人工智能對青少年教育體制機制變革的影響

■ 薛二勇 傅王倩

(北京師范大學(xué)中國教育與社會發(fā)展研究院教授，北京師范大學(xué)教育學(xué)部博士研究生)

人工智能(Artificial Intelligence)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，該領(lǐng)域研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等[1]。作為一項革命性的技術(shù)，人工智能具有巨大的社會和經(jīng)濟效益，未來有可能徹底改變?nèi)藗兊纳?、工作、學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)和交流方式。2016年開始，我國頒布了一系列政策文件以加快人工智能發(fā)展，如《互聯(lián)網(wǎng)+人工智能三年行動實施方案》《關(guān)于印發(fā)“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》《關(guān)于組織實施2017年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程和“互聯(lián)網(wǎng)+”重大工程的通知》《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》等，并將人工智能寫入2017年和2018年的國務(wù)院《政府工作報告》，成為國家鼓勵和支持的重要領(lǐng)域。在政府和市場力量的共同推動下，我國人工智能發(fā)展迅速。2017年，人工智能市場規(guī)模突破200億元，與此同時，專利申請數(shù)持續(xù)增長，核心技術(shù)不斷取得新突破[2]。

隨著人工智能飛躍式的發(fā)展，其影響已經(jīng)滲透到社會方方面面。2018年4月13日，教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動計劃》，其中11次提到人工智能，要求推動人工智能在教學(xué)、管理、教師隊伍等方面發(fā)揮作用。實踐中，已經(jīng)有許多項目在使用計算機智能幫助學(xué)生和教師更有效地學(xué)與教。可以預(yù)見，人工智能將會對教育產(chǎn)生深刻的影響，引發(fā)教育變革，塑造和定義未來的教育體驗。本文以新時代的青少年教育體制機制為關(guān)注焦點，從教育主體、教育內(nèi)容、教學(xué)模式、教育評價以及教育治理等維度，分析人工智能對青少年教育系統(tǒng)的影響，以期為青少年教育綜合改革和創(chuàng)新提供參考。

一、教育主體：人工智能逐漸從邊緣走向中心

對教育主體的認識是教育理論關(guān)注的基本問題，傳統(tǒng)的教育主體理論盡管存在“教師主體”“學(xué)生主體”“教師學(xué)生雙主體”“教師主導(dǎo)—學(xué)生主體”等多種爭議，但均未超出教師和學(xué)生這兩者的范疇。人工智能的出現(xiàn)極大地影響了教師的角色定位，這種影響的首要表現(xiàn)為教育主體的重大變化。主體性作為主體的標(biāo)志特性，是在主體與客體的對應(yīng)關(guān)系中表現(xiàn)出來的主體屬性，一般指在實踐過程中表現(xiàn)出來的自主、主動、能動、自由、有目的地活動的地位和特性[3]。人工智能在實際教育教學(xué)活動中具備主體性，它可能取代教師的部分工作，在一定程度上扮演了教師角色，成為教育主體之一。人工智能使得教育主體發(fā)生改變，從傳統(tǒng)的教師和學(xué)生雙主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生、教師、人工智能三主體，其中人工智能與教師共同承擔(dān)教育工作。

第一，教師的常規(guī)任務(wù)可能被人工智能取代。人工智能可以更好地完成教師在教育教學(xué)活動中根據(jù)固定要求產(chǎn)生的常規(guī)任務(wù)。教師的常規(guī)工作主要包括作業(yè)批改、學(xué)業(yè)反饋以及教學(xué)輔助，這些任務(wù)對于教師而言是必須的且耗時的。在作業(yè)分級評價方面，人工智能可以實時給不同層級的學(xué)生進行測試并得出測試結(jié)果。教師為了更好地了解學(xué)生學(xué)習(xí)水平以進行針對性教學(xué)，需要讓學(xué)生完成特定的任務(wù)并給予反饋，人工智能在這一工作中會有突出的表現(xiàn)，并已經(jīng)得到初步應(yīng)用。例如，IBM沃特森團隊(IBM Watson Team)創(chuàng)建了教學(xué)機器，由佐治亞理工學(xué)院的研究團隊培訓(xùn)。該教學(xué)機器作為助教幫助計算機專業(yè)的學(xué)生設(shè)計項目。又如，北京師范大學(xué)開展了人工智能教師的國際合作研究項目，要求人工智能教師成為可自動出題和自動批閱作業(yè)的助教，幫助教師對不同能力的學(xué)生自動生成不同的試題，對作業(yè)、試卷等實現(xiàn)自動化批改[4]。對于測試或者批改作業(yè)這類依據(jù)固定程序的任務(wù)，人工智能甚至可以完全替代教師，以讓教師有更多的時間與學(xué)生互動，專注于幫助落后學(xué)生，關(guān)注專業(yè)發(fā)展或者研究更為有效的教育教學(xué)，從而提高教育質(zhì)量和教學(xué)效率。

在為學(xué)生提供教學(xué)輔助上，人工智能可以及時解答學(xué)生的提問并提出針對性建議。2011年，研究者通過比較研究教師輔助教學(xué)和智能輔助教育的教育效果，發(fā)現(xiàn)兩者已非常接近[5]。隨著人工智能的發(fā)展和完善，它將進一步取代教師的教育輔助功能。人工智能系統(tǒng)可以通過編程來提供專業(yè)知識，作為學(xué)生提問和查找信息的地方，它可有效地用來回應(yīng)學(xué)生的詢問，并比任何教師在重復(fù)回答同一問題時顯得更有耐心。在學(xué)生提交答案或解決方案之后，人工智能可以標(biāo)記錯誤的步驟，并與學(xué)生討論改進的空間。對于不善于交流或者畏懼教師權(quán)威的學(xué)生而言，他們向人工智能詢問學(xué)習(xí)問題時，處于相對不受他人評判的環(huán)境中，可以進行嘗試錯誤的學(xué)習(xí)，更有利于學(xué)生的發(fā)展。而且，人工智能具備記錄分析大數(shù)據(jù)的功能，能夠基于學(xué)生過去的學(xué)習(xí)模式和學(xué)習(xí)偏好，為之提供針對性的學(xué)習(xí)建議。

第二，教師作為學(xué)習(xí)促進者的角色愈加凸顯。人工智能的出現(xiàn)可能促使教師逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進者。教師不再是教育教學(xué)信息的唯一直接來源，人工智能可以通過大數(shù)據(jù)、信息網(wǎng)絡(luò)等多元化渠道給予學(xué)生更多元、更豐富、更個性的資源。當(dāng)然，盡管在以上方面人工智能可以取代教師，甚至比教師做得更好，但在實際的教育教學(xué)中，教師仍然是不能完全被取代的。教師可以指導(dǎo)有特殊教育需要的學(xué)生，給他們以更多的關(guān)注；教師可以跟學(xué)生互動，促進學(xué)生的情感發(fā)展，完善學(xué)生的非智力性因素，培養(yǎng)學(xué)生的高級思維方式和創(chuàng)造力，促使學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活。此外，教師影響學(xué)生價值觀的形成，尤其是青少年處于價值觀形成的關(guān)鍵期。教師需要引導(dǎo)青少年樹立正確的價值觀、人生觀和世界觀。此時，教師傳授知識的角色弱化，作為學(xué)習(xí)引導(dǎo)者、促進者的作用則愈發(fā)凸顯。

二、教育內(nèi)容：從單一、統(tǒng)一走向個性、多元、精準

第一，人工智能的發(fā)展要求培養(yǎng)青少年在智能時代應(yīng)具備的能力。人工智能是一種基于“深度學(xué)習(xí)”“高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)”“高性能的計算能力”等，能夠自動化地感知、學(xué)習(xí)、思考與決策的系統(tǒng)。人工智能可能對經(jīng)濟、社會等產(chǎn)生顛覆性的影響，部分重復(fù)性、依據(jù)固定規(guī)則操作的職業(yè)將逐漸被取代，同時產(chǎn)生新興的職業(yè)需求。人工智能的發(fā)展使得人與機器的分工發(fā)生重大變化，一些重復(fù)性勞動、技能性工作、數(shù)據(jù)分析工作甚至部分社會交互工作和認知工作都可能交由人工智能來完成，人類的優(yōu)勢將更多地體現(xiàn)在高創(chuàng)造性、高藝術(shù)性的工作和復(fù)雜的社交任務(wù)中[6]。此轉(zhuǎn)變使得青少年教育須從注重知識的傳授發(fā)展到能力的培養(yǎng)。許多國家為應(yīng)對這一變化制定了相關(guān)政策，如美國《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》(The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan)明確提出要促進社會成員終身學(xué)習(xí)能力的提升[7]；我國《關(guān)于深化教育體制機制改革的意見》明確提出要注重培養(yǎng)學(xué)生支撐終身發(fā)展、適應(yīng)時代要求的關(guān)鍵能力，包括認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力等[8]。因此，教育不僅僅是使學(xué)生習(xí)得知識，側(cè)重于讓學(xué)生學(xué)習(xí)某一職業(yè)知識和技能，更為重要的是讓學(xué)生具備智能時代所需的能力。

第二，人工智能使個性化、多元化和精準地提供教育內(nèi)容成為必需。(1)教育內(nèi)容的選擇要更為個性精準。新時代學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，要求重新審視教育內(nèi)容的選擇和組織。智能時代的青少年對于新事物通常無需經(jīng)過任何的傳授和教育就能直接嘗試與運用[9]。此時，教育內(nèi)容必須打破傳統(tǒng)上以學(xué)科邏輯為中心的選擇和組織模式，通過課程統(tǒng)整、項目學(xué)習(xí)、活動課程等方式弱化知識之間的邊界，以問題或項目為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生解決問題并在實踐中獲得關(guān)鍵能力的提升。另外，每個學(xué)生具有不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格，不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者會對不同的學(xué)習(xí)媒體產(chǎn)生不同的偏好。人工智能可根據(jù)學(xué)習(xí)者的過程數(shù)據(jù)或者反饋結(jié)果，確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，并據(jù)此向?qū)W習(xí)者推薦合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容、媒體、方法與路徑。每個學(xué)生獲得的教育內(nèi)容是個性化、精準化的，包括內(nèi)容本身以及內(nèi)容的呈現(xiàn)形式、速度、要求等，這有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生在最近發(fā)展區(qū)中學(xué)習(xí)，使其獲得更多的學(xué)習(xí)成就感。(2)教育內(nèi)容的呈現(xiàn)形式更加靈活多元。傳統(tǒng)上，教育內(nèi)容承載的形式主要為教材和現(xiàn)代化手段(如光盤、影像等)。盡管教材是專家、教師等按照學(xué)科邏輯以及學(xué)生認知發(fā)展特點進行編寫的，但教材一旦形成就具有靜態(tài)性和固定性，隨著社會發(fā)展和人的發(fā)展，勢必需要修訂或者重新編寫。修訂或重編教材需要耗費大量的人力、財力，而人工智能能夠快速地綜合多方面的信息資源，支持多種媒體類型，形成攜帶便利、內(nèi)容多元、信息海量豐富、直觀可視的教育內(nèi)容，同時可以更為快速靈活地滿足新的教育需求，及時調(diào)整教育內(nèi)容的呈現(xiàn)形式。

三、教學(xué)模式：從靜態(tài)組織轉(zhuǎn)向動態(tài)、靈活、系統(tǒng)

第一，人工智能可能打破班級授課制主導(dǎo)的教學(xué)模式。在教育發(fā)展史上，教學(xué)模式隨著社會發(fā)展發(fā)生相應(yīng)的變化，其中影響最為深遠且依然占據(jù)主導(dǎo)地位的是班級授課制。在班級授課制中，教師和學(xué)生進行面對面的交流，學(xué)習(xí)的進行以群體為基礎(chǔ)，技術(shù)僅僅是一種補充工具。班級授課制為同齡學(xué)生提供了交往機會，意味著教育的開展依賴于實際的教學(xué)時空。盡管隨著素質(zhì)教育的推廣，實踐中出現(xiàn)了多種教學(xué)模式如小組學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等，但這些教學(xué)模式并未脫離班級授課制的范疇，仍是教師和學(xué)生在固定的時空中展開教學(xué)。人工智能的出現(xiàn)使得社會發(fā)生深刻的變化，也必然引起教學(xué)模式的變革。人工智能的使用將使教育不受時空的影響和限制，教師和學(xué)生在任何環(huán)境中都可以開展教和學(xué)的活動，教育進入更加自由的、靈活的、主動的狀態(tài)，泛在學(xué)習(xí)將得到進一步發(fā)展與深化。人工智能有可能打破班級授課制這一主導(dǎo)教學(xué)模式，學(xué)生無需按照生理年齡進行編班，而可以根據(jù)學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好等，以混齡的形式形成學(xué)習(xí)小組，并且學(xué)習(xí)小組可以在不同時段靈活調(diào)整。在教學(xué)交往方面，人工智能將使教學(xué)活動超越原本師生之間或者生生之間的交互而進入人機交互階段，表現(xiàn)為人工智能與若干個學(xué)生的互動，或者是一個學(xué)生與若干個人工智能的互動等多種方式?；臃绞綇膸熒?、生生互動擴展到人機互動。這種互動可以隨時隨地進行，從而使得整個教育模式從固定的、靜態(tài)的模式發(fā)展成為動態(tài)的、有生命力的“活系統(tǒng)”。人工智能的實時性、交互性、資源共享性等特性使得教學(xué)模式呈現(xiàn)多種樣態(tài)，此時教學(xué)模式不再是影響教育效果的主要因素，其核心在于為學(xué)生提供個性化、定制化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進學(xué)生通過人機互動開展學(xué)習(xí)。

第二，人工智能可能創(chuàng)造出更為動態(tài)靈活的教學(xué)模式。人工智能對教學(xué)模式產(chǎn)生影響的重要途徑是通過適應(yīng)性學(xué)習(xí)、游戲、活動等對每個學(xué)生的具體需求做出個性化的反應(yīng)，使學(xué)生依據(jù)自身水平、風(fēng)格展開學(xué)習(xí)。人工智能具備實時分析大量數(shù)據(jù)的能力，能夠自動提供新的學(xué)習(xí)內(nèi)容或指定學(xué)習(xí)參數(shù)，通過有針對性的練習(xí)和反饋持續(xù)滿足學(xué)生的需要，讓其他人更好地了解學(xué)生的表現(xiàn)以設(shè)計更有效的個性化學(xué)習(xí)計劃。教學(xué)模式可以根據(jù)學(xué)生需要實時調(diào)整，重復(fù)學(xué)生們沒有掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生按照自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，教師僅在需要的時候提供幫助和支持。隨著人工智能的快速發(fā)展，自適應(yīng)的教學(xué)項目將會得到改善和推廣，從而更廣泛地影響青少年教育。人工智能對個性化教育的促進依賴于三個要素，即教學(xué)要素、領(lǐng)域要素和學(xué)習(xí)者要素。教學(xué)要素指具備專業(yè)教學(xué)的知識和技能，領(lǐng)域要素指對學(xué)習(xí)者所學(xué)領(lǐng)域知識和技能的熟知，學(xué)習(xí)者要素指對學(xué)生的學(xué)習(xí)水平、優(yōu)弱勢、學(xué)習(xí)動機等的認識[10]。人工智能能夠綜合運用三種要素的信息，確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)互動，包括學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)活動的呈現(xiàn)、組織，學(xué)習(xí)者在其中的活動數(shù)據(jù)集成等，并且不斷優(yōu)化要素的條件，使各種要素更為豐富、完整，系統(tǒng)更智能，最終人工智能算法根據(jù)學(xué)習(xí)者的能力和需求，將教育材料以最合適的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

四、教育評價：從單一維度轉(zhuǎn)向客觀、全面、科學(xué)

第一，人工智能可將教育評價嵌入教育過程，使瞬時評價成為可能。教育是一個反饋調(diào)控的過程，教育質(zhì)量的高低在一定程度上取決于它能否成為一個自我調(diào)控、自我完善的系統(tǒng)[11]。教育評價是教育質(zhì)量保障的重要環(huán)節(jié)，人工智能的發(fā)展將會對教育評價產(chǎn)生根本性的影響。目前，世界范圍內(nèi)對教育質(zhì)量的評價均以學(xué)生學(xué)業(yè)成績?yōu)橹饕獦?biāo)準，這種評價方式注重學(xué)習(xí)的結(jié)果，獲得的是終結(jié)性的評價，其更多地起到教育監(jiān)測的作用而非反饋的作用。人工智能可以通過自身功能不斷獲取和即時分析教育數(shù)據(jù)，持續(xù)收集和分享教與學(xué)的信息，從而為教師、管理者、家庭尤其是學(xué)習(xí)者提供進程信息、實時反饋，使評價嵌入學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)習(xí)成績和教學(xué)質(zhì)量。通過眼部運動分析、臉部識別、生物信息采集等技術(shù)手段，人工智能可監(jiān)控學(xué)生的顯性和隱性學(xué)習(xí)狀態(tài)，提供智能化的交互，有助于部分解決在線教育的最主要問題——學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督與互動[12]。過程性的教育評價能夠?qū)崟r反饋教育效果，根據(jù)學(xué)生的生理、心理反映確定學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而定位教學(xué)過程中的重點和難點，提高教育的針對性和實效性。

第二，人工智能有助于充分發(fā)揮教育評價的多功能性，提升評價效能。以學(xué)生學(xué)業(yè)成績?yōu)橹饕笜?biāo)的傳統(tǒng)教育評價主要反映學(xué)生認知能力的發(fā)展，對其他方面能力評價的有效性則差強人意，綜合素質(zhì)評價、過程性評價、檔案袋評價等評價方式某種程度上能夠考察學(xué)生的其他方面的能力，但其有效性存在爭議。人工智能對復(fù)雜能力評價的功能可以有效解決這一問題，運用人工智能開展教育評價可以測試學(xué)生復(fù)雜的能力，如人際溝通能力、內(nèi)省能力、合作能力等。人工智能可以設(shè)定相關(guān)能力的維度，設(shè)計程序采集海量數(shù)據(jù)，從而獲得實證評價結(jié)果，繪制出反映學(xué)生各個方面能力發(fā)展的綜合圖示；而且嵌入式評估技術(shù)也可用于評估復(fù)雜能力，這些技術(shù)包括仿真模擬、合作環(huán)境、虛擬世界等。此外，人工智能使得教育評價的時間和空間更為靈活，教育評價結(jié)果的可獲得性大大提升，其明顯的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)的存儲、分享、獲得具有極大的便利性，支持不同的學(xué)習(xí)相關(guān)者根據(jù)評估過程和評估結(jié)果做出相應(yīng)的判斷。教育評價的多功能性使得不同的學(xué)習(xí)相關(guān)者能夠針對各自負責(zé)或關(guān)心的領(lǐng)域充分利用評價結(jié)果，如教育管理者可以根據(jù)評價結(jié)果調(diào)配教育資源或進行問責(zé)、教師可以根據(jù)評價結(jié)果改進教學(xué)、學(xué)生可以根據(jù)評價結(jié)果調(diào)整學(xué)習(xí)等。

五、教育治理：加快推進治理現(xiàn)代化

黨的十八屆三中全會明確提出完善和發(fā)展中國特色社會主義制度，推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化，并將之作為全面深化改革的總目標(biāo)。教育治理是把教育領(lǐng)域內(nèi)各主體納入管理范疇，充分發(fā)揮其能動性，不斷改進目標(biāo)和手段的一種新型教育行政方式，其關(guān)鍵在于構(gòu)建新型的政府、學(xué)校和社會之間的關(guān)系[13]。教育發(fā)展和改革方式的轉(zhuǎn)型勢必影響教育治理方式的變革，以適應(yīng)教育的新形勢與新挑戰(zhàn)。黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央把轉(zhuǎn)變政府職能作為深化經(jīng)濟體制改革和行政體制改革的關(guān)鍵，做出系統(tǒng)部署，在教育領(lǐng)域推行“放管服”改革，逐步創(chuàng)建現(xiàn)代化的教育治理體系和教育治理方式。

人工智能的應(yīng)用可以進一步深化教育領(lǐng)域的簡政放權(quán)、放管結(jié)合、優(yōu)化服務(wù)。針對簡政放權(quán)，人工智能可以通過大數(shù)據(jù)、迭代計算等對學(xué)科專業(yè)設(shè)置、教師編制及崗位管理、教育經(jīng)費使用與管理、學(xué)生學(xué)習(xí)基本狀況等進行綜合分析，科學(xué)預(yù)測相關(guān)資源的配置需求，從而開展基于證據(jù)的、科學(xué)的放權(quán)改革。當(dāng)然，教育治理必須堅持放權(quán)和監(jiān)管同步，通過科學(xué)監(jiān)管促進權(quán)力的合理使用以及教育資源的有效配置。教育監(jiān)管通常以教育督導(dǎo)、第三方評估、信息公開與社會監(jiān)督等方式來進行，人工智能除了在教育實踐中給教師、學(xué)生以教育效果的反饋，同時其大數(shù)據(jù)、高性能的計算能力也能使得有關(guān)部門在放權(quán)之后更為精準、便捷和高效地監(jiān)測教育質(zhì)量、教育公平狀況等，實現(xiàn)對教育狀況變化的實時把控，動態(tài)調(diào)整監(jiān)管政策和防范風(fēng)險，使放權(quán)的事項處于科學(xué)的監(jiān)管之中，有效調(diào)控教育發(fā)展的規(guī)模、質(zhì)量和效益。此外，人工智能有助于優(yōu)化服務(wù)。教育大數(shù)據(jù)不僅僅數(shù)據(jù)體量大，而且可能是全樣本、全過程的數(shù)據(jù)，更為重要的是它來源于過程性、即時性的行為和現(xiàn)象，可以分析微觀、個體的特征，發(fā)現(xiàn)共性背后的個性[14]。人工智能可通過教育大數(shù)據(jù)對教育發(fā)展規(guī)模、質(zhì)量、效益、公平、創(chuàng)新等方面進行挖掘、分析、建模，精準發(fā)現(xiàn)問題和分析原因，從而幫助有關(guān)部門有針對性地采取對策，有效降低教育成本，增強教育資源的配置效益?；谌斯ぶ悄艿慕逃卫碛兄诩涌焱七M教育治理的現(xiàn)代化和促進教育現(xiàn)代化。