人工智能+教育：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

李爽 鄭勤華

【摘 要】當(dāng)前，人工智能成為各國(guó)實(shí)現(xiàn)時(shí)代所需的教育變革和升級(jí)的重要機(jī)遇。人工智能具有變革教育系統(tǒng)、構(gòu)建新型教育生態(tài)的革命性力量，人工智能+教育將對(duì)學(xué)習(xí)方式、教學(xué)范式、教育供給和服務(wù)、教育管理等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而，推進(jìn)人工智能與教育的深度融合任重道遠(yuǎn)，需要積極應(yīng)對(duì)人工智能所帶來(lái)的倫理等新問(wèn)題，有效推進(jìn)基礎(chǔ)研究所需的跨界、跨領(lǐng)域合作，以及全面規(guī)劃和開(kāi)展人工智能人才培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】人工智能 教育變革 深度融合 機(jī)遇 挑戰(zhàn)

人工智能是20世紀(jì)50年代興起的一門新興技術(shù)學(xué)科，研發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)[1]?！叭斯ぶ悄堋保ˋrtificial Intelligence）概念首次提出是在1956年美國(guó)舉辦的達(dá)特茅斯學(xué)院會(huì)議上。一批年輕專家在會(huì)上研討機(jī)器模擬智能的系列問(wèn)題時(shí)提出這一術(shù)語(yǔ)[2]，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。二十世紀(jì)七八十年代，人工智能技術(shù)引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，與空間技術(shù)、能源技術(shù)并稱為世界三大尖端技術(shù)，在機(jī)器人、控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人工智能已發(fā)展成為涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、生理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、哲學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的前沿交叉科學(xué)，研究?jī)?nèi)容涉及知識(shí)表征、自動(dòng)推理、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取、自然語(yǔ)言理解、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能機(jī)器人、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

隨著人工智能相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，今天，人工智能再度成為社會(huì)各界的焦點(diǎn)。人工智能與各產(chǎn)業(yè)行業(yè)的融合成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代全球各國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)面臨的共同機(jī)遇和挑戰(zhàn)，并正潛移默化地改變?nèi)藗兊纳?、學(xué)習(xí)與工作，人類社會(huì)正在經(jīng)歷從信息時(shí)代、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向智能時(shí)代的轉(zhuǎn)變。

2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出我國(guó)將在2030年成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，占據(jù)人工智能科技制高點(diǎn)，并系統(tǒng)制定我國(guó)新一代人工智能發(fā)展的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施，從而有力推進(jìn)了人工智能成為我國(guó)各行業(yè)發(fā)展變革的核心戰(zhàn)略與重要布局，也成為推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”變革的關(guān)鍵力量。2019年年初，中共中央、國(guó)務(wù)院先后印發(fā)《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》全面規(guī)劃人工智能時(shí)代教育的中長(zhǎng)期改革發(fā)展藍(lán)圖，人工智能教育研究與應(yīng)用成為我國(guó)教育中長(zhǎng)期發(fā)展的工作重心之一，旨在實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量、公平、有效率、可持續(xù)的中國(guó)教育發(fā)展。2019年5月16日—18日，“國(guó)際人工智能與教育大會(huì)”在北京的成功召開(kāi)，進(jìn)一步推進(jìn)了我國(guó)人工智能教育應(yīng)用與發(fā)展的進(jìn)程。來(lái)自世界各國(guó)的教育和科研專家，以及企業(yè)和媒體代表匯聚一堂，分享、交流人工智能應(yīng)用研究與實(shí)踐探索的經(jīng)驗(yàn)，暢想人工智能將如何變革學(xué)習(xí)和重塑教育，探索人工智能時(shí)代教育新生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。習(xí)近平總書(shū)記向大會(huì)發(fā)來(lái)賀信，深刻闡述了人工智能給教育帶來(lái)的革命性影響，向國(guó)際社會(huì)發(fā)出了促進(jìn)智能時(shí)代教育發(fā)展創(chuàng)新、攜手推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的倡議①。習(xí)近平總書(shū)記指出：“人工智能是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力，正深刻改變著人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，推動(dòng)人類社會(huì)迎來(lái)人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能時(shí)代。把握全球人工智能發(fā)展態(tài)勢(shì)，找準(zhǔn)突破口和主攻方向，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命?！雹?/p>

一、人工智能變革教育的潛力

人工智能具有重構(gòu)教育生態(tài)的革命性力量，人工智能與教育的深度融合不是對(duì)傳統(tǒng)教育教學(xué)系統(tǒng)的賦能和增強(qiáng)，而是旨在推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教育系統(tǒng)的升級(jí)與變革，也是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)教科文組織2015年11月在《教育2030行動(dòng)框架》中所制定的聯(lián)合國(guó)17項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（Sustainable Development Goals）中第四項(xiàng)目標(biāo)（簡(jiǎn)稱SDG4）的有效途徑[3]。人工智能與教育教學(xué)的融合將有力推動(dòng)學(xué)習(xí)方式、教學(xué)范式、教育供給與服務(wù)、管理模式四個(gè)層面的創(chuàng)新、變革與升級(jí)。

1.學(xué)習(xí)方式變革：基于多元虛實(shí)學(xué)習(xí)空間的分布式學(xué)習(xí)

人工智能技術(shù)與教學(xué)的深度融合將推動(dòng)學(xué)習(xí)方式從傳統(tǒng)的“以教師為中心”的集中課堂學(xué)習(xí)向基于虛實(shí)結(jié)合的多元學(xué)習(xí)空間的分布式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。以人工智能為特征的相關(guān)技術(shù)有效拓展了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間和場(chǎng)景，構(gòu)建出更多虛擬聯(lián)通的學(xué)習(xí)空間，推動(dòng)更加開(kāi)放聯(lián)通、虛實(shí)結(jié)合、泛在靈活的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)。在更加開(kāi)放、多元、智能的學(xué)習(xí)空間與環(huán)境中，學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境交互方式將會(huì)改變，認(rèn)知和學(xué)習(xí)的分布式特征逐漸增強(qiáng)，學(xué)習(xí)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。學(xué)生在學(xué)習(xí)中的能動(dòng)性與自主性被有效激勵(lì)和促進(jìn)，學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠根據(jù)學(xué)生特征和學(xué)習(xí)行為實(shí)時(shí)調(diào)整環(huán)境要素，以符合學(xué)生學(xué)習(xí)需求，進(jìn)而改善學(xué)習(xí)體驗(yàn)、提升學(xué)習(xí)成效。各種智能認(rèn)知工具與智能代理的出現(xiàn)將賦能學(xué)生，提升學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和技能的效率，學(xué)生與智能代理的互動(dòng)將成為學(xué)生學(xué)習(xí)互動(dòng)的重要方式，在各種智能認(rèn)知工具和智能代理的支持下，基于虛實(shí)空間的探究和創(chuàng)造學(xué)習(xí)成為學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的主要方式，有力支持了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.教學(xué)范式變革：以育人為目標(biāo)的個(gè)性化智慧教學(xué)范式

人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)學(xué)校課堂環(huán)境、公共教育場(chǎng)所的融合，與更加開(kāi)放的社會(huì)公共場(chǎng)所、生活與工作場(chǎng)所、自然世界的深度融合將全面拓展教學(xué)的時(shí)空與場(chǎng)景，推動(dòng)構(gòu)建一種將虛擬世界、社會(huì)世界、物理世界三維空間融通的更加智能靈活的教學(xué)時(shí)空和場(chǎng)景。教學(xué)時(shí)空的變革將有力推進(jìn)教學(xué)范式從以知識(shí)傳遞為目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)向以育人為目標(biāo)的個(gè)性化智慧教學(xué)轉(zhuǎn)變。新范式下教學(xué)更關(guān)注學(xué)生全人發(fā)展的需求，能夠有效支持具有分布式特征的新型學(xué)習(xí)，人工智能賦能的多元聯(lián)通、智能靈活的全新教學(xué)環(huán)境有力支持了新育人目標(biāo)與學(xué)習(xí)方式的實(shí)現(xiàn)，助力相應(yīng)教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評(píng)價(jià)等一系列的變革。教學(xué)智能代理成為新型教學(xué)要素，承擔(dān)了知識(shí)講解、學(xué)習(xí)支持、學(xué)習(xí)監(jiān)控、學(xué)習(xí)診斷、學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)等基礎(chǔ)性教學(xué)任務(wù)，教師的工作重心將發(fā)生變化，從知識(shí)講解等基本教學(xué)任務(wù)中解放出來(lái)，專注于學(xué)生高階認(rèn)知能力與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生、教師、內(nèi)容、媒體等要素的互動(dòng)關(guān)系，隨著教學(xué)智能代理的引入而發(fā)生變化，推動(dòng)教學(xué)模式創(chuàng)新。此外，在人工智能技術(shù)支持下，學(xué)生畫(huà)像、學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)分析與實(shí)時(shí)診斷更加精準(zhǔn)，支持教學(xué)從經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)向智慧型教學(xué)轉(zhuǎn)變，破解了傳統(tǒng)教育中無(wú)法兼顧規(guī)模與質(zhì)量的難題，能夠有效實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的個(gè)性化優(yōu)質(zhì)教學(xué)。

3.教育供給與服務(wù)創(chuàng)新：兼顧規(guī)模與質(zhì)量的精準(zhǔn)教育供給與個(gè)性化服務(wù)

人工智能與教育的深度融合不僅僅促進(jìn)了學(xué)與教的變革、提升了教學(xué)質(zhì)量，還進(jìn)一步推動(dòng)了教育供給與服務(wù)方式的創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)教育公平、全納教育、終身教育，滿足日益增長(zhǎng)的多元化教育服務(wù)需求提供了新機(jī)會(huì)?；谌斯ぶ悄艿慕逃虒W(xué)系統(tǒng)或代理工具為偏遠(yuǎn)和貧困地區(qū)優(yōu)質(zhì)師資短缺問(wèn)題提供了有效且可持續(xù)的解決方案。隨著越來(lái)越多面向不同領(lǐng)域、不同層次的人工智能教育系統(tǒng)或工具面世，隨著智能技術(shù)與社會(huì)各類工作、學(xué)習(xí)與生活的深度滲透，基于人工智能教育系統(tǒng)或代理進(jìn)行靈活、泛在的學(xué)習(xí)將成為社會(huì)各類群體進(jìn)行自我發(fā)展、終身學(xué)習(xí)的重要途徑。更多社會(huì)力量加入整合人工智能技術(shù)的教育供給行列，教育供給方式更加多元和靈活，教育供給水平也將顯著提升，教育供給與服務(wù)更關(guān)注個(gè)性化教育需求。服務(wù)內(nèi)容與模式更關(guān)注教育市場(chǎng)的多元化、小眾化、個(gè)性化需求，追求服務(wù)的精準(zhǔn)、質(zhì)量與個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的智能化服務(wù)。綜上，正如教育部部長(zhǎng)陳寶生所指出的，人工智能與教育系統(tǒng)的深度融合將推動(dòng)更加靈活、開(kāi)放、終身的個(gè)性化教育生態(tài)體系的構(gòu)建。

4.管理模式創(chuàng)新：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人機(jī)協(xié)同的高效教育決策與治理

人工智能與教育的深度融合也同樣推進(jìn)了基于全局?jǐn)?shù)據(jù)的智能化教育決策和治理。隨著國(guó)家、區(qū)域、學(xué)校、各類企業(yè)事業(yè)機(jī)構(gòu)的相關(guān)教育教學(xué)、教研、人事、行政、財(cái)務(wù)、后勤等數(shù)據(jù)的豐富與融通，教育決策將獲得多元、全局?jǐn)?shù)據(jù)的支持，而對(duì)這些數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析將成為有效決策的重要前提，人工智能技術(shù)支持了對(duì)這些數(shù)據(jù)的智能化分析，為高效教育決策提供了重要支撐。教育大數(shù)據(jù)的豐富與融通也推進(jìn)了教育管理從自上而下的單一管理模式向多元主體協(xié)同參與的教育治理模式轉(zhuǎn)變，在人工智能技術(shù)的支撐下，政府、學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)機(jī)構(gòu)、家長(zhǎng)、學(xué)生等各類教育相關(guān)利益群體關(guān)于教育活動(dòng)、教育現(xiàn)象和教育問(wèn)題的信息、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)與意見(jiàn)能夠被智能捕捉、快速分享、深入挖掘和分析，實(shí)現(xiàn)關(guān)于資源配置、教育質(zhì)量監(jiān)控、教育投入評(píng)估、教育問(wèn)題預(yù)警、突發(fā)問(wèn)題響應(yīng)、業(yè)務(wù)協(xié)同創(chuàng)新等方面的人機(jī)協(xié)同的精準(zhǔn)、高效的教育治理。

二、人工智能與教育深度融合的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)建議

然而，同樣必須清晰認(rèn)識(shí)到，我們尚處在人工智能教育應(yīng)用的起步階段，盡管人工智能具有變革教育的潛力，但是推進(jìn)人工智能與教育的深度融合，我們還需要應(yīng)對(duì)一系列新的挑戰(zhàn)。

首先，正視和應(yīng)對(duì)人工智能廣泛應(yīng)用所帶來(lái)的問(wèn)題，如數(shù)據(jù)安全與個(gè)人隱私保護(hù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、人機(jī)關(guān)系的倫理困境、可能加大的數(shù)字鴻溝等問(wèn)題。這些問(wèn)題并不是技術(shù)本身的問(wèn)題，而是與人工智能技術(shù)合理、有效應(yīng)用相關(guān)的倫理、社會(huì)等問(wèn)題，是推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用所必須配套解決的支撐環(huán)境的問(wèn)題。上述問(wèn)題將影響人工智能教育應(yīng)用的價(jià)值導(dǎo)向、正確認(rèn)知、社會(huì)接受度和受益范圍等。這些問(wèn)題的解決需要社會(huì)學(xué)、信息科學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科專家的深入研究，以及政府相關(guān)部門基于有關(guān)研究成果的政策研究與制定、教育機(jī)構(gòu)相關(guān)教育項(xiàng)目與課程的建設(shè)與推廣等。

其次，加強(qiáng)多方協(xié)作開(kāi)展新教育理念引領(lǐng)下的各教育領(lǐng)域人工智能基礎(chǔ)性研究。教育的系統(tǒng)變革與升級(jí)不僅僅是方法與技術(shù)的變革，還是新教育價(jià)值觀、教育理念引領(lǐng)下的教育范式的結(jié)構(gòu)化變革。以全人發(fā)展為目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)是新時(shí)期世界各國(guó)公認(rèn)的教育目標(biāo)，人工智能與教育的深度融合應(yīng)該以該目標(biāo)為導(dǎo)向，而不是僅僅提升學(xué)生的應(yīng)試技能與基礎(chǔ)知識(shí)技能?，F(xiàn)階段，大量人工智能教育應(yīng)用與學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)有關(guān)，有利于促進(jìn)基本知識(shí)技能學(xué)習(xí)，但缺乏促進(jìn)核心素養(yǎng)、高階能力發(fā)展的人工智能應(yīng)用研發(fā)，而這些人工智能的應(yīng)用研究對(duì)研究團(tuán)隊(duì)的理論、技術(shù)和實(shí)踐等多種能力和條件都具有較高要求，僅靠一方力量無(wú)法完成。未來(lái)，迫切需要相關(guān)機(jī)制、體制創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)多學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)校和企業(yè)等機(jī)構(gòu)共同參與、協(xié)同創(chuàng)新，解決以核心素養(yǎng)、高階能力、關(guān)鍵品格培養(yǎng)為目標(biāo)的學(xué)習(xí)者建模、知識(shí)表征、能力建模、教學(xué)過(guò)程建模、素養(yǎng)評(píng)價(jià)等基礎(chǔ)性問(wèn)題。

最后，盡快推進(jìn)人工智能基本素養(yǎng)教育與人才培養(yǎng)。人工智能作為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重要途徑和各行各業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵路徑，未來(lái)無(wú)疑將產(chǎn)生大量人工智能人才需求，教育需要系統(tǒng)規(guī)劃、全面推進(jìn)人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)以及人工智能基本素養(yǎng)教育工作。在充分研究和論證的基礎(chǔ)上，搭建從嬰幼兒到中小學(xué)，到高等教育的人工智能基本素養(yǎng)培養(yǎng)體系，搭建各行各業(yè)人工智能專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)體系，建設(shè)人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)體系與課程。特別需要強(qiáng)調(diào)對(duì)教師和相關(guān)教育科研、管理者的人工智能教育應(yīng)用素養(yǎng)培養(yǎng)。因?yàn)榻處熀拖嚓P(guān)教育工作者是將人工智能與教育深度融合的關(guān)鍵因素，他們對(duì)人工智能的應(yīng)用能力直接影響人工智能與教育的融合水平。因此，迫切需要研究教師等相關(guān)教育工作者將人工智能與教育教學(xué)深度融合所需的基本素養(yǎng)與核心能力，構(gòu)建相應(yīng)培訓(xùn)體系。

三、總結(jié)與展望

縱觀人類社會(huì)發(fā)展史，技術(shù)革命與科技進(jìn)步扮演了重要的推動(dòng)作用。當(dāng)前，人工智能的全球熱潮揭示了人類社會(huì)正在經(jīng)歷新興智能技術(shù)所引發(fā)的社會(huì)巨變，智能時(shí)代即將到來(lái)。人工智能具有顛覆性的革命力量，為包括教育在內(nèi)的社會(huì)各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)破解傳統(tǒng)問(wèn)題、適應(yīng)新環(huán)境和需求的系統(tǒng)升級(jí)與變革提供了新的機(jī)遇。然而，“人工智能+教育”給我們帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。技術(shù)不是萬(wàn)能的，技術(shù)變革教育系統(tǒng)的力量需要正確的價(jià)值觀與理念來(lái)引導(dǎo)。在符合新時(shí)期教育需求的先進(jìn)教育價(jià)值觀和理論下推動(dòng)人工智能與教育的深度融合，是成功推動(dòng)教育變革、重構(gòu)教育生態(tài)的關(guān)鍵。

此外，真正實(shí)現(xiàn)智能教育，我們?nèi)沃囟肋h(yuǎn)。一方面，人工智能技術(shù)所帶來(lái)的倫理、社會(huì)等問(wèn)題需要各國(guó)政府與社會(huì)各界的共同探索和應(yīng)對(duì);另一方面，迫切需要大量跨學(xué)科、跨機(jī)構(gòu)的合作研究以支撐人工智能在教育系統(tǒng)的深度滲透與應(yīng)用，迫切需要推進(jìn)人工智能基本素養(yǎng)教育和專業(yè)人才培養(yǎng)以符合智能時(shí)代對(duì)人才的新需求。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院）

責(zé)任編輯：孫昕

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