教育自動化的困境與出路

　日期：2024-08-20   來源：中國社會科學網-中國社會科學報

　　用自動化的機器替代工作場景中的人類是技術發展的重要方向。相比于人類，機器更加準確、高效，而且易于控制。自20世紀初，自動化工具逐步在各種生產場景中嶄露頭角，提升各種場景中的工作效率，大量教育學研究者也開始探索自動化工具輔助教育的可能。

　　教育自動化的

　　發展和障礙

　　1925年，俄亥俄州立大學的心理學家普雷西開展了關于自動教學機器的首次嘗試，而行為主義心理學的代表性人物斯金納1954年制作的教學機器被認為是這一系列探索的早期代表。斯金納的教學機器是一個盒狀的裝置，內部是紙質圓盤，圓盤上沿著半徑寫有習題，學生在一側的紙帶上作答，通過推動撥桿，機器會顯示正確答案。

　　此后近70年中，教育自動化工具不斷發展。早期自動化工具以視聽技術為基礎，例如，通過教學影片開展不需要教師在場的教學。隨著計算機技術的出現，教學程序以二進制的形式被寫入計算機中并呈現給學習者。這一階段，計算機輔助教學的理念逐步流行起來，自動化教學的形式也不再局限于單純的重復練習，學習者可以在教師設定的學習路徑上自主瀏覽各種形態的教學資源，完成練習。例如，排課系統、組卷系統、自動批改系統等自動化工具也進入了真實課堂。

　　20世紀末，研究者們開始考慮一種全新形態的自動化技術教育應用——人工智能。是否有可能讓計算機擁有人類專家教師的教學知識以及決策能力？在這一愿景下，人機交互變得更加接近人人交互，例如Autotutor等系統可以通過自然語言與學習者對話，講授知識。計算機擁有的教學知識也變得更加豐富，目前許多系統可以對學習者的當前認知狀態進行診斷，并有針對性地給出教學干預的建議。在以ChatGPT為代表的生成式人工智能出現以后，計算機的智能性得到進一步的加強，“因材施教”也由此從一個文獻中的古老理念逐漸轉變為一種可以基于技術實現的未來。

　　20世紀60年代，時任美國教育傳播與技術協會主席的費恩發表了以“教育和自動化”為題的系列文章，闡述了關于使用視聽技術緩解美國教師短缺問題的設想。彼時費恩認為，教育領域應當借鑒工業自動化成功的經驗解決教育中人力匱乏的種種問題。他雖然承認教育的自動化進程滯后于當時的工業自動化進程，但是對教育自動化的未來持樂觀的態度，認為20世紀60年代末就能實現“課堂中將充斥著教學機器，教室將變得自動化”的教學。

　　然而，時至今日，這樣的教學仍只存在于理論之中，似乎自動化技術越是發展，教育場景的自動化水平與工業場景的自動化水平差距就越大。事實上，諸如“教育信息化最后一公里”這樣的表述也是教育自動化難題的一種現實表達——無論如何建設校園的信息化硬件水平，教師始終不愿意接納自動化工具。同時，這一難題也表現在教學自動化工具研究與實踐的斷裂上——在研究中，我們能看到許多性能優異、高度自動化的教學工具，但是在現實教學中，代表著最高程度自動化水平的教學應用仍是PPT和白板。

　　教育自動化的

　　控制、信任和責任問題

　　為何教育教學場景的自動化進程始終難以開展呢？首先，教育教學工作高度復雜的任務情境是重要的原因。與追求標準化生產的流水線不同，教學的場景中充斥著非標準化的、需要在情境中尋找解決方案的任務（例如輔導千差萬別的后進生），這意味著新的自動化技術走出實驗室需要經過大量課堂實踐的檢驗。其次，與流水線不同，教學任務天然地要求人類的在場。從學的角度出發，教學的產出是學生認知的改變，沒有一種生產能夠將產品本身排除出去。從教的角度出發，教育本身不僅追求內容信息的傳遞，也肩負著完成人的社會化的職能，與機器相比，教師是傳遞社會信息更合法的中介。

　　回到教學的現實，從具體的自動化工具的應用來看，高度自動化的工具也并不受教師或學生的歡迎，其原因可以歸于控制、信任和責任這三個因素。

　　首先是控制問題。在自動化教育應用仍不成熟的當下，自動化教育應用往往會因為對復雜的教育情境“水土不服”而在運行中產生許多錯誤，因此需要教師參與控制。同時，個體失去對任務的控制將極大地降低其參與任務的意愿。有的老師這樣描述自己使用自動化教學工具的體驗：“學生戴上耳機，開始看視頻課程……我該干什么？……我站在教室里，但是沒有學生需要我。”

　　其次是信任問題。信任問題可以看作控制問題的一種延伸，對教師來說，自動化教學工具就像是黑盒，其決策和反饋充滿不可解釋性。同時，雖然從數據上來看自動化工具比簡單的教具更可靠，但因其結構的復雜性，高度自動化的工具一旦出現問題，常常不是教師自己可以解決的。例如，在紙質考試中，試卷頁中出現的空頁、洇墨等問題可以由監考教師現場解決。但是，在大規模機考中，設備出現問題的考生可能只能重新參加測試。

　　最后是責任的問題。自動化教育系統只是工具，但是教學質量的責任人依然是教師。高度自動化的工具就像黑盒，但是教師又需要為其決策負責。例如，一些工具能個性化診斷學生知識弱點，針對性地提供練習。如果使用了一段時間后學生的成績下降了，教師在多大程度上愿意面對家長的質問？

　　人機協同的教育自動化

　　解決方案

　　從以上的分析中可以得到這樣一個結論：在教育場景中，自動化程度的提升是“過猶不及”的，或者說需要一種對“自動化”的全新認識。與工業生產不同，在教育教學中越是追求用機器替代人的工作，所面臨的副作用就越多。教育教學的“生產力”與采用的技術性能間似乎也不存在必然的相關性。

　　在探討自動化機器如何賦能教育的問題上，應當重拾教師和學生的主體地位，以人機協同的思路來尋找更合適的解決方案。人機協同在自動化領域出現的邏輯，在于當前自動化技術的發展并不足以支持完全自動化的機器的出現，而是需要在實際操作中由人類操作者與機器一起完成任務。合理的人機協同模式關注分工與動機。在分工問題上，教師與機器應當各自執行其擅長的任務，例如，機器可以負責收集、研判全局的教學信息，并交由教師來開展實際的教學干預。在動機問題上，應當確保教師有較好的“合作體驗”，即保證教師必要的主導合作的權限，同時提升機器決策和行動的透明度，讓教師能理解“機器同事”的行為方式。在此基礎上，上文提到的所有問題都將得到不同程度的解決。

　　因此，當前教育教學場景中許多看似是“技術問題”的問題，實則是“協同模式”的問題。在未來很長的一段時間內，技術本身的不成熟不會是自動化工具難以應用到教學中的主要原因，教學與技術的結合需要的是合理的人機協同與交互機制。

　　（作者系北京大學教育學院博士后）