教育領(lǐng)域人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀、影響與挑戰(zhàn)

鐘悅 王潔

摘? ?要：人工智能自引進(jìn)教育領(lǐng)域以來，其發(fā)展?jié)摿εc價(jià)值已得到廣泛驗(yàn)證且取得較大成功。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）于2020年4月發(fā)布了《教育中的可信賴人工智能：前景與挑戰(zhàn)》報(bào)告，詳細(xì)闡述了人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。從現(xiàn)狀看，人工智能在課堂教學(xué)、學(xué)校管理及教育系統(tǒng)三個(gè)層面發(fā)揮了巨大價(jià)值。從影響看，人工智能推動(dòng)了正規(guī)教育系統(tǒng)進(jìn)一步變革知識(shí)與技能。從前景看，人工智能在教育領(lǐng)域的快速發(fā)展給各國教育工作者和政策制定者帶來了新的問題與挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：教育 人工智能 OECD

近年來，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)推動(dòng)了教育的發(fā)展。中國、美國、印度等國家的教育技術(shù)行業(yè)獲得了大規(guī)模投資，為教育機(jī)構(gòu)與利益相關(guān)者開發(fā)了廣泛的數(shù)字方案，如線上平臺(tái)、機(jī)器人、智能設(shè)備等。數(shù)字技術(shù)為教育創(chuàng)造了新的機(jī)遇，也帶來新的挑戰(zhàn)。數(shù)字時(shí)代下各國教育系統(tǒng)、課程與技能需求均開始變革，創(chuàng)新技能與公民技能的重要性逐漸增加。同時(shí)，勞動(dòng)力市場技能范圍在自動(dòng)化影響下不斷擴(kuò)展，創(chuàng)造力、批判性思維等勞動(dòng)者的綜合技能越來越受重視。

一、背景

作為數(shù)字技術(shù)發(fā)展前景最廣闊的領(lǐng)域之一，人工智能未來有望幫助人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（Sustainable Development Goals），為創(chuàng)造可持續(xù)、包容的社會(huì)提供幫助。但是，人工智能快速發(fā)展的同時(shí)也帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如勞動(dòng)力市場轉(zhuǎn)型問題，隱私、安全與道德問題，數(shù)字鴻溝問題，技能培養(yǎng)需求問題等。2019年，二十國集團(tuán)（G20）在日本大阪通過了《G20人工智能原則》，致力于發(fā)展以人為本的人工智能應(yīng)用，增強(qiáng)公眾對(duì)人工智能的信任與信心，充分發(fā)揮人工智能的潛力。

2020年，沙特阿拉伯（G20輪值主席國）提議展開G20人工智能對(duì)話，由G20數(shù)字經(jīng)濟(jì)工作組主持，旨在使基于人工智能的全球政策制定與技術(shù)發(fā)展保持同步，支持G20成員間分享經(jīng)驗(yàn)和政策實(shí)踐。G20人工智能對(duì)話的重點(diǎn)是教育、醫(yī)療保障、公共服務(wù)（電子政府）領(lǐng)域值得信賴的人工智能。

基于此，OECD于2020年4月發(fā)布《教育中的可信賴人工智能：前景與挑戰(zhàn)》（Trustworthy Artificial Intelligence（AI）in Education： Promises and Challenges）報(bào)告[1]。OECD稱，向數(shù)字時(shí)代的過渡中，G20國家教育面臨兩個(gè)挑戰(zhàn)：一是利用人工智能的優(yōu)勢(shì)推動(dòng)課堂教學(xué)與教育系統(tǒng)層面的發(fā)展;二是幫助學(xué)生發(fā)展新技能以適應(yīng)日益自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)社會(huì)。該報(bào)告介紹了人工智能應(yīng)用于各國課堂教學(xué)及教育系統(tǒng)的成功實(shí)例，以及培養(yǎng)學(xué)生綜合技能的方法。OECD提出，各國利益相關(guān)者必須采取措施應(yīng)對(duì)人工智能引發(fā)的問題與挑戰(zhàn)。

二、教育領(lǐng)域人工智能的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）人工智能在教育領(lǐng)域的潛力與價(jià)值

OECD人工智能專家組將人工智能系統(tǒng)定義為一種基于機(jī)器的系統(tǒng)，它可以制定影響真實(shí)環(huán)境或虛擬環(huán)境的預(yù)測(cè)、建議或決策。人工智能系統(tǒng)包括4個(gè)生命周期階段：規(guī)劃與設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的收集與處理、模型的建立與解釋，驗(yàn)證與批準(zhǔn)，部署，運(yùn)行與監(jiān)控[2]。在過去十年中，數(shù)字化一直是課堂中教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)力之一[3]。近年來，課堂教學(xué)的數(shù)字化創(chuàng)新主要體現(xiàn)在增加課堂計(jì)算機(jī)/互聯(lián)網(wǎng)的使用。OECD認(rèn)為，人工智能的應(yīng)用將引發(fā)課堂教學(xué)的下一輪創(chuàng)新與變革浪潮。

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)最有前景的人工智能技術(shù)之一是機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)使機(jī)器通過模式和推論，而不是通過人類的明確指令，以自動(dòng)化方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。支撐機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)被稱為“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”（Neural Network），用于提升機(jī)器的計(jì)算能力并為機(jī)器提供海量數(shù)據(jù) [4]。例如，許多語言學(xué)習(xí)應(yīng)用程序就是依賴于機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用。此外，人工智能時(shí)常被嵌入各種教育技術(shù)中，用于開發(fā)各種形式或目標(biāo)的學(xué)習(xí)分析、建議及評(píng)估的創(chuàng)新工具。

OECD預(yù)測(cè)，人工智能將引發(fā)未來幾十年教育領(lǐng)域的巨大變革，包括課堂教學(xué)與教育系統(tǒng)，且直接影響到教育政策制定者、教育管理者、教師、學(xué)生、家長等利益相關(guān)者。同時(shí)，人工智能將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)4中的全球教育目標(biāo)，即“確保包容公平的優(yōu)質(zhì)教育，并為所有人提供終身學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)”。人工智能在教育領(lǐng)域的使用還將實(shí)現(xiàn)巨大的社會(huì)價(jià)值，提升人的創(chuàng)造力，減少經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及性別層面的不平等問題，促進(jìn)包容性和可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全人類福祉。

（二）人工智能在課堂教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.識(shí)別學(xué)生的需求以提供個(gè)性化學(xué)習(xí)

人工智能在課堂教學(xué)中主要應(yīng)用于提供個(gè)性化學(xué)習(xí)。個(gè)性化學(xué)習(xí)能根據(jù)學(xué)生的個(gè)性需求定制適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。人工智能能夠識(shí)別哪種教學(xué)材料和方法最適合個(gè)別學(xué)生的水平，并根據(jù)個(gè)別學(xué)生的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)過程的下一步驟作出預(yù)測(cè)、建議及決定，進(jìn)而幫助學(xué)生按照自己的步調(diào)掌握學(xué)習(xí)主題，為教師提供如何幫助學(xué)生的有效建議。例如，印度的個(gè)性化教學(xué)（Teach at the right level，TaRL）技術(shù)是一項(xiàng)人工智能輔助個(gè)性化學(xué)習(xí)的創(chuàng)新技術(shù)。TaRL技術(shù)支持的教學(xué)方案由印度非政府組織Pratham開發(fā)，根據(jù)學(xué)習(xí)需求（并非年齡或年級(jí)）將學(xué)生（三至五年級(jí)）分成小組，指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基本技能的學(xué)習(xí)，且定期評(píng)估學(xué)生的表現(xiàn)。通過與人工智能的結(jié)合，能進(jìn)一步為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生讀寫能力和計(jì)算能力。

美國新課堂創(chuàng)新合作者（New Classrooms Innovation Partners）基于人工智能開發(fā)了“面向每一個(gè)人的教學(xué)：數(shù)學(xué)”（Teach to One：Math）模式，可以在大數(shù)據(jù)的支持下根據(jù)每個(gè)學(xué)生的具體情況制定合適的學(xué)習(xí)與教學(xué)方案。2012年，該模式在芝加哥、紐約及華盛頓特區(qū)的8所學(xué)校試點(diǎn)實(shí)施，主要應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)。該模式的目標(biāo)是對(duì)學(xué)生技能的發(fā)展與進(jìn)步做出持續(xù)回應(yīng)，定期評(píng)估學(xué)生的技能水平，通過人工智能算法定位內(nèi)容傳遞，并為學(xué)生指定不同的教學(xué)模式。該模式依靠持續(xù)的形成性評(píng)估得出數(shù)據(jù)，以確定學(xué)生之間的學(xué)習(xí)差距。學(xué)生每天都可以訪問電腦儀表盤（computer dashboard），獲取個(gè)人進(jìn)度信息、技能發(fā)展任務(wù)，以及各種教學(xué)資源的鏈接，學(xué)生可以按自定的步調(diào)進(jìn)行學(xué)習(xí)。這個(gè)過程中生成的大量數(shù)據(jù)將反饋給基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。最新版“面向每一個(gè)人的教學(xué)：數(shù)學(xué)”模式能為學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的每日重新配置和兩周教學(xué)周期的設(shè)計(jì)提供信息，還能通過動(dòng)態(tài)的電腦儀表盤為教師提供有關(guān)班級(jí)和學(xué)生表現(xiàn)的實(shí)時(shí)信息，幫助教師及時(shí)支持學(xué)生學(xué)習(xí)。

印度教育科技公司（BYJU）開發(fā)了基于人工智能的學(xué)習(xí)應(yīng)用程序（The Learning APP）。據(jù)調(diào)查，至2019年10月，該應(yīng)用程序已經(jīng)有3500萬次下載量，270萬年訂閱用戶。2015年，該應(yīng)用程序憑借后臺(tái)的人工智能，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)材料，同時(shí)面向印度六至十二年級(jí)教師發(fā)布了數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科指導(dǎo)。此后，該應(yīng)用程序還為印度四至五年級(jí)教師提供了將教學(xué)與診斷和個(gè)性化功能相結(jié)合的指導(dǎo)。除了提供視頻課程，該應(yīng)用程序使用人工智能評(píng)估學(xué)生是否理解了數(shù)學(xué)和科學(xué)概念，將評(píng)估結(jié)論作為依據(jù)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一階段學(xué)習(xí)，或者引導(dǎo)學(xué)生返回基礎(chǔ)階段的學(xué)習(xí)。

在中國，好未來教育集團(tuán)的人工智能實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了多種類型的數(shù)字方案，為學(xué)生高考備考提供幫助。其中，“適應(yīng)性測(cè)試及學(xué)習(xí)計(jì)劃”（adaptive test and learning plan）系統(tǒng)最具代表性。該系統(tǒng)從各方面數(shù)據(jù)中挖掘大量評(píng)估性問題，以更好地了解每一位學(xué)生當(dāng)前的知識(shí)水平，有助于學(xué)生選擇合適自身的線下課程。該系統(tǒng)還為學(xué)生設(shè)計(jì)和定制學(xué)習(xí)計(jì)劃，將相關(guān)材料發(fā)送給學(xué)生家長，幫助家長了解孩子的備考問題。

2.為特殊需求學(xué)生的學(xué)習(xí)提供支持與幫助

全球各國（尤其是經(jīng)濟(jì)落后國家）長期面臨如何為所有學(xué)生提供更具包容性的受教育機(jī)會(huì)的問題。包容性教育是可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)4所倡導(dǎo)的全球目標(biāo)之一，目的是確保所有人士平等地獲得各級(jí)各類教育。OECD認(rèn)為，人工智能可以有效地支持特殊需求學(xué)生的學(xué)習(xí)，包括視聽覺障礙或社交技能（語言或交流）障礙的學(xué)生，幫助特殊需求學(xué)生從教育中受益。

人工智能對(duì)特殊需求學(xué)生的學(xué)習(xí)支持主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，幫助規(guī)避學(xué)生的某些障礙問題，例如，將文本轉(zhuǎn)換為語音或?qū)⒄Z音轉(zhuǎn)換為文本的程序。2016年，北京聯(lián)合大學(xué)特殊教育學(xué)院引進(jìn)了智能語音識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將教師的教學(xué)語言轉(zhuǎn)化成文字字幕呈現(xiàn)在大屏幕上。課堂教學(xué)上采用“手語+語音口型+口語字幕+文字講義”多通道、多維度的信息輸入方式，確保聽覺障礙學(xué)生能準(zhǔn)確、完整、高效地接收信息。同時(shí)，學(xué)校還為每個(gè)視覺障礙的學(xué)生配備了閱讀終端產(chǎn)品“陽光聽書郎”，幫助學(xué)生無阻礙地收聽電子書籍，并為他們配備安裝讀屏軟件的專用電腦，學(xué)生可以聽到屏幕上的信息并進(jìn)行相關(guān)操作[5]。另一方面，基于科學(xué)研究從問題根源上幫助學(xué)生解決障礙問題。例如，患有自閉癥的學(xué)生在人工智能支持下可以通過與課堂中的虛擬角色或物體進(jìn)行交互和協(xié)作，以提高社交技能，進(jìn)而解決心理障礙。此外，許多國家或地區(qū)還使用人工智能設(shè)備作為診斷工具檢測(cè)學(xué)生的特殊需求。

3.其他功能

除了用于支持學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)及特殊需求，人工智能的其他功能也得到了開發(fā)。例如，人工智能檢測(cè)模式的功能可為學(xué)生、教師或家長提供個(gè)性化建議，主要應(yīng)用于以下三個(gè)學(xué)習(xí)場景：在線與混合式學(xué)習(xí)——人工智能代理支持的聊天程序可以為學(xué)生和教師提供與學(xué)習(xí)相關(guān)的分析;課堂動(dòng)態(tài)——不同類型的傳感器和攝像機(jī)可以分析課堂動(dòng)態(tài)和學(xué)生參與度，為教師提供實(shí)時(shí)或課后反饋和建議;外語學(xué)習(xí)——語音識(shí)別、分析及發(fā)音校正等人工智能功能可以輔助外語教師開展課堂教學(xué)。

（三）人工智能在學(xué)校管理與教育系統(tǒng)中的應(yīng)用

人工智能在學(xué)校管理與教育系統(tǒng)層面的應(yīng)用主要是預(yù)測(cè)模型及評(píng)估模型的建構(gòu)，為教育機(jī)構(gòu)和教育系統(tǒng)提供反饋，服務(wù)于教育決策。目的在于提高高質(zhì)量初等、中等教育的學(xué)業(yè)完成率，減少學(xué)生輟學(xué)率，以及改造教育評(píng)估工具（如標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估工具等）。

1.創(chuàng)建預(yù)警系統(tǒng)，有效降低學(xué)生輟學(xué)率

輟學(xué)問題是一個(gè)重要的全球教育問題，不同發(fā)展水平的國家關(guān)注的學(xué)生輟學(xué)階段不同。OECD報(bào)告稱，在低收入國家，2015年高中階段學(xué)生輟學(xué)率為60%;2018年小學(xué)、初中及高中教育的完成率分別是68%、44%和21%，該數(shù)字距離2030年普及教育的目標(biāo)相差巨大。各國教育工作者及教育政策制定者希望尋求正確的指標(biāo)來預(yù)測(cè)學(xué)生輟學(xué)情況，在此基礎(chǔ)上找到正確的干預(yù)措施降低學(xué)生輟學(xué)率。因此，人工智能將成為重要的預(yù)測(cè)工具。相比其他工具，人工智能預(yù)警系統(tǒng)使用縱向數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)基礎(chǔ)，可進(jìn)一步改善學(xué)校的輟學(xué)預(yù)警系統(tǒng)。在人工智能的輔助下，學(xué)校管理者能更創(chuàng)新地使用現(xiàn)有學(xué)生數(shù)據(jù)，改進(jìn)和設(shè)計(jì)學(xué)校的干預(yù)措施，更有效地預(yù)測(cè)并降低學(xué)生輟學(xué)率。

人工智能預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)在發(fā)展水平較高的國家得到廣泛使用。以美國為例，許多數(shù)字供應(yīng)商為地區(qū)和州的學(xué)校提供了人工智能預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)幫助學(xué)校校長和地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)對(duì)學(xué)生輟學(xué)問題。人工智能預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一是能及時(shí)地為學(xué)校提供反饋。此外，該系統(tǒng)通常采用儀表盤的形式，使面臨輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的不同類型學(xué)生的情況可視化，并對(duì)這部分學(xué)生采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施。在發(fā)展水平較低、收入較低的國家，輟學(xué)問題同樣是教育面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。例如，印度已經(jīng)開發(fā)了輟學(xué)預(yù)警系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)的干預(yù)措施，并開展了有效性評(píng)估。

當(dāng)前，人工智能預(yù)警系統(tǒng)雖在學(xué)校管理和教育系統(tǒng)中發(fā)揮了一定作用，但還未完全成熟。其局限性在于人工智能系統(tǒng)仍可能出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差，即忽略一些需要幫助的學(xué)生，沒有及時(shí)給予幫助。因此，使用人工智能預(yù)警系統(tǒng)的前提是必須保證人工智能提供的是可信任的且有使用價(jià)值的預(yù)測(cè)建議。

2.改進(jìn)技能評(píng)估工具，擴(kuò)展技能評(píng)估范圍

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革的時(shí)代中，綜合技能的重要性與日俱增，如問題解決技能、協(xié)作技能、社交技能、情感技能等。由于大多數(shù)國家的教育系統(tǒng)評(píng)估方式仍以標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估為主要特征，各國教育政策制定者和人才市場倡導(dǎo)改進(jìn)技能評(píng)估工具，在以知識(shí)內(nèi)容與能力為主的評(píng)估范圍基礎(chǔ)上進(jìn)行新的擴(kuò)展，將各種綜合技能納入評(píng)估范圍。

人工智能的應(yīng)用開啟了評(píng)估綜合技能的新路徑。以嵌入式評(píng)估（embedded assessment）為例。在數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境中，人工智能系統(tǒng)通過存儲(chǔ)學(xué)生信息，識(shí)別學(xué)生是否掌握了特定學(xué)科技能，為學(xué)生提供詳盡的形成性反饋。此外，人工智能還能通過語音識(shí)別、語言分析及工作參與行為模式實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生思維方式的評(píng)估，對(duì)學(xué)習(xí)情況的反饋，對(duì)學(xué)生需求及技能的回應(yīng)。

基于游戲的評(píng)估（Game-based Assessment）為教育系統(tǒng)提供了評(píng)估綜合技能的新工具?；谟螒虻脑u(píng)估在形成性評(píng)估中具有很大的價(jià)值，通常使用人工智能模擬的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和自適應(yīng)能力，不僅可以適應(yīng)個(gè)別學(xué)生的能力，也可以用于總結(jié)性評(píng)估。例如，將評(píng)估項(xiàng)目合并到游戲環(huán)境中，使學(xué)生在一個(gè)有趣的、沉浸式體驗(yàn)的環(huán)境中展示他們的學(xué)習(xí)成果。該評(píng)估工具已被廣泛且有效地應(yīng)用于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）教育。

三、數(shù)字時(shí)代勞動(dòng)者技能的變革與發(fā)展

（一）傳統(tǒng)技能面臨自動(dòng)化引發(fā)的挑戰(zhàn)

人工智能在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域得到迅速使用和傳播的同時(shí)，正規(guī)教育系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步培養(yǎng)勞動(dòng)者的新知識(shí)與技能。OECD的一項(xiàng)最新研究預(yù)估，未來15～20年內(nèi)，自動(dòng)化會(huì)導(dǎo)致14%的現(xiàn)有工作消失，32%的工作可能會(huì)產(chǎn)生根本性變革。[6]

人工智能在某些方面的能力已經(jīng)超越人類，如記憶力和計(jì)算力[7]。人工智能能夠更高效地完成重復(fù)性和預(yù)測(cè)性的任務(wù)，以及大量數(shù)據(jù)處理、輸入或分類的任務(wù)[8]。但人類在溝通、情感、價(jià)值觀、創(chuàng)造力等方面仍占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此，勞動(dòng)者必須具備人工智能無法實(shí)現(xiàn)的技能，才能避免在工作中被機(jī)器取代[9]。此外，2019年OECD發(fā)布的《OECD技能展望》（OECD Skills Outlook）報(bào)告顯示，當(dāng)前人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的使用常常局限于獲取信息與通信。培養(yǎng)更高階的認(rèn)知技能，即在技術(shù)含量高的環(huán)境中發(fā)揮讀寫能力、計(jì)算能力及問題解決能力，互聯(lián)網(wǎng)的使用方式才能更多樣化和綜合化。[10]

（二）綜合認(rèn)知技能的重要性增強(qiáng)

在數(shù)字時(shí)代，綜合認(rèn)知技能變得越來越重要。相對(duì)于其他綜合技能而言，綜合認(rèn)知技能更難以自動(dòng)化或被人工智能取代，是實(shí)現(xiàn)人類福祉與社會(huì)良性運(yùn)轉(zhuǎn)的重要技能。其中，創(chuàng)造力與批判性思維得到了新時(shí)代勞動(dòng)力市場的需求與重視[11]。由于互聯(lián)網(wǎng)信息傳播速度快，信息數(shù)量大，傳播范圍廣，創(chuàng)造力與批判性思維對(duì)互聯(lián)網(wǎng)使用者而言不可或缺。

擁有批判性思維的勞動(dòng)者在使用互聯(lián)網(wǎng)檢索信息時(shí)，能夠閱讀復(fù)雜的數(shù)字文本，可以區(qū)分互聯(lián)網(wǎng)信息來源是否可信。創(chuàng)造力能支持勞動(dòng)者開發(fā)與建構(gòu)新的問題解決方案，包括需要使用人工智能或機(jī)器人的方案。除創(chuàng)造力與批判性思維外，溝通、協(xié)作技能等社會(huì)情感技能也屬于重要的綜合認(rèn)知技能。

（三）逐步推進(jìn)實(shí)施綜合技能培養(yǎng)

為了應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的轉(zhuǎn)型與變革，各國教育系統(tǒng)和教育機(jī)構(gòu)制定了各種技能培養(yǎng)方案，幫助勞動(dòng)者學(xué)習(xí)和掌握綜合技能，適應(yīng)人工智能帶來的技能轉(zhuǎn)型。

OECD國家的學(xué)校課程大都已經(jīng)正式推進(jìn)綜合技能培養(yǎng)方案的實(shí)施，以各級(jí)學(xué)校學(xué)生和高等教育學(xué)生為對(duì)象，培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力、批判性思維及其他創(chuàng)新技能。綜合技能的培養(yǎng)也在G20國家中越來越普及，包括中國和印度。但在綜合技能培養(yǎng)過程中，各國教育工作者常常不了解綜合技能的概念與意義，不清楚如何將綜合技能的培養(yǎng)納入日常教學(xué)實(shí)踐中。為解決該問題，OECD與11個(gè)國家的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)開展合作，為教育決策者及教育一線工作者提供了針對(duì)性的課程和教案，支撐他們推進(jìn)綜合技能的培養(yǎng)方案。同時(shí)，OECD還提供了專業(yè)發(fā)展計(jì)劃的案例，幫助教育工作者學(xué)習(xí)有效培養(yǎng)綜合技能的成功經(jīng)驗(yàn)，教育工作者才能夠成功地調(diào)整教學(xué)方法和課程計(jì)劃，進(jìn)而有效地幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容的同時(shí)，發(fā)展創(chuàng)造力和批判性思維等綜合技能。[12]

另一項(xiàng)重要的綜合技能培養(yǎng)方案是開放充足的、針對(duì)性強(qiáng)的高等教育課程。在該方案推進(jìn)過程中，STEM教育發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，為學(xué)生提供了許多具有針對(duì)性的綜合技能學(xué)習(xí)課程。同時(shí)，許多新課程開放計(jì)劃與商業(yè)界合作后也取得了一定成果。OECD與15個(gè)國家的高等教育機(jī)構(gòu)合作，計(jì)劃未來在高等教育領(lǐng)域創(chuàng)新性地開發(fā)與實(shí)踐綜合技能培養(yǎng)課程。

四、人工智能給教育帶來的問題與挑戰(zhàn)

人工智能在教育領(lǐng)域的快速發(fā)展，給教育工作者和教育政策制定者帶來了新的問題與挑戰(zhàn)，主要源于對(duì)人工智能的信任度以及如何塑造人工智能的可信賴應(yīng)用。

（一）建立公眾對(duì)人工智能的信任

教育對(duì)人們未來就業(yè)和生活機(jī)會(huì)有巨大影響，人工智能在教育中的透明度、可解釋性及問責(zé)制非常重要。例如，人工智能用于教育決策的制定將直接影響學(xué)生的個(gè)人利益。為了充分發(fā)揮人工智能在教育中的潛力，教育政策制定者、教育工作者及其他利益相關(guān)者應(yīng)建立公眾對(duì)人工智能的信任。

在教育領(lǐng)域，人工智能的使用符合兩種條件才能獲得公眾信任：一是任務(wù)的準(zhǔn)確執(zhí)行，二是使用方式的公平且正確。以人工智能預(yù)警系統(tǒng)為例。預(yù)警系統(tǒng)通常會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行描述，識(shí)別出哪個(gè)學(xué)生面臨輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。如果預(yù)警系統(tǒng)識(shí)別學(xué)生的效果太差、準(zhǔn)確率低，會(huì)喪失公眾的信任，并將返回研究開發(fā)階段，對(duì)系統(tǒng)加以改進(jìn)。另一種可能性是人工智能預(yù)警系統(tǒng)沒有得到使用者的正確使用。只有通過正確的人為干預(yù)措施，支持并幫助學(xué)生解除輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，人工智能預(yù)警系統(tǒng)才能真正識(shí)別出面臨輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)生。人工智能預(yù)警系統(tǒng)的使用目的在于提高學(xué)生學(xué)業(yè)完成率，并提升社會(huì)正義和公平。但是，由于部分使用者試圖將面臨輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)生從學(xué)校剔除（在某些問責(zé)制下，這部分學(xué)生可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)校遭受問責(zé)與制裁，學(xué)校聲譽(yù)將受損），導(dǎo)致學(xué)生受到歧視。因此，被公眾信任的前提是，不僅要確保人工智能正確執(zhí)行任務(wù)，而且需要人與人工智能的正確交互。

在其他方面，人工智能引導(dǎo)自主決策或建議（例如，基于人工智能的中小學(xué)/大學(xué)的自動(dòng)招生決策）可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：一是打破學(xué)校招生系統(tǒng)先前的偏見，提高公平性;二是引發(fā)無法預(yù)估的后果，如生源好的學(xué)校在人工智能新系統(tǒng)的引導(dǎo)下招生，如若其招生標(biāo)準(zhǔn)與算法缺乏透明度與解釋性，學(xué)校的受益群體將產(chǎn)生變動(dòng)。因此，增強(qiáng)對(duì)人工智能的信任只能依靠標(biāo)準(zhǔn)和算法的透明度和可解釋性。關(guān)于如何解決透明度問題，OECD認(rèn)為擴(kuò)大人工智能的開放性是一種解決方案。但對(duì)于某些人工智能（如深度學(xué)習(xí)）而言，可解釋性仍然是個(gè)很難解決的問題。

OECD國家在建立公眾對(duì)人工智能的信任上有不同的方式和策略。歐盟建構(gòu)了可信賴人工智能的準(zhǔn)則，提出人工智能應(yīng)該是透明的、可追溯的、可解釋的。同時(shí)，歐盟認(rèn)為公眾應(yīng)有權(quán)被告知他們正在與人工智能系統(tǒng)進(jìn)行交互，并且應(yīng)該將人工智能的優(yōu)勢(shì)與局限傳達(dá)給人工智能的實(shí)踐者或終端用戶。

（二）解決個(gè)人數(shù)據(jù)隱私與安全問題

雖然人工智能對(duì)教育與學(xué)習(xí)帶來了積極影響，能幫助學(xué)生對(duì)數(shù)字時(shí)代未來的發(fā)展做準(zhǔn)備，但大多數(shù)人工智能的使用者仍是未成年人，且人工智能算法或數(shù)據(jù)本身存在一定偏差，會(huì)引發(fā)個(gè)人數(shù)據(jù)的隱私和安全問題。

人工智能引發(fā)的隱私及數(shù)據(jù)安全問題通常源于大規(guī)模的個(gè)人數(shù)據(jù)收集與使用。人工智能為了提高其功能的針對(duì)性與有效性，以收集與使用個(gè)人數(shù)據(jù)為主要方式，收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過程易產(chǎn)生個(gè)人隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)。人工智能引發(fā)的隱私與安全問題是雙重的。一方面，教育機(jī)構(gòu)會(huì)重復(fù)使用過去收集和儲(chǔ)存的學(xué)生數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)長、類型及長期使用的標(biāo)準(zhǔn)沒有得到確定，許多學(xué)生家長對(duì)此存在擔(dān)憂;另一方面，一些開發(fā)者會(huì)處于商業(yè)目的使用學(xué)生的個(gè)人數(shù)據(jù)。

關(guān)于如何解決人工智能及其應(yīng)用帶來的個(gè)人數(shù)據(jù)的隱私與安全問題，不同OECD國家和地區(qū)有各自的做法。例如，歐盟的《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》（General Data Protection Regulation，GDPR）為個(gè)人數(shù)據(jù)的使用設(shè)定了相對(duì)嚴(yán)格的框架——僅允許特定條件使用數(shù)據(jù)，包括共享數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。GDPR中最重要的原則之一是透明度、數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)限制及問責(zé)制。美國的《家庭教育權(quán)和隱私權(quán)法》（Family Educational and Privacy Rights Act）規(guī)定了在教育中使用個(gè)人數(shù)據(jù)的特定框架。

五、結(jié)語

人工智能正重塑著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新格局，引發(fā)人們經(jīng)濟(jì)、生活及工作的深刻變革。全球各國高度關(guān)注與重視人工智能的價(jià)值與潛力，相繼制定了相關(guān)政策與規(guī)劃，如美國的《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》，英國的“現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略”計(jì)劃，日本的“人工智能產(chǎn)業(yè)化路線圖”[13]。我國于2017年發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了“三步走”戰(zhàn)略，又接著推出了《人工智能標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2018版）》，對(duì)人工智能的發(fā)展方向與應(yīng)用展開了政策層面的規(guī)劃。

教育信息化時(shí)代下，人工智能與教育的結(jié)合創(chuàng)新是未來教育變革的重要趨勢(shì)[14]。無論是改進(jìn)課堂教學(xué)和教育系統(tǒng)，還是推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)4的實(shí)現(xiàn)，人工智能無疑展現(xiàn)了巨大潛力。隨著教育技術(shù)行業(yè)持續(xù)壯大，G20國家也在進(jìn)行大規(guī)模投資，人工智能在教育領(lǐng)域的普及將勢(shì)不可擋。OECD的報(bào)告表明，人工智能在個(gè)性化學(xué)習(xí)、特殊需求學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)生輟學(xué)問題的應(yīng)用及技能評(píng)估工具的改進(jìn)方面發(fā)揮了巨大作用。各國對(duì)人工智能的應(yīng)用充分展現(xiàn)了其巨大的價(jià)值，有助于我們把握世界教育領(lǐng)域中人工智能的發(fā)展趨勢(shì)，以及落實(shí)《G20人工智能原則》是否實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)人工智能在教育中的深入應(yīng)用，推動(dòng)下一步的研發(fā)與改進(jìn)。由于人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用大都處于新生階段，尚未完全成熟，其決策準(zhǔn)確性、解釋性與透明度必然引起了社會(huì)的諸多質(zhì)疑。為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，各國在人工智能應(yīng)用的研究、開發(fā)、應(yīng)用與推廣過程中，應(yīng)提高人工智能應(yīng)用的透明度、可追溯性，增強(qiáng)可解釋性，明確記錄技術(shù)流程與人為決策等信息，建立數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)限制及問責(zé)制，構(gòu)建更加可靠、更值得信賴、更安全及健全的人工智能系統(tǒng)。

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編輯 王亭亭? ?校對(duì) 朱婷婷