智能时代人机协同学习的价值意涵与实践进路

人机协同学习是一种适应智能时代发展趋势的新型学习范式，对于促进学习方式变革和终身学习具有重要价值。人机协同学习以学习者、教师和智能技术系统的交互协作为手段，以虚实融合环境为场景，实现人与机器优势互补、群智共生、协同共进。其主要特征是学习目标的整合融通、学习内容的个性生成、学习主体的交互协作、学习情境的多维开放、学习评价的全面精准。在实践中可以通过建构适合多元场景的人机协同学习实践模式、提升教师和学习者的人机协同实施能力、警惕和防范各种可能的实践风险等路径实现人机协同学习的良性发展。

人工智能；人机协同学习；人机共生

张磊.智能时代人机协同学习的价值意涵与实践进路[J].教学与管理，2024（28）：6-11.

随着互联网、大数据、人工智能等数字技术的迭代升级和集成式涌现，人类社会逐渐从信息时代过渡到智能时代。智能技术在教育领域中日益发挥出重要作用，从数字平台搭建、资源共建共享、智慧管理服务到技术赋能教师提升教学效率、变革学习方式等，智能技术正在深刻地改变着教育系统。ChatGPT、GPT-4等人工智能大模型的发展为智能时代人机协同学习打开了更大的想象空间。人类智能与机器智能的协同共生有助于提高学习效能，激发出更大的创造潜力。本文将对智能时代人机协同学习的价值意涵与实践进路进行探讨，以期为合理有效地实施人机协同学习提供助力。

一、智能时代人机协同学习的价值意义

智能时代是一个深度数字化、万物互联化和全面智能化的时代，整个社会呈现出跨界融合、人机协同、虚实交互的发展趋势。在生成式人工智能迭代升级的背景下，人机协同学习将成为个体适应社会发展、教育方式变革和终身发展的重要支撑，全面认识人机协同学习的价值对于推进人机协同学习实践具有重要意义。

1.人机协同学习是适应智能时代发展的必然要求

人机协同是一种将人类和机器结合起来，发挥各自优势，共同完成复杂任务的思想。人机协同的思想源于工业时代，人类通过操作机器来提高生产效率。随着计算机和人工智能的发展，机器能够为人类的思维、感知和决策提供更多支持，甚至能够模拟专家的推理和判断。近年来，人工智能技术的智能化程度日益提高，它不再仅仅是被动执行人类指令的客体工具，而具有了更多的主体性、主动性和创造性，呈现出深度学习、自主操控、跨界融合、人机协同等新特征。智能机器不仅可以自主学习进化、自动评估决策、与人类自然交互协作，而且具备了创造生成知识内容的能力。人机协同进入了一个新的阶段，人类与智能机器之间更加注重交互和协作，形成了一种相互学习、相互促进、共同发展的融合关系。智能时代人类与智能机器协同共进将是未来主流的生产与服务方式[1]。在此背景下，培养学习者的人机协同学习意识和能力，充分发挥人类与智能机器各自的潜能和优势，共同完成任务、创新创造、成长进化，成为适应智能时代发展的必然要求。通过人机协同学习，可以培养学习者的信息素养、数字素养、媒介素养，促进沟通合作、创新思维等多方面能力的发展，更好地适应智能时代人机协作、人机共生的社会发展趋势。

2.人机协同学习是智能教育学习方式变革的现实要求

智能教育是随着新一代人工智能技术发展而产生的一种新型教育形态。我国《新一代人工智能发展规划》明确提出“智能教育”概念，要求“构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系”。智能教育是教育数字化发展的高级形态，它充分利用物联网、大数据、人工智能等技术，重构和重塑教育流程、结构、生态，提供精准化、个性化的教育服务。智能教育不仅提供了更丰富的学习资源和工具，还提供了更多样的学习场景和方式，使得学习更加自主化、多元化、开放化。在智能教育中，以人工智能技术为代表的智能机器融入教学和学习的全流程，与学习者、教师共同构成了人机协同学习共生体，为学习方式变革创造了现实条件。学习者不仅可以与教师、同伴进行交流和合作，还能够与智能系统、智能设备等进行交互和协作，在人类与机器、精神与物质、线下与线上、现实与虚拟等交互混融的多维场景中进行多模态学习。因此，探索人机协同学习的模式和策略是智能教育背景下推进交互式、混合式学习方式变革的现实要求，有助于学习者充分利用智能教育所提供的机会和优势，获得更加个性化、多样化的学习体验。

3.人机协同学习是适应智能时代终身学习的必要准备

智能时代是一个知识爆炸、快速变化、充满挑战的时代，要求每个人都能持续更新自己的知识和技能，以适应社会发展和职业变化的需要。终身学习是智能时代每个人都必须具备的核心素养。终身学习不仅包括在正式教育阶段进行的系统性学习，还包括在非正式教育场景中进行的自主性、情境性、社会性学习。人机协同学习对于终身学习的重要意义在于它能够为学习者提供个性化、全时空、交互式的学习体验，满足不同人群的学习需求，达到“人人皆学、处处能学、时时可学”的境界。其意义主要体现在三个方面：一是通过智能技术手段可以精准识别学习者状态，实现学习目标、内容、活动的个性化定制，满足不同学习者的需求和偏好，并利用智能机器的对话、反馈和指导功能，增强学习的自适应性。二是打破时空限制，拓展学习资源和渠道。学习者可以借助智能机器的存储和检索能力，随时随地访问和利用各类学习资源；利用智能分析、整合和推送功能，快速获取和理解所需内容，提升学习效率。三是促进学习者的自主学习和协同发展。依托智能技术系统，学习者能够与智能机器及教师、伙伴交流协作、探索创新，建立更广泛、更紧密、跨时空的学习社区，丰富学习场景和体验，协同完成学习任务。总之，人机协同学习为学习者的自主、协作、探究和社会性学习提供了有利条件，可以培养学习者终身学习的兴趣、习惯和能力，更好地应对智能时代的挑战和机遇。

二、智能时代人机协同学习的内涵

教育数字化转型背景下，数字智能技术在教育中的应用逐渐增多，人机协同学习作为一种新型的学习范式开始受到关注。厘清智能时代人机协同学习的概念内涵是推进人机协同学习实践的关键。智能时代的人机协同学习是以学习者、人类教师和智能技术系统的交互协作为手段，以智能技术构筑的虚实融合环境为场景，实现人与机器优势互补、群智共生、协同共进的学习范式。人机协同学习不是某种特定类型的学习方式（如自主、合作、探究学习）或学习模式（如情境学习、体验学习、项目式学习），而是基于智能技术系统扩展、嵌入和赋能的人机协同学习理念和融合性的学习样态。人机协同学习不仅是一种技术手段，更是一种教育理念和价值追求，它通过将智能技术系统融入人的学习全过程，建构了一个人机协同学习系统，落实对人的主体地位和个性兴趣的尊重，培养人的自主性和协作性，激发人的探索精神和创新意识，实现人与机器的共生共长。

人机协同学习包括人、机、协同三个关键要素，其中“人”既包括作为个体的学习者，又包括作为共同体的学习者和教师。如果把“人”仅定位为个体学习者，就容易将人机协同学习窄化为个体学习者利用智能技术系统进行的“自学”，忽视个体学习者、同伴、教师、智能技术系统之间群智交互、群情共鸣的特点以及教师的组织、引导、协调作用。人机协同学习中的“机”，不局限于传统意义上的计算机，而是包括智能设备、教育机器人、网络平台、应用程序等各类智能教育产品以及由智能技术构筑的线上与线下、虚拟与现实融合的学习环境。人机协同学习中的“协同”是指学习者、教师和智能技术系统之间进行自然、高效的交互、协作和自适应动态调整，形成“1+1>2”的人机混合智能，获得超越任何人类或机器单独学习所不能达到的增强效果。人机协同学习过程中，学习者依托智能技术系统进行自主、协作、探究学习，获得精准化、个性化的学习支持和多元丰富的学习体验；智能技术系统则通过学习者的数据反馈，动态调整、改进自身的学习模型和算法，增强精准服务学习的能力，实现人类与机器优势互补、协同共进，促进学习者知识构建、能力提升和智慧生成。

三、智能时代人机协同学习的主要特征

基于对智能时代人机协同学习内涵的理解，人机协同学习在目标、内容、主体、情境、评价等方面呈现出与传统学习方式相区别的特征。

1.学习目标的整合融通

人机协同学习目标的整合融通包括人类学习目标与智能机器学习目标的整合融通以及学习者自身发展目标的整合融通两个方面。一方面，人类学习者是具有欲望、情感和社会属性的生命，擅长非线性思维、情境化思维；智能机器则擅长逻辑计算，能够根据一定的算法技术收集、分析、整合数据，快速做出决策、生成内容。因此，人类学习者与智能机器的协同进化成为人机协同学习的总体目标，旨在发挥人类智能和机器智能的核心优势，通过学习者与机器的智能交互、协同工作、对话协商和共同决策，实现人机协同的智慧生成[2]。另一方面，在教育实践中，学习者自身的自由全面发展是人机协同学习的根本目的。人机协同学习目标不仅包括掌握学科知识和技能，还要关注心智思维的启迪与人工智能等关键技术的操作技能发展[3]。不仅包括认知层面的学习，还要注重学习者情感的发展和心理健康，培养学习者的社交和协作能力。最终，人机协同学习要实现学习者身体、心智、情感、技能、社会实践能力等多维目标的整合融通。

2.学习内容的个性生成

传统教学按照统一的目标、标准和原则预先编排和固定学习内容，学习者往往缺乏选择性。智能时代的人机协同学习通过智能技术系统精准识别和分析学习者的学习状态和需求特点，重组和生成适合学习者个性化需求的学习内容和学习方案。一是通过数据挖掘、面部识别、动作捕捉、自然语言交互等智能技术，对学习者的知识结构、能力基础、兴趣爱好、理解程度、注意力集中度等进行智能识别和分析，构建全面的学习者画像。二是基于学习状态的精准识别，个性化分析和把握学习者的不同需求和特点，利用机器学习和数据挖掘等技术，对文本、图像、视频、音频等学习资源进行智能化筛选、重组，按需定制目标适配、容量适中、难度适宜、结构清晰的学习内容和学习路径[4]。三是对学习过程进行实时监测和评估，根据学习者的学习状态、行为和反馈信息，及时调整学习内容的难度、容量、形式。随着生成式人工智能技术的发展，在大数据、算法、算力的支撑下，智能产品的内容生成能力得到极大增强，能够根据学习者的需要、意图、指令自动生成作业、文案、图像、音频、视频、代码等内容，进一步丰富学习资源，实现学习内容的个性定制和动态生成。

3.学习主体的交互协作

人机协同学习的核心特征是多元主体之间的交互性和协作性。传统的教与学是人与人之间的交互协作，人机协同学习则增加了智能机器这一具备“类主体”特征的技术中介和智能自主体，形成“人—机—人”多主体交互协作的学习格局。人机协同学习中的交互协作包括两个方面：一是学习者与智能机器的交互协作。智能机器利用自然语言处理、计算机视觉、语音识别等技术，对学习者的学习行为、生理信息、人机互动等数据等进行智能化采集分析，实现多模态数据支持的人机自然交互[5]。智能机器扮演学习助手、虚拟学伴、虚拟导师等多重角色，学习者可以通过文字、图像、语音输入等方式向智能机器提出问题、发送指令，在智能机器的协助和指导下减轻“认知负荷”，减少机械重复性活动，主动、高效、创造性地完成学习任务。二是基于智能技术平台的人际交互协作。依托数字平台和智能工具，学习者与教师、学习者与学习者之间可以开展线下线上混合式学习，实现跨时空、跨领域的沟通对话，分工协作完成学习任务。学习者还可以通过人机协商自适应学伴推荐系统，请求匹配协作学习伙伴，组建学习共同体，实现学习者之间的协作互助[6]。

4.学习情境的多维开放

学习情境是激发学习动机、丰富学习体验的重要基础。传统学习主要在学校、教室等固定场所进行，环境具有单一性、封闭性。人机协同学习则突出了学习情境的多维性和开放性，既包括物理空间中的真实情境，也包括依托数字智能技术构筑的网络情境、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）情境以及混合现实（MR）等情境。物理与数字、真实与虚拟、人与技术的多维互动和融合，拓展了学习空间和资源，调动学习者的视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官和身体肌肉运动，实现多模态、多通道的情境感知和信息输入，增强学习体验的真实感与沉浸感。虚实混合的多维情境为学习活动的设计和开展提供了更多的可能性，可以设计具有趣味性、复杂性的学习任务和挑战，驱动学习者通过合作、探究、实践操作等方式进行深度体验和探索，在“做”中学习和应用知识技能，提高综合素养和实践创新能力。

5.学习评价的全面精准

《深化新时代教育评价改革总体方案》提出：“改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性。”智能时代人机协同学习评价体现了教育评价改革的总体趋势。一是评价数据的全面性、客观性。利用在线学习系统、摄像头、传感器、可穿戴设备等技术工具，自动收集、记录、分析学习者的认知、行为、情感等数据。人机协同学习评价涉及人类教师、智能教师、智能辅助系统、智能教材、智能测试等多种数据来源，这些数据源可以相互交叉验证，提高了评价的可靠性。二是评价形式的多样化、可视化。传统学习评价主要以分数、等级、评语等形式呈现。人机协同学习评价则利用跨媒体智能技术，采用文本、语音、图像、视频和实时提示、自适应推荐、虚拟奖励、游戏化设计等形式进行评价，增强了评价反馈的生动性和吸引力。三是评价反馈的动态性、及时性。智能系统不仅可以对学习结果进行总结性评价，还能实时收集每一个学习者的过程性学习数据，提供精准及时的评价反馈，帮助学习者调整、优化学习行为。