工作提供了更有力的支持。從作用看，不同的教育技術對大學教育教學大致發(fā)揮了三種相互關聯(lián)但又存在顯著差異的作用，即輔助作用、協(xié)同作用和融合作用。也可以說，三種作用分別對應于三類教育技術，即在計算機技術應用于教育教學之前，教育技術主要發(fā)揮輔助作用；計算機技術應用于教育教學，主要發(fā)揮協(xié)同作用，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術得到應用后協(xié)同作用愈加顯著；AI 技術應用于教育教學，比如，生成式AI 大模型的應用則使教育技術的作用又上升到了一個新高度，這就是融合作用。
就輔助作用而言，教育技術在大學教育教學中主要被作為工具而使用，比如，粉筆被師生用于板書，幻燈被師生用于展示圖片或其他資料，錄音機被師生用于錄制或播放教學材料，等等。被作為工具的教育技術，要么是一種純粹的技術手段，比如，黑板和粉筆，它們本身不帶有教育教學元素，在沒有被使用之前也未承載教育教學信息；要么是承載教學資料信息的技術手段，比如，錄音機、磁帶等設備，主要發(fā)揮存儲教學資料被師生需要時使用的作用。廣播電視技術作為教育技術與其他教育技術有所不同，主要發(fā)揮遠程播報作用，以便于處在不同時空的師生有機會學習相關教育教學資源，當然，也包括讓更多人學習有關課程和教學資料。如果拋開其遠程性和覆蓋面廣的特性不談，廣播電視技術本質上主要是一種信息傳播手段，與同時期或更早時期其他教育技術的作用具有相似性。
就發(fā)揮協(xié)同作用的教育技術而言，它們超越前一類教育技術，嵌入教育教學過程，不僅使大學教育教學具有更大能量，而且還能規(guī)范教學過程，并直接影響教學質量。從計算機輔助教育設計開始，教育技術不再只具有純工具的意義，它以各種設計軟件或系統(tǒng)使傳統(tǒng)的機械設計、制造和其他相關專業(yè)教學改變了形態(tài)，計算機設計和控制思維既是師生必須學習掌握的認知能力，又是師生教學不可缺少的、具有進步意義的“新工具”。之所以說它是新工具，是因為它不像其他教育技術是一種外在于教學過程的輔助手段，它們已經(jīng)是一種內嵌于教學過程，且在師生教育教學過程中助力學生發(fā)展基于新技術的認知能力和素養(yǎng)的教育力量。隨著多媒體技術和大數(shù)據(jù)技術的應用，新一代教育技術的作用越來越普遍且重要，它不僅作用于教學過程，而且對大學運行和治理也能發(fā)揮重要影響。
生成式AI 大模型應用于教育教學顛覆了人們對此前所有教育技術作用的認知。與發(fā)揮輔助和協(xié)同作用的教育技術相比，生成式AI 大模型不僅具有一般教育技術的工具性，而且具有計算機和大數(shù)據(jù)技術的內嵌性，還具有這些教育技術所不具有的強大的認知能力和自我學習功能。正因為如此，它能與大學教育教學過程融合，成為師生教與學的同步行動者。它既能助力師生更有效地完成既定的教與學任務，又能為師生開拓新的教育教學空間，甚至還能代替師生開展教與學的部分活動。生成式AI 大模型與其說是一種基于AI 的技術，不如說是一種基于信息科學技術、生物科學技術、學習科學技術和人類文化科學技術知識存儲等所構成的具有復雜學習能力的系統(tǒng)。所以，生成式AI 大模型既是一個博大的人類知識寶庫，又是一個能幫助師生解決各種教育教學問題的“合作者”，還是一個自覺的學習者。它不僅具有人的一些高階認知能力，包括超快的信息搜索能力、綜合的資料整理能力、規(guī)范的邏輯表達能力和準確的語言應用能力，而且它自身還具有運用多種表現(xiàn)手法與技術的能力。這種AI 技術對大學教育教學的影響是革命性的，毫不夸張地說，隨著AI 技術的逐漸成熟，以及在大學教學中廣泛的應用，有必要對大學教育教學的概念給予重新定義，包括其內涵、外延以及教育教學過程構成基本要素及其作用等都需要重新認識。比如，生成式AI 大模型發(fā)布時間僅一年多，影響教育教學的潛能已經(jīng)為人所驚嘆。隨著AI 大模型技術發(fā)展越來越成熟，其智能化學習能力越來越強大，作用越來越精準，未來很可能成為大學教育教學過程中除師生兩大主體之外，能夠發(fā)揮主體作用的第三主體，即所謂的機器人教師或學生學習的“伴讀者”。第三主體的出現(xiàn)將重塑大學教育教學過程主體關系，同時也將引發(fā)大學教育教學理論創(chuàng)新發(fā)展。
從生成式AI 大模型的初步應用情況看，有必要對大學教學理論基礎進行再認識。比如，在生成式AI 大模型出現(xiàn)之前，大學教學的主要任務之一是教給學生基礎理論知識，以及學習基礎理論知識的方法，包括文獻檢索、整理、分析和表達能力等。教師為了給學生打下扎實的基礎理論功底，在教學上將大多數(shù)時間用于向學生傳授基礎理論知識，同時要求學生將大部分學習時間用于學習基礎理論知識，因此，大學教學表現(xiàn)為一個由少到多、由淺入深、由簡到繁、由泛到專的基礎知識教學過程。只有基礎理論知識積累到一定程度，學生才能進入更高階的專業(yè)學習。然而，生成式AI 大模型在大學教學中的應用必然對學生學習基礎理論知識的量和需要花費的時間提出挑戰(zhàn)，即學生可能不需要將那么多寶貴的時間用于學習和掌握基礎理論知識，更不需要完全靠自己去搜索有關知識，生成式AI 大模型能高效率高質量地賦能學生學習，助力他們在很短時間涉獵人類古今所發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的有關基礎理論知識。再如，大學教學的傳統(tǒng)任務之一是在培養(yǎng)學生低階認知能力基礎上再發(fā)展他們的高階認知能力，而生成式AI 大模型已經(jīng)具備人所具有的一些高階認知能力，它作為師生教學的合作者和行動者參與教學過程。在這樣的情境下，大學教學培養(yǎng)學生認知能力的目標需要進行調整和改革，學生認知能力發(fā)展的基本邏輯也需要改變。總之，AI 技術與大學教學的融合不可避免地帶來大學教學的“涅槃”，這是其他教育技術不可企及的。
應該看到，AI 技術應用于大學教育教學還處于初步試驗探索中，其發(fā)展?jié)摿h遠沒有得到開發(fā)和展現(xiàn)。有人預計AI 技術與大學教育教學的融合將重構大學教育教學生態(tài)，這不是危言聳聽，而是需要予以高度重視。
三 、大學師生應積極學習和應用AI 技術
面對AI 技術帶來的挑戰(zhàn)和機遇，大學教育教學應該有大作為，而且必須有大作為。筆者曾經(jīng)在第61 屆“高博會”舉辦的“數(shù)字化與大學教學創(chuàng)新改革學術論壇”演講中談到，如果我國大學不能對數(shù)字化挑戰(zhàn)采取有效的應對措施，我國高等教育很可能會輸在數(shù)字化競爭的起跑線上；如果我國大學學者不研究數(shù)字化與高等教育，就會跟不上時代的步伐而停留在過去；如果我國大學不積極響應數(shù)字化，這樣的大學可能是落后的大學；如果我國大學教師不學習數(shù)字化，不能在教學中應用數(shù)字化技術，這樣的教師可能是“歷史老師”，而不是面向未來教育的老師；如果我國大學生在學習中不能有效地利用數(shù)字化技術和AI 技術，未來走向社會可能會是落伍者。有人對這段話表達的思想表示贊同，也有人不認同“歷史老師”的表述，似乎這一比喻有歧視歷史學科教師的嫌疑。這里筆者想表達的是，跟不上AI 技術發(fā)展的步伐，不擁抱以生成式AI 大模型為代表的AI 教育技術，我國高等教育、大學、教師和學生無疑都將會是時代的落伍者。
人類已經(jīng)進入AI 時代，AI 技術已經(jīng)對各行各業(yè)和社會生活產生重大影響，并將對經(jīng)濟社會發(fā)展進步發(fā)揮更大作用。AI 技術已經(jīng)進入大學，從其對教育教學所產生的影響來看，必將引發(fā)課程教學的深刻革命，決定高等教育高質量發(fā)展進度、廣度和深度，從而決定教育強國建設的成敗。教育部組織研制編寫的《無限的可能——世界高等教育數(shù)字化發(fā)展報告》以“無限的可能”為題，筆者認為富有深意和啟發(fā)性，因為AI 技術發(fā)展在帶來嚴峻挑戰(zhàn)的同時，也將為高等教育創(chuàng)造無限的發(fā)展空間。
面對AI 技術為高等教育發(fā)展帶來的機遇和挑戰(zhàn)，我國大學做好準備了嗎？如果從相關政策文件、領導講話和各種報告來看，答案是肯定的。但如果考察大學教育教學實際情況，答案可能不會太令人樂觀。之所以會出現(xiàn)這樣的落差，一個重要原因可能是推動相關工作的“雷聲大”，而大學層面采取措施的“雨點小”，到了教育教學的實際工作中則行動少。尤其是大學課堂教學，雖然有慕課、線上教學與答疑、虛擬實驗等有關教學活動，但在課堂教學中，師生的教與學、相關教學支持與服務等基本上還是傳統(tǒng)的。筆者作為評估專家，參加了部分大學本科教育教學審核評估，從對課堂教學的考察情況來看，大多數(shù)師生的教與學幾乎與AI 技術無關，這不是一個積極的現(xiàn)象。大學師生是高等教育事業(yè)內核的能動力量，廣大師生只有重視并使用AI 教育技術，高等教育的發(fā)展前景才能是光明的。
就教師而言，只有主動求變才能有效適應時代挑戰(zhàn)。面對AI 教育技術的重大變革，教師應當持積極歡迎態(tài)度，在教學過程中主動開展新技術的學習和嘗試，根據(jù)使用情況與效果不斷改進和完善自己的教學。與以往其他教育技術不同，AI 教育技術不僅影響教育教學內容與方法，而且將深刻地影響教師的教學行為，甚至可能影響教師的職業(yè)前途。AI 教育技術對教師的最大挑戰(zhàn)在于基于AI 技術的教育教學設施裝備可能代替教師完成許多教學工作，包括教學計劃制訂、知識傳授、作業(yè)輔導、答疑解惑、學習評價等。盡管生成式AI 大模型在履行教師職責方面的表現(xiàn)還很不成熟，但它所展現(xiàn)出來的發(fā)展?jié)摿εc前景仍非常令人期待。回避和排斥沒有出路，大學教師只能直面AI 教育技術挑戰(zhàn)，積極投身這場教育教學技術革命，主動應變轉型，成為能夠駕馭AI 教育技術的新型教師。轉型的第一步是學習和掌握AI 教育技術。教師應加強學習，鍛煉基于AI 技術的教育教學設施裝備操控能力，主動應用AI 教育技術于教育教學活動，并指導學生利用相關教育技術于學習，學會與機器人教師和學生的“伴讀者”共事，以開發(fā)和形成基于AI 技術的教育教學過程。第二步是發(fā)展培養(yǎng)學生高階能力和素質的教育教學方法。AI 教育技術應用于教學過程后，學生比較低階的能力和素質培養(yǎng)工作可能由機器人教師所替代，且教育教學效率和質量可能更高、更可控、更有保障，因此，教師必須具備一些新的能力，掌握一些新的方法，這就是培養(yǎng)學生高階能力和素質的方法。教師應當未雨綢繆， 抓緊學習有關高等教育理論和大學教學原理與方法，明確學生高階能力和素質的內涵要求，掌握培養(yǎng)這些能力和素質的方法。惟其如此， 教師方能跟上AI 時代的腳步。
就學生而言，AI 教育技術的應用是最大的利好。AI 技術賦予教育教學設施裝備超強的人類認知能力，包括快速迭代的學習能力，這是AI 教育技術不同于其他教育技術的地方。用一句通俗的話講，有了AI 教育技術，學生的學習就像插上了翅膀，能飛得更高、飛得更遠。AI 教育技術對所有學生是公平的，不論資質卓越還是平庸，學生都可以利用AI 教育技術開展個性化學習，從而學得更有質量，使自身得以更好的發(fā)展。生成式AI 大模型發(fā)布后，世界上越來越多的大學在允許學生加以利用的同時，對可能出現(xiàn)的弄虛作假、舞弊等學術不端行為加以引導和規(guī)范，學生的學習得到生成式AI 大模型加持，他們在AI 學習技術應用方面已經(jīng)走到前面。有調查顯示，我國大學部分學生自發(fā)地嘗試在學習中使用生成式AI 大模型，使其為自己的學習賦能，這是積極的學習態(tài)度和行動。AI 教育技術對大學生學習的影響也是革命性的，基于AI 技術的教育教學設施裝備將成為大學生學習不可缺少的伙伴，它的作用不僅僅限于工具性，而將重構學生學習場景、學習方式、學習風格等，使學生學習更具多樣性、更加個性化。此外，由于基于AI 技術的教育教學設施裝備具有強大的學習能力，它可能在學生使用過程中熟悉學生學習習慣，掌握學生學習需求與特點，為學生提供更具針對性的服務和幫助，從而成為學生“專屬的伴讀者”。為此，學生應當學習必要的AI 技術，尤其是與教育教學有關的AI 技術，不做AI 技術的盲從者，而是做掌控自己學習的主宰者，做自己學習的主人。
（參考文獻略）
作 者：別敦榮，廈門大學高等教育發(fā)展研究中心教授、教育研究院院長，中國高等教育學會學術發(fā)展咨詢委員會委員
原 載：《中國大學教學》2024年第5期
