人工智能时代美国一流大学教师教学发展何以可能

提高高校教学质量是实现高等教育高质量发展的重要前提，而教师的教学能力提升则是关键所在。人工智能在促进教师教学发展方面备受世界各国一流大学的广泛关注。[科技部于2023年3月重视人工智能在世界一流大学中的创新应用，并启动了“人工智能驱动的科学研究”部署工作。因此，“人工智能时代美国一流大学教师教学发展何以可能”成为一个迫切需要探讨的重要议题。研究其他国家大学在人工智能时代教师教学发展的经验，对于我国一流大学的教师教学发展策略制定具有一定的借鉴意义。而美国一流大学在教师教学发展方面处于世界领先水平，总结和挖掘其背后的规律将有助于解决上述问题。本文选择了具有代表性的三所世界一流大学作为案例，包括第一个成立教学发展中心的密歇根大学、拥有专门课程设计理念的斯坦福大学以及在美国高等教育界树立标杆的哈佛大学，通过深究人工智能时代下教师教学发展的机制，有望为中国世界一流大学的教师教学发展提供有益启示。

一、何以必要：人工智能时代美国一流大学教师教学发展的背景

学者赫拉利（YuvalNoahHarari）提出，人工智能是本世纪人类历史中众多领域的重要变革，人工智能的飞速发展革新着传统发展方式。[2]人工智能能够模拟美国一流大学教师的思维方式，并以最优方式解决问题、达成教学自标，为教师教学的科学化和智能化发展提供有力支持，以应对人工智能时代的需求。

（一）供求失衡：满足人工智能时代的人才需求

培养人工智能领域的人才已成为当前美国一流大学的一项重要教学任务，究其缘由是人工智能的广泛应用提高了生产效率，但也迫使就业结构变革，最终呼唤顺应时代发展的人才。一方面，随着人工智能在图像、语音识别等算法上不断精进，能精准完成程式化工作。不仅在制造业担任决策和评估角色，甚至在技能要求高的教育领域，教师的职业也会受到智能化的强烈冲击。这导致许多领域的工作被替代，只有具备高水平、高技能和高素质的人才才能在具有创造性的职位上找到就业机会。另一方面，随着人工智能的出现，诸多领域与人工智能结合为新产业和新职业的诞生提供机会。从这方面来看，人工智能是机遇，它产生新岗位以及其他新需求，但同时这些岗位也是由人创造的，将所创造的价值可视化。因此，美国一流大学培养人工智能领域的人才必不可少的素养是具备创新思维与能力。据《机器人与工作：来自美国劳动力市场的证据》（Robots and Jobs：Evidence from USLaborMarkets）文件表明，美国机器人和其他计算机辅助技术的数量与使用量于1990-2007年期间持续增加。在2007年，平均一千名工人中就有一个机器人，共计有近175万个机器人在当地劳动力市场工作，预计在2025年将再增加250-400万个渗透到每个行业和跨行业就业市场，这极大地冲击美国的职业性质以及劳动力市场的人才需求。[3除此之外，人工智能与信息技术领域密切相关，相互促进。2023年5月，美国劳工统计局（Bureauof LaborStatistics）预估计算机和信息系统经理的平均年薪为180，720美元，远远高于美国其他职业的平均年薪115，250美元。[4]2017年10月，美国劳工统计局表明从2016年到2026年增长最快的职业是信息安全分析、软件开发与应用程序，这些职业的就业人数预估分别增长为 28% 与31% ，就业增长率至少是所有职业的三倍。[5]可见，人工智能相关领域的就业需求人数相当大，就业前景明朗，这将会成为人工智能时代美国未来经济社会发展的必要职业领域。

（二）改革之势：提升大学教学质量的现实需求

人工智能（AI）是一个正在蓬勃发展的技术领域，推动着世界走向智能化，促使美国迅速进入新时代。在这个背景下，国际竞争日益激烈，美国一流大学对教师的教学提出了严格的要求，以满足高质量教育的需求。然而，在实践中，教学质量问题层出不穷。虽然ChatGPT作为一种技术仍未成熟，但一旦其介人世界一流大学的教育生态，高校师生在享受ChatGPT带来便利的同时，也必须认识到ChatGPT可能引发的风险。这些风险包括知识信息的丧失、伦理意识的模糊以及学生和教师之间情感与价值的淡化等问题。美国一流大学校长、商界领袖和专家们组成的美国教育委员会曾指出，本科教育是高等教育的基石，只有提供高水平的本科教育，才能有效培养出具备科研和教育领域卓越能力的人才。[6一些学者将高等教育比作买方市场，强调学生是教育改革的重要推动者，他们在课堂上要求获得更有效的教学服务，以满足多样化的需求。这些要求迫使美国一流大学在教学方面经历了几次改革，美国一流大学重点关注教学方法的改进。美国一流大学在教学改革中呈现出一个趋势：第四次工业革命到来后，数字技术的发展为高等教育数字化转型提供契机。新冠疫情推动了美国一流大学的数字化进程，同时对教学设施、数字能力和智能技术能力发展等方面给予思考与启发。当前智能技术主要是用于知识的高效获取以及借助协同智能教学引人课堂中，为学生创设生动、趣味的教学环境。智能化和新冠疫情的双向影响促使美国一流大学思考适合人工智能时代的教学方式。

为提高美国一流大学的教学质量和教学能力，美国各部门颁布了一系列政策。2023年，美国教育部教育技术办公室发布《人工智能与教学的未来》（Artifi-cial Intelligence and the Future of Teaching and Learning）报告，指出支持利用智能技术改善教学，人工智能通过为教师提供高质量、精准化的反馈以及推荐多元化资源促进教学，进而为整个教育系统的创新提供支撑。72017年，联邦教育部发布的《个性化学习：现状和未来发展方向》（PersonalizedLearning：The State of  theField&FutureDirections）指出，人工智能在教学中发挥重要的作用。目前美国一流大学都广泛应用通过自然语言处理、具备仿生技术的智能导师，实现对学生个性化的指导以及为传授知识和技能的教学者提供智能化辅助。[82016年，美国人工智能发展协会为在人工智能教学上做出贡献的教学者颁发人工智能杰出教育家奖，激励高校教师借助人工智能技术创新教学方法。在相关政策支持下，美国一流大学积极提升教学质量与地位，将教师教学发展放在首要位置。

二、何以可能：人工智能时代美国一流大学教师教学发展的策略

从教学理念、教学工具、学习共同体及精准评估维度对美国三所世界一流大学教师教学发展经验进行分析，可发现这四个维度对世界一流大学教学发展具有不可或缺的重要意义。

（一）创新教学理念，指引教师教学发展的“向导器”

创新教学理念对美国一流大学教师教学发展具有重要的向导作用。美国一流大学教学核心理念主要包括“卓越教学”“创新教学”和“公平教学”等，其具体定义稍有差异，但包含以下共同特征：满足学生个性化需求、教学与技术联系、课程创新等教学理念。这些教学理念为美国一流大学构建了借助技术促进教学的愿景。例如，密歇根大学通过咨询、研讨会、网络资源和数字个性化教育工具，帮助教师选择最能满足学生学习目标的技术并将其融人到教学中；与其他办公室合作，评估新兴技术对教学的价值，并传播技术教学的有效实践，辅助高校教师为不同的学生构建学习指导方案。除此之外，为支持教学模式的创新，密歇根大学办公室密切联系教师，创建了在线提供各学科单项课程、系列课程和全在线学位课程。教师可以选择满足自我需求的教学项目，包括从慕课到跨学科的教学项目。又如，2013年，斯坦福大学开启了具有开创性的《斯坦福大学2025计划》，该计划提出“自定节奏的教育”（PacedEducation），高校学生可根据个人条件与意愿自主设计学习节奏，分为调整、提升、启动三个阶段，根据自身心智准备程度决定进人下一阶段。[9]“自定节奏的教育”强调大学是学习机构，教学是促使学生主动学习、个性完善的手段。再如，哈佛大学推广以技术驱动的教学创新计划，鼓励教师应用智能工具、智能平台和新理念以营造参与式的课堂氛围与实现课堂教学新生态。整体而言，从这三所美国高校的经验来看，它们共同推崇创新教学理念，为激发教师教学发展创造条件。

（二）研发智能工具，装备教师教学发展的“助推器”

成熟的智能技术在美国一流大学教师教学发展领域的应用是关键。在美国这三所高校中，部分高校借助内生型技术演进模式用以获取所需的智能教育技术。其中，密歇根大学是世界公认的开发人工智能技术产品强校之一。为抵御在教学中使用Chat-GPT会出现隐私泄露、可访问性以及公平性等问题，密歇根大学生成人工智能咨询委员会提议创建、调试和提供安全的、可公平访问的基础型和高级研究型生成式人工智能工具。因此，密歇根大学信息与技术服务部研究人员开发一系列较流行的人工智能工具，如集成谷歌搜索，图像生成和文本转语音功能的人工智能聊天机器人，支持多种商业和开源语言模型和人工智能艺术生成器的U-MGPT（Univer-sityofMichiganGPT）工具，教职员工从可用数据集中提取有价值的见解、发现模式并获得更深入的知识的U-MMaizey工具，以及最先进、最灵活的服务产品U-MGPT工具包。［10]密歇根大学呼吁教师将这些先进人工智能技术产品应用于课堂教学，以及对师生在使用工具过程中产生的问题进行升级优化。

同时，哈佛大学运用校企联动的方式与其他高校、教育机构、企业建立了由美国国家科学基金会（U.S.NationalScienceFoundation）资助的美国国家人工智能成人学习和在线教育研究所["]。此研究所引领国内乃至全球新型人工智能理论和技术的发展，以提高成人在线教学的质量。又如，斯坦福大学与美国互联网公司（Meta）旗下的FAIR（Facebook AIResearch）团队于2023年12月推出一种突破性的人工智能系统CHOIS（ Controllable Human-Object Interaction Synthesis）。教师可以通过自然语言指令生成虚拟角色，随后它们以逼真的精度执行任务，此类系统为进一步研究从3D教学场景和语言输入中合成人机交互提供契机。12]无论是内生型技术演进模式，还是校企联动方式，始终是美国一流大学促进教师教学发展不可或缺的一步。

（三）构建智慧共同体，打造教师教学发展的“实战场”

构建学习共同体是美国一流大学综合性的教师教学发展方式。学习共同体是由一群有共同愿望的集体合作组成的人际关系和学习资源。教师学习共同体是由高校教师组成的集中进行教学知识技能学习的资源系统。智慧学习共同体不仅是高校教师借助新兴技术组建融合教师与学校、教师与专家、教师与教师以及教师与学生之间的校内交流，还包括跨校际、跨区域教学沟通。构建智慧学习共同体是为了获得更丰富的资源和更多元化的互助，拥有更广阔的发展视野。智慧学习共同体在促进美国一流大学教师教学发展中日益重要。

当前，美国一流大学智慧学习共同体促进教师教学发展存在两种方式。一种是由来自相同学科或不同学科的教师组成的教师智慧学习共同体，旨在改进教学与研究教学。另一种是由教师和学生共同建立的深刻理解教与学的教师一学生智慧学习共同体，为提高教学精准化与个性化，设计教学需要学生视角提供的反馈，因此将学生纳入其中。哈佛大学将学生纳人到智慧学习共同体中，促进教师与学生密切沟通。德里克博克教学中心的学习实验室创造以学生为中心的互动学习体验，通过构成多模式项目吸引学生，以满足技术发展以及教师和学生的需求和愿望。13］在学习实验室中，学生首先与教师进行初步咨询，了解教师正在考虑纳入课堂的技术和创意作业的想法，基于此实验室为教师设计了一系列与课程目标完全契合的支持措施，这将帮助师生共同探索更有效的教学工具与方法。斯坦福大学教学与学习中心的跨学科发展团队牵头设立了各学科教师智慧学习共同体，这个共同体合作制定各自学科的课程大纲、教学方法以及评估计划等。密歇根大学与北京大学共同承办主题为“密歇根大学在教学中使用生成式人工智能的现状”的研讨会。在会上，两所高校教师分享教学经验，共同研讨生成式人工智能带来的教育变革，这促使教学者对教育方式进行反思，包括如何进行教学、学习以及知识的创造。密歇根大学信息技术副总裁拉维·彭斯（RaviPendse）表示，希望通过这次研讨会，双方能够加强交流和学习，共同应对挑战，并取得实质性成果。［14]