全球化智能時(shí)代的教育變革

王銀鐸,高 偉

當(dāng)前在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)領(lǐng)域,技術(shù)人員的需求量依然在不斷增加。在智能時(shí)代,這種需求之廣大將會是不可想象的。對于我國這樣一個(gè)人口大國來說,只有從教育入手加強(qiáng)對大規(guī)模技術(shù)人員的培養(yǎng),使智能技術(shù)得到普及,提高全民的智能化素質(zhì),才能適應(yīng)全球智能化的發(fā)展趨勢,從而促使我國盡快實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)景規(guī)劃。

一、全球智能化與教育

近年來,“智慧教育”的概念被引入到我國的教育體系中。所謂智慧教育,是指“以促進(jìn)教育發(fā)展和深化教育改革為目的,在科研、教學(xué)、管理等教育領(lǐng)域進(jìn)行信息化建設(shè)。對于智慧教育來說,人機(jī)交互、協(xié)同合作、資源共享是其基本特征,而多媒體化、智能化、數(shù)字化、開放化則是其技術(shù)特點(diǎn)。教育現(xiàn)代化的建設(shè)離不開教育信息化的促進(jìn),信息技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的教育模式”。目前,我國的智慧教育建設(shè)存在著明顯的弊端,比如,專業(yè)的信息化技術(shù)人才嚴(yán)重不足,信息孤島現(xiàn)象比較突出,資源配置和優(yōu)化的效率較低,等等。若要消除這些弊端,既要大力引進(jìn)或培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員,還要在教學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀、課程觀、考試觀等層面作出必要的改變。

(一)智能化技術(shù)的根源

全球智能制造的熱潮掀起之后,中國、日本、美國與德國先后推出了“中國制造2025”“機(jī)器人新戰(zhàn)略”“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略”“工業(yè)4.0”等國家發(fā)展規(guī)劃。另外,英、法、韓、俄羅斯、印度等國也對外宣布了時(shí)間不同、內(nèi)容不同的未來發(fā)展計(jì)劃書?？傮w看來,這些國家均在所發(fā)布的文件中將智能化確定為未來發(fā)展的主基調(diào),指出了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的重要作用,并提出了綠色環(huán)保、低耗能、高品質(zhì)的發(fā)展愿景。

對此,我們應(yīng)當(dāng)深思的是,為何發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家所制定的未來戰(zhàn)略規(guī)劃具有明顯的同質(zhì)性?為何國內(nèi)不同類型的企業(yè)均對智能制造給予了高度關(guān)注?在智能制造的熱潮中是否隱含著某種規(guī)律?智能制造的動力是什么?在智能制造領(lǐng)域全球需要解決的共同問題是什么?如何獲得問題解決的突破口?最核心的問題是,怎樣探求智能化技術(shù)的根源?

從始于20世紀(jì)80年代的新技術(shù)革命的發(fā)展歷程來看,智能制造之所以受到全世界的關(guān)注,并不僅僅是因?yàn)槿藗儗ES、機(jī)器人、AI等技術(shù)具有強(qiáng)烈需求,還因?yàn)閿?shù)字經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)以及智能化轉(zhuǎn)型升級是一種歷史發(fā)展趨勢。

黨的十八大以來,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得到了國家領(lǐng)導(dǎo)人的重點(diǎn)關(guān)注,國家為此還出臺了一系列政策法規(guī)。中央政治局第36次集體學(xué)習(xí)活動于2016年10月開展,習(xí)近平總書記在本次活動的發(fā)言中指出,我國的數(shù)字經(jīng)濟(jì)務(wù)必“做大做強(qiáng)”。全國網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作會議于2018年4月召開,習(xí)近平總書記在會上強(qiáng)調(diào),必須明確新產(chǎn)業(yè)和新動能的重要價(jià)值,將信息技術(shù)作為創(chuàng)新的第一驅(qū)動力,通過形成新業(yè)態(tài)、構(gòu)建新模式,盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。

經(jīng)過國家大力倡導(dǎo)以及企業(yè)的不斷探索,我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)于2017年產(chǎn)生了27.2萬億元的總額,在國內(nèi)生產(chǎn)總值中的占比高達(dá)32.9%,實(shí)現(xiàn)了20.3%的同比增長率。數(shù)字經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的貢獻(xiàn)值逐年增加,對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的完善、資源的優(yōu)化以及社會的進(jìn)步均具有重要的意義。

2017年,《中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)如何引領(lǐng)全球新趨勢》由麥肯錫研究中心向全球發(fā)布,該報(bào)告指出,在世界多個(gè)領(lǐng)域中國已經(jīng)擔(dān)負(fù)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)引領(lǐng)的責(zé)任。比如,在電子商務(wù)領(lǐng)域,中國電商在2007年所獲得的交易總額在全球中的占比還不足1%,但2017年已突破了40%,為美、英、德、法、日等國總和。另外,中國于2016年即已擁有7.31億網(wǎng)民和7900億美元移動支付交易總額,前者為美國與歐盟之和,后者則是美國的11倍。再者,中國每年高校畢業(yè)生約有800萬,這些人也是移動互聯(lián)網(wǎng)的忠實(shí)粉絲,而利用手機(jī)上網(wǎng)的消費(fèi)者則達(dá)到了6.95億人,美國和歐盟的手機(jī)上網(wǎng)用戶分別為2.62億與3.43億。

以數(shù)字經(jīng)濟(jì)為服務(wù)對象的新技術(shù)體系可以說是智能化的技術(shù)根源,該體系將從計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等層面探尋突破口,為制造業(yè)的發(fā)展及其核心競爭力的提升提供技術(shù)支撐。

(二)全球智能化對教育的需求

目前,全球化教育的格局尚未形成,不僅如此,即便是一國教育也難以實(shí)現(xiàn)高度統(tǒng)一,因而教育仍然難以突破區(qū)域的限制,這也是不同地區(qū)采取不同教育模式的主要原因。就服務(wù)對象而言,這種狀況在短時(shí)間內(nèi)是無法改變的,然而長遠(yuǎn)來看,教育資源在全球范圍內(nèi)得到共享、教育制度具有趨同性、在線教育模式的普遍應(yīng)用等也是極有可能實(shí)現(xiàn)的。得益于計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),人類自上個(gè)世紀(jì)90年代即已邁進(jìn)了信息時(shí)代,無論是經(jīng)濟(jì)、商貿(mào)還是文化教育均凸顯了全球化的特征。在全球化背景下,世界各國之間的交流日益密切,“地球村”“經(jīng)濟(jì)一體化”等概念相繼被人們提出,如果按照信息技術(shù)的發(fā)展趨勢,“全球教育一體化”也指日可待?！禛TR2015》(其全稱為《全球技術(shù)革命：2015年生物、納米、材料技術(shù)發(fā)展趨勢及其與信息技術(shù)的融合》)以及《GTR2020》(其全稱為《2020年全球技術(shù)革命》),由美國蘭德企業(yè)分別于2001年和2006年對外發(fā)布。前者指出,每一個(gè)國家都在進(jìn)行著轟轟烈烈的技術(shù)革命,它不僅具有全球性的特質(zhì),而且促進(jìn)了納米技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)等與信息技術(shù)的充分融合。第二份預(yù)測報(bào)告則表明,2020年全球?qū)?chuàng)造出可明顯影響經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的56項(xiàng)技術(shù),其中,將芯片植入大腦、大數(shù)據(jù)傳輸、量子計(jì)算機(jī)、無線射頻、人工智能、后代基因選擇、全覆蓋的信息訪問、鄉(xiāng)村無線通訊、快速生物測定、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物等10項(xiàng)技術(shù)將會影響我國居民的日常生活。[1]實(shí)際上,這些技術(shù)目前已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn),比如“村村通”工程早已使偏遠(yuǎn)農(nóng)村用上了電話、電腦、手機(jī)和移動互聯(lián)網(wǎng)。

不可否認(rèn)的是,作為一種智慧結(jié)晶,無論是發(fā)明創(chuàng)造還是科學(xué)技術(shù)都具有專利性,但是任何一種前沿技術(shù)一旦被研發(fā)出來,都將會在全球范圍內(nèi)迅速得到推廣與應(yīng)用。調(diào)查表明,研發(fā)領(lǐng)域的全球化表現(xiàn)在五個(gè)方面,一是研發(fā)外包具有全球性；二是新興國家與地區(qū)對研發(fā)全球化的參與具有強(qiáng)烈需求；三是被視為新動力的研發(fā)產(chǎn)業(yè)推動了研發(fā)全球化的發(fā)展；四是蓬勃發(fā)展的研發(fā)服務(wù)業(yè)已成為研發(fā)全球化的重要構(gòu)成部分；五是跨國公司尤其重視與本土研發(fā)組織的友好合作,并基于此而制定了海外研發(fā)策略。[2]近年來,我國進(jìn)一步加大了開放的力度,一些跨國企業(yè)隨即將中國視為核心技術(shù)研發(fā)基地,從而促進(jìn)了內(nèi)地與境外的技術(shù)交流,來自于不同國家的技術(shù)與材料實(shí)現(xiàn)了在中國本土的匯聚。而對于中國企業(yè)來說,為了提升其在國際市場上的核心競爭力,也不惜斥巨資從國外引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備、材料或技術(shù)。

我國自從加入世界貿(mào)易組織(WTO)之后,無論是農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)、制造業(yè)還是輕工業(yè)、化工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品,均涌入了國際市場,但是任何一種產(chǎn)品要想在全球范圍內(nèi)打開銷路,不僅要注重產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量,更需要不斷進(jìn)行技術(shù)研發(fā),而這只有通過實(shí)施教育培訓(xùn)才能實(shí)現(xiàn)。也就是說,只有運(yùn)用先進(jìn)的教育手段,為各個(gè)產(chǎn)業(yè)輸入大量的技術(shù)人才,才能使我國產(chǎn)品得到及時(shí)創(chuàng)新,并在國際市場上擁有競爭優(yōu)勢。因此,在全球智能化的時(shí)代背景下,我國教育應(yīng)當(dāng)放眼世界,樹立智能化發(fā)展理念,采用智能化發(fā)展模式,為滿足企業(yè)的國際化發(fā)展需求培養(yǎng)復(fù)合型優(yōu)秀人才,為實(shí)現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)建良好的人力資源庫。

(三)全球化智能教育研究的對象

1.人是教育研究的對象

從語法和邏輯上來說,這種觀點(diǎn)并非錯(cuò)誤。這是因?yàn)樵谧匀唤缰兄挥腥瞬拍芙邮芙逃?而教育研究的目的之一是如何在較短的時(shí)間內(nèi)提升人的教育效果。但就研究的范圍來說,人不過是教育研究的對象之一,只有人與教育之間才存在唯一性,而制度、模式、計(jì)劃、設(shè)備等也是教育研究的對象,可見教育研究的對象與教育的對象不能混為一體,否則我們將無法明確同樣以人為研究對象的心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科與教育研究之間的區(qū)別。

2.運(yùn)用智能技術(shù)評價(jià)教育研究對象

智能教育與信息技術(shù)密切相關(guān),這也是其與傳統(tǒng)教育的本質(zhì)不同之處。因此不僅在課堂教學(xué)中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、投影儀等先進(jìn)設(shè)備,而且還基于智能化的測評系統(tǒng)對學(xué)生的考試作弊、誠信守約、按時(shí)還貸、是否隱瞞傳染性疾病等狀況進(jìn)行動態(tài)追蹤。目前,多數(shù)高校都在學(xué)年之初將學(xué)生的誠信基礎(chǔ)分(100分)輸入計(jì)算機(jī),隨后在實(shí)時(shí)考察過程中按照學(xué)生的具體表現(xiàn)進(jìn)行測評,并在學(xué)年末以測評結(jié)果為依據(jù)將其誠信狀況劃分為4個(gè)等級。評價(jià)結(jié)果為A 等級的學(xué)生擁有參評優(yōu)秀學(xué)生干部或優(yōu)秀學(xué)生的資格；評價(jià)結(jié)果為B級的學(xué)生可被邀請參加學(xué)生黨校培訓(xùn)或被發(fā)展成學(xué)生黨員；評價(jià)結(jié)果為C級、D級的學(xué)生不僅不享受以上待遇,而且還將會遭遇誠信危機(jī)。智能化的評價(jià)系統(tǒng)顯著減少了評價(jià)勞動量,任何一個(gè)操作環(huán)節(jié)均依賴計(jì)算機(jī)來完成,既提升了運(yùn)算速度又保證了運(yùn)算的準(zhǔn)確性,同時(shí)借助互聯(lián)網(wǎng)可使測評信息在區(qū)域教育系統(tǒng)內(nèi)得到共享。另外,相比于“若不這樣就會遭受懲罰”的僵硬說教方式,這種智能化的測評方式能夠獲得良好的誠信教育效果,可使教育研究對象——在校學(xué)生自覺樹立誠信為本的思想意識。

3.智能化背景下的教育本源

進(jìn)入智能時(shí)代以后,我們需要對教育的本源進(jìn)行重新定義。首先,我們應(yīng)當(dāng)明確一些基本問題。比如,什么是教育?知識的積累是教育的本質(zhì)嗎?接受教師傳授是學(xué)生掌握知識的唯一途徑嗎?人工智能能否開創(chuàng)新的教育模式呢?若要給出正確的答案,我們應(yīng)當(dāng)從全球智能化的角度去分析這些問題。由此我們便可以得出這樣一個(gè)結(jié)論,新時(shí)代的教育本源實(shí)際上就是以順應(yīng)全球化發(fā)展的趨勢為根本目的,通過開展一系列教育活動,來培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素養(yǎng),增強(qiáng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,[3]使其能夠掌握計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)知識,及時(shí)樹立與時(shí)俱進(jìn)的思想理念,勇做時(shí)代的弄潮兒。

隨著人工智能技術(shù)的提升與應(yīng)用,我們預(yù)測未來高考將會在操作程序上出現(xiàn)較大改觀。首先,基于人機(jī)交互,考生與心儀的高校可在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行對話,并提交自己的中學(xué)學(xué)習(xí)成績；其次,機(jī)器人將會對考生的學(xué)科知識進(jìn)行全面考查；再次,考生接受在線面試,其心理素質(zhì)、發(fā)展?jié)摿Α⒕C合素養(yǎng)等均由機(jī)器人進(jìn)行考核；最后,在一種虛擬情境中,考生對該校的學(xué)習(xí)生活進(jìn)行體驗(yàn)并抒發(fā)內(nèi)心的感受。機(jī)器人根據(jù)考生的表述同時(shí)結(jié)合上述考核結(jié)果,作出是否錄用該考生的決定。

目前,無論是翻轉(zhuǎn)課堂、微課還是慕課,都可以說是人類在教育領(lǐng)域進(jìn)行的全球智能化嘗試。將來,當(dāng)機(jī)器人經(jīng)過訓(xùn)練吸收了教師的智慧和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)之后,教育必將打破地域和國界的限制,普通高校、重點(diǎn)高校甚至是世界名校都將推出新的在線教育模式。

(四)廣義和狹義的全球化智能教育

從廣義上來說,智能化知識在全球范圍內(nèi)的推廣與學(xué)習(xí)被稱作全球化智能教育。2016年,圍棋高手李世石被機(jī)器人Alpha Go戰(zhàn)勝的新聞轟動了全世界,隨后“人工智能技術(shù)”引發(fā)各國關(guān)注。2016年5月,《“互聯(lián)網(wǎng)＋”人工智能三年行動實(shí)施方案》由我國發(fā)改委攜手其他4個(gè)部門共同發(fā)布,文件指出,至2018年我國將大力發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè),完善人工智能標(biāo)準(zhǔn)化體系,創(chuàng)建以人工智能技術(shù)為主的服務(wù)體系,不斷豐富人工智能基礎(chǔ)資源。人工智能還受到了世界科學(xué)知識與技術(shù)倫理委員會的特別重視,該組織于2016年8月同聯(lián)合國教科文組織一起發(fā)布了《機(jī)器人倫理初步報(bào)告草案》,該草案對人工智能技術(shù)對經(jīng)濟(jì)、教育、文化以及倫理道德等層面的影響進(jìn)行了詳細(xì)闡述。2016年10月,在《美國國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》中,美國將機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用納入國家發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃之中。

《人工智能：未來決策制定的機(jī)遇與影響》由英國政府在2016年11月對外發(fā)布,在這份報(bào)告中,英國將發(fā)展人工智能視為提升綜合國力的重要手段之一。由于受到全球的關(guān)注以及各國的大力扶持,“AIin all(全有人工智能)”的概念迅速被提出,從而使“AI＋”時(shí)代取代了“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代。2018年,我國學(xué)者祝智庭指出,當(dāng)前“AI＋”的發(fā)展模式幾乎覆蓋了包括教育在內(nèi)的所有領(lǐng)域。國務(wù)院在2017年7月頒發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出,智能教育(Intelligence Education)將是未來我國教育的發(fā)展方向,各大院校都應(yīng)當(dāng)樹立人機(jī)協(xié)同智能教育理念。還強(qiáng)調(diào),“全民智能教育”將是今后我國的長期教育目標(biāo),并將智能教育劃分為兩大類型,即AI技術(shù)教育與AI支持教育,前者旨在“提升對人工智能的認(rèn)知度以及應(yīng)用能力”,后者旨在“實(shí)現(xiàn)教育與人工智能的良好融合”,但并沒有給出具體的實(shí)施細(xì)則。

就狹義而言,智能教育可謂是創(chuàng)建智能教育系統(tǒng)。人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,致使很多學(xué)校開發(fā)了兼具智能化與開放化的教學(xué)平臺,它們普遍表現(xiàn)出以下幾種特征：

在教學(xué)實(shí)踐中,無論是備課、授課還是單元測試,均依托智能化教育平臺,這既減輕了教學(xué)工作量,促進(jìn)了師生間的溝通與交流,而且還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,獲得了良好的教學(xué)效果。

2.個(gè)性化

傳統(tǒng)的教育模式提出了“標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)化測試相結(jié)合”的教育理念,在這種狀況下,學(xué)生不過是應(yīng)試教育和標(biāo)準(zhǔn)化的“加工”對象,學(xué)校教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)具有同質(zhì)化的“產(chǎn)品”,實(shí)際上這類喪失競爭力的人才并不能適應(yīng)社會的發(fā)展。進(jìn)入AI時(shí)代以后,人工智能將會協(xié)助教師培養(yǎng)出具有創(chuàng)造力且非標(biāo)準(zhǔn)化突出的新型人才。[4]

智能化教學(xué)平臺實(shí)施差異化和自適應(yīng)的教學(xué)理念,根據(jù)學(xué)生的理解能力、吸收能力以及創(chuàng)新能力,為其提供不同的復(fù)習(xí)題,并有的放矢地指導(dǎo)其進(jìn)行學(xué)習(xí),以學(xué)生的進(jìn)步情況為依據(jù)對學(xué)習(xí)課程進(jìn)行合理調(diào)整,使學(xué)生的特長得到發(fā)揮,從而為社會輸入具有專業(yè)化和個(gè)性化的人才。

3.數(shù)據(jù)化

將人工智能與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分融合的智能化教學(xué)平臺,可對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與精準(zhǔn)分析,體現(xiàn)了“一切用數(shù)據(jù)來描述”的運(yùn)行特色。比如,考勤系統(tǒng)可展示學(xué)生的出勤狀況,考試系統(tǒng)能夠給出考題的發(fā)布時(shí)間,考生的答題率、正確率、交卷時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)。再如,基于這種平臺,教師便于記錄學(xué)生遵守紀(jì)律、回答問題、課堂作業(yè)完成等狀況,從而為學(xué)生的綜合測評提供重要依據(jù)。

由于糧食生產(chǎn)用水量巨大，水資源時(shí)空分布不均，缺少控制性工程，水功能區(qū)水質(zhì)狀況改善較慢，資源性缺水、工程性缺水、水質(zhì)性缺水的情況在黑龍江省各地都不同程度地存在，一些流域、區(qū)域，水資源供需矛盾日益突出。長此以往，水資源水環(huán)境將難以承載，發(fā)展將難以為繼。

另外,借助智能化教學(xué)平臺還可實(shí)現(xiàn)對行為的動態(tài)監(jiān)測與精準(zhǔn)分析。比如,以學(xué)生為研究對象,可分析其個(gè)人行為與家境、性格、高考成績之間的關(guān)系；以教師為研究對象,可探究其學(xué)歷、經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)方式等對教學(xué)效果的影響。

4.虛擬化

智能化教學(xué)平臺雖然可構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)世界基本相似的情境,但由于這種情境是無法觸摸到的,因此具有虛擬化的顯著特性。另外,平臺不僅可復(fù)制現(xiàn)實(shí)空間,還可利用虛擬技術(shù)對現(xiàn)實(shí)空間進(jìn)行重構(gòu),使學(xué)習(xí)者獲得更加舒適的體驗(yàn),設(shè)置內(nèi)心理想的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境,并在角色轉(zhuǎn)換中激發(fā)對學(xué)習(xí)的濃厚興趣。[5]

二、宏觀智能教育培養(yǎng)目標(biāo)的建構(gòu)改革

(一)智能教育的培養(yǎng)目標(biāo)

“務(wù)必轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式,以確保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)盡快得到優(yōu)化與升級”,這是中國共產(chǎn)黨第十七次代表大會提出的倡議,在黨的十八大以后,我國領(lǐng)導(dǎo)人則多次表明,“在進(jìn)行生態(tài)建設(shè)的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)將大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級作為一項(xiàng)重要工作來抓”。然而,要想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整以及轉(zhuǎn)型升級,務(wù)必以科學(xué)技術(shù)為指導(dǎo),尤其是在各個(gè)領(lǐng)域積極開展智能教育。在2014年召開的國際工程科技大會上,中國工程院院士李培根認(rèn)為可將“中國制造2025規(guī)劃”解讀為“1條主線與4大轉(zhuǎn)變”,前者是指基于智能技術(shù)與數(shù)字技術(shù)促使制造產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深度融合；后者是指在資源消耗上向綠色制造轉(zhuǎn)變,在競爭方式上向質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)變,在驅(qū)動層面上向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變,在制造類型上向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。但歸根結(jié)底是要通過前沿技術(shù)在制造領(lǐng)域的充分應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)“中國制造”向“中國智造”的轉(zhuǎn)變。

另外,若用綜合指數(shù)進(jìn)行評測,目前我國制造業(yè)尚未能躋身于世界第一方陣,然而按照當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢以及工業(yè)化進(jìn)程來預(yù)測,我國的制造業(yè)有可能于2025年前后向世界第二方陣邁進(jìn),屆時(shí)我國將在制造強(qiáng)國的道路上大踏步前進(jìn)；至2035年前后,我國的制造水平將會超越德國而成為第二方陣的排頭兵；至2045年前后,我國的制造業(yè)將會居于世界前列,并發(fā)展為真正的制造強(qiáng)國。對于世界任何一個(gè)國家來說,智能化都將會導(dǎo)致其生產(chǎn)方式出現(xiàn)重大變革,正如德國在其“工業(yè)4.0計(jì)劃”中所描述的那樣,“生產(chǎn)要素在全球范圍內(nèi)的流動使之得到了靈活配置,人們對個(gè)性化產(chǎn)品的需求更加旺盛,并廣泛參與到整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造過程。無論是產(chǎn)品還是服務(wù)均具有集成化與規(guī)模化的特征,而任何一個(gè)企業(yè)的發(fā)展都離不開互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的支撐”[6]。通過這段話我們可以預(yù)見到未來的生活場景,毋庸置疑,無論是個(gè)人、企業(yè)還是國家,如果不能掌握智能技術(shù)甚至不能認(rèn)識到智能化的重要作用,必將會在殘酷的競爭中被淘汰出局,可見智能教育已經(jīng)是迫在眉睫,對于一國而言,開展智能教育提高全民的智能化素質(zhì),不僅具有重要性更具有緊迫性。

近年來,3D打印以及機(jī)器人行業(yè)發(fā)展得尤為迅速,然而在蓬勃發(fā)展的背后,令人憂慮不安的是專業(yè)技能人才的供不應(yīng)求。在全球智能化發(fā)展的背景下,我國若要實(shí)現(xiàn)智能人才的供求平衡,必須深化教育改革,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才為目標(biāo),促使職業(yè)學(xué)校由“職業(yè)收留所”向“智能化技術(shù)人才培訓(xùn)基地”轉(zhuǎn)變。

(二)智能教育在不同時(shí)期的發(fā)展特點(diǎn)

智能教育已經(jīng)走過了一段不短的發(fā)展歷程,在其不同的發(fā)展階段體現(xiàn)了不同的發(fā)展特點(diǎn)。

1.萌芽期：初級教學(xué)機(jī)器的應(yīng)用

智能教育的發(fā)展萌芽于上個(gè)世紀(jì)20年代,具有標(biāo)志性的事件是教學(xué)機(jī)器的誕生,該機(jī)器由Pressey所研發(fā)并具有計(jì)分和檢測功能；[7]到了60年代初期,通過運(yùn)用行為主義理論,Skinner發(fā)明了一款蘊(yùn)含教學(xué)程序的教學(xué)機(jī)器,從而完成了個(gè)性化教學(xué)目標(biāo),而這也被視為人工智能教育的基礎(chǔ)。

2.啟動期：CAI模擬教學(xué)

電子課件、操作軟件以及運(yùn)行硬件是CAI的主要構(gòu)成要素。CAI即英文單詞Computer Aided Instruction 的首字母組合,意為“計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)”,[8]該系統(tǒng)創(chuàng)建于上個(gè)世紀(jì)60年代后期,并支持LOGO、ALGOL 等多種編程語言。當(dāng)時(shí)除了CAI之外,PLATO、TICCIT 等系統(tǒng)在教育領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。這些模擬教學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)標(biāo)志著人工智能教育真正邁入了啟動期。

3.突破期：ICAI模擬教學(xué)

出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)七八十年代的ICAI即Intelligent Computer Assisted Instruction(智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))的英文簡稱,該系統(tǒng)的發(fā)明源于研究者運(yùn)用推理機(jī)、知識庫等對CAI的改進(jìn)。在這一時(shí)代,認(rèn)知心理學(xué)得到了蓬勃發(fā)展而行為主義逐漸被人們所淡忘,并由此產(chǎn)生了分別以行為主義理論和認(rèn)知主義理論為基礎(chǔ)的智能教學(xué)系統(tǒng),前者如SOPHIE、SCHOLAR、GUIDON、WEST 等教學(xué)平臺,PROUST、LISP Tutor等教學(xué)平臺則是后者的典型代表。盡管如此,“以授課者為中心”卻是這些輔助教學(xué)系統(tǒng)所共同秉持的教學(xué)理念。

4.發(fā)展期：自適應(yīng)學(xué)習(xí)

Adaptive Hypermedia System(自適應(yīng)超媒體系統(tǒng))簡稱為AHS,它以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托,被創(chuàng)建于上個(gè)世紀(jì)90年代初期,之后經(jīng)過改進(jìn)而演變?yōu)楹w適應(yīng)性引擎、教學(xué)、用戶、領(lǐng)域等4種模塊的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。[9]顧名思義,該系統(tǒng)的顯著特征為“自適應(yīng)”,即可依據(jù)學(xué)習(xí)者的理解能力、認(rèn)知能力、文化程度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)現(xiàn)狀等,為其提供具有效率性和適應(yīng)性的學(xué)習(xí)方案。Why－2Atlas、AutoTutor以及SQLTutor是這類系統(tǒng)的典型代表,并運(yùn)用了新的教學(xué)理念——“以學(xué)習(xí)者為中心”。

5.高速發(fā)展期：智適應(yīng)學(xué)習(xí)

最近幾年,互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的不斷提升,為巨量教育數(shù)據(jù)的采集、整理、歸納、分析等提供了便利,從而推動了智能教育的高速發(fā)展。在這種狀況下,一種可動態(tài)跟蹤學(xué)習(xí)狀態(tài)的智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)得以產(chǎn)生。數(shù)據(jù)驅(qū)動和人工智能是該系統(tǒng)的突出優(yōu)勢,基于此可對學(xué)習(xí)者的個(gè)人偏好、學(xué)習(xí)時(shí)長、做題正確率、知識掌握狀況等進(jìn)行深度分析,并提供有價(jià)值的信息,有助于學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展。除了AltSchool、DreamBox、SmartSparrow 之外,ALEKS、Knewton以及Kidaptive也是這類平臺的典型代表。

三、宏觀智能教育培養(yǎng)目標(biāo)的建構(gòu)路徑重置

智能教育不僅強(qiáng)調(diào)了個(gè)性化與分散化,而且突出了網(wǎng)絡(luò)化與智能化的特征,它以CPS和嵌入式框架為基礎(chǔ),以智能化為核心,依托服務(wù)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的充分融合,實(shí)現(xiàn)了服務(wù)智能化與管理智能化。進(jìn)入智能化社會之后,在信息技術(shù)的影響下,人們的生產(chǎn)、生活、工作、學(xué)習(xí)等層面均將產(chǎn)生顛覆性的變化。另外,智能教育還主張“綠色發(fā)展”,因而為了避免資源浪費(fèi)需要人們遵從具有同質(zhì)性的標(biāo)準(zhǔn)化體系,但從現(xiàn)實(shí)情況來看,國家或地區(qū)不同針對同一行業(yè)所發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)也存在顯著差異。以制造業(yè)來說,無論是集成標(biāo)準(zhǔn)還是接口均難以達(dá)到一致性,而這也是我國制造產(chǎn)品在某些國際市場受限的根本原因。由此表明,在全球化智能時(shí)代,我國應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)掌握智能技術(shù)和國際標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)人士為宗旨,制定出切實(shí)可行的智能教育目標(biāo),對該目標(biāo)的建構(gòu)路徑進(jìn)行重置,對智能教育課程的設(shè)置以及課程的開發(fā)路徑作出深刻的思考。

(一)智能教育課程的構(gòu)建模型

全球化智能背景下,為社會輸入高技能人才應(yīng)當(dāng)是教育的根本任務(wù)。《上海共識》(產(chǎn)生于第三屆國際職業(yè)技術(shù)教育與培訓(xùn)大會)明確指出,“各個(gè)階層都應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到職業(yè)教育與培訓(xùn)(Technological and Vocational Education and Training,簡稱TVET)對于未來發(fā)展的重要性,TVET 既要適應(yīng)全球化的發(fā)展態(tài)勢,還要滿足本國的發(fā)展需求,并注重對‘綠色發(fā)展’概念的灌輸,從而切實(shí)降低人類活動對生態(tài)環(huán)境的破壞力”。另外,“TVET 更應(yīng)當(dāng)對質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行關(guān)注,對其做出準(zhǔn)確的定義,在維護(hù)本國利益的基礎(chǔ)上而向國際標(biāo)準(zhǔn)靠近”。該文件還強(qiáng)調(diào)了資格框架改革的重要性,認(rèn)為“資格體系要涵蓋質(zhì)量保證機(jī)制,資格評估與認(rèn)證應(yīng)達(dá)到國際水平”[10]。目前,為了提升標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理效率,歐美等發(fā)達(dá)國家為現(xiàn)代學(xué)徒制配置了既嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致而又科學(xué)的評價(jià)監(jiān)控系統(tǒng)。德國不僅早于其他國家設(shè)計(jì)了DOR資格框架而且所發(fā)布的300多個(gè)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均具有全國一致性。[11]2008年,德國DOR 框架正式運(yùn)行,“該框架與歐洲資格框架之間表現(xiàn)出高度協(xié)調(diào)性,從而提升了各國資格的透明度,使不同國家的教育系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了共通共融”[12]。由此可見,DOR 框架既體現(xiàn)了德國對全球化的適應(yīng),也為該國智能化教育奠定了基礎(chǔ)。如今,無論是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還是行業(yè)的發(fā)展越來越彰顯出全球化的特性,因此我國應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)國際通用技能人才為目的,選用合理的智能教育課程模型,對課程標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位,確保學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)國際化發(fā)展。

(二)智能教育課程的開發(fā)路徑

1.自適應(yīng)學(xué)習(xí)

構(gòu)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)模式是自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的主要功能,因此其提供的學(xué)習(xí)資源、內(nèi)容以及策略均具有個(gè)性化特征,從而使學(xué)習(xí)者接受個(gè)性化的干預(yù)與指導(dǎo)。[13]在全球范圍內(nèi),很多國家都構(gòu)建了以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺。為了明確學(xué)習(xí)者對知識的掌握程度以及提供有效的學(xué)習(xí)路徑,美國研發(fā)的Knewton學(xué)習(xí)系統(tǒng)不僅運(yùn)用了學(xué)科知識圖譜,而且還借助于兩種模型,其一為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)概率模型,其二為心理測量模型。[14]基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法,Dream Box既可提升學(xué)習(xí)者對數(shù)學(xué)概念的理解力,又可動態(tài)掌握其學(xué)習(xí)記錄。[15]總的來說,依托于大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、人工智能等技術(shù)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng),為學(xué)習(xí)者配置了合理的知識圖譜、知識本體庫以及學(xué)習(xí)途徑,實(shí)現(xiàn)了對學(xué)習(xí)過程的智能調(diào)整,使學(xué)習(xí)者獲得了良好的學(xué)習(xí)效率。

2.智能化學(xué)習(xí)評測

信息化教學(xué)系統(tǒng)通過運(yùn)用人工智能技術(shù),不僅改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)測評方式,而且顯著提高了測評效率。在這方面,機(jī)器口語測評和電腦智能測驗(yàn)最為常見。

電腦智能檢測系統(tǒng)運(yùn)用了兩種理論,即認(rèn)知診斷和項(xiàng)目反映理論。進(jìn)行操作之前,首先應(yīng)當(dāng)在計(jì)算機(jī)中配置題庫,然后系統(tǒng)對學(xué)習(xí)者的知識水平進(jìn)行精準(zhǔn)評估,并以此為根據(jù)有針對性地從題庫中抽取測試題。依托這種檢測系統(tǒng),被試能夠及時(shí)明確學(xué)習(xí)中的薄弱之處,從而對學(xué)習(xí)策略作出合理調(diào)整。[16]當(dāng)前,智能測試技術(shù)已經(jīng)在論答、智慧學(xué)伴等教育平臺得到了普遍應(yīng)用。

運(yùn)用了智能語音識別技術(shù)的大規(guī)模機(jī)器口語測評軟件,可對學(xué)生的英語單詞發(fā)音準(zhǔn)確率進(jìn)行測試,并可提供發(fā)音矯正幫助。國外最常用的軟件為Duolingo與Carnegie Speech,它們均采用了NLP和ASR 技術(shù),即Natural Language Processing(自然語言處理技術(shù))與Automatic Speech Recognition(自動語音識別技術(shù))。英語口語識別引擎主要被我國的51Talk、滬江英語、科大訊飛等普遍應(yīng)用。

3.智能化教學(xué)輔助工具

教學(xué)機(jī)器人、自動閱卷系統(tǒng)以及作文自動批改工具的出現(xiàn),有效解決了師資力量不足、教學(xué)效率不高、教學(xué)成本較大等問題。[17]

以大數(shù)據(jù)處理、語言分析、圖像識別等技術(shù)為支撐的作文自動化批閱工具,建立了語法、句型、詞匯、篇章等多個(gè)評價(jià)維度,可對被試的作文進(jìn)行點(diǎn)評和打分。Pearson、McGraw－Hill、ETS以及我國的批改網(wǎng)均具有這些功能。另外,可評測編程題、論述題以及簡單題的Udacity、Coursera以及edX,主要運(yùn)用了眾包、機(jī)器學(xué)習(xí)、語言處理等技術(shù)。

對于學(xué)生而言,教育機(jī)器人既是其虛擬學(xué)伴又是其學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)者；對于教師而言,教育機(jī)器人是良好的教學(xué)輔助工具,有助于提升其教學(xué)效率和教學(xué)管理水平。在這類工具中,聊天機(jī)器人Admit Hub因其出色的表現(xiàn)而最有代表性。

四、總結(jié)

人工智能技術(shù)的不斷提升以及廣泛應(yīng)用,不僅對人們的生活、工作、交際等產(chǎn)生了巨大影響,而且還引發(fā)了教育變革。全球智能化的時(shí)代特征已經(jīng)出現(xiàn),在這種環(huán)境下,一國能否有效開展智能教育將直接關(guān)乎到未來綜合國力的提升。本文分析了全球智能化對教育的影響,論述了智能教育的定義、智能教育的對象以及全球智能化對教育的需求,從宏觀層面闡明了智能教育培訓(xùn)目標(biāo)的建構(gòu)改革與建構(gòu)路徑,旨在為全球化智能環(huán)境下我國的教育改革提供一定的參考。