人工智能教育的含義界定與原理挖掘

彭紹東

關(guān)鍵詞：人工智能教育;人工智能教育原理;智慧教育;定義;挖掘;賦能

為了迎接智能時(shí)代的到來(lái)，各地在大力推行人工智能（AI）教育（簡(jiǎn)稱智能教育）和致力實(shí)現(xiàn)教育智能化。但亟待解答兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：什么是人工智能教育？人工智能教育有何基本規(guī)律？本文擬對(duì)此進(jìn)行探討，以期拋磚引玉。

一、人工智能教育的含義界定

（一）人工智能教育①的定義

1.相關(guān)定義

隨著智能技術(shù)的更新和教育的發(fā)展，人工智能教育的基礎(chǔ)、目標(biāo)、方式在不斷變化。不同時(shí)代的學(xué)者從不同視角、不同層次探討人工智能教育的內(nèi)涵，并加以界定，從而出現(xiàn)了林林總總的多種定義。

其中，近年來(lái)出現(xiàn)的有一定參考價(jià)值的定義有：“人工智能教育就是通過(guò)將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域，以提升教育的質(zhì)量，最后可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的獨(dú)特化教育內(nèi)容及精確性的服務(wù)，幫助教師完成一系列機(jī)械的工作，提升教學(xué)效率”[1]?！爸悄芙逃腔谌斯ぶ悄?、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)，以學(xué)習(xí)者為中心，構(gòu)建情境感知、泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)融通、業(yè)務(wù)協(xié)同的智能教育環(huán)境，打造智能型教師隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、精細(xì)化管理和適切性服務(wù)，以推動(dòng)人才培養(yǎng)模式及教學(xué)方法變革，促進(jìn)學(xué)習(xí)者核心素養(yǎng)提升和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新型教育模式”[2]?！爸悄芙逃且罁?jù)大數(shù)據(jù)，利用人工智能技術(shù)，精準(zhǔn)計(jì)算學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)科傾向、思維類型、情感偏好和能力潛質(zhì)，按照認(rèn)知規(guī)律和教育規(guī)律，科學(xué)實(shí)施因材施教，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng)和人才素質(zhì)的全面提升”[3]。

這三個(gè)定義在不同程度上揭示了人工智能教育的一些特征，但第一、第三個(gè)定義沒(méi)有表達(dá)出概念的“類屬”;第二個(gè)定義認(rèn)為人工智能教育是一種“新型教育模式”，其內(nèi)涵邊界過(guò)窄。

2.人工智能教育的新界定

2004年，筆者曾將人工智能教育界定為“是指學(xué)習(xí)、利用人工智能，改善師生活動(dòng)方式，優(yōu)化教育效果的理論與實(shí)踐”[4]。該定義雖然簡(jiǎn)練，但限于當(dāng)時(shí)的條件，對(duì)如何利用人工智能改善師生活動(dòng)方式和優(yōu)化教育效果，沒(méi)有進(jìn)一步揭示。2020年，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐與綜合分析，筆者提煉出如下新界定：人工智能教育包括利用人工智能賦能的教育和以人工智能為學(xué)習(xí)內(nèi)容的教育。前者又稱為智能化教育。智能化教育是指基于智能感知、教學(xué)算法與數(shù)據(jù)決策等技術(shù)，利用智能工具對(duì)學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體及教育環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)分析，實(shí)施精準(zhǔn)干預(yù)，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)模化教學(xué)，形成教育的智能生態(tài)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者智能素養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)教育高績(jī)效的理論與實(shí)踐。后者屬于智能科技教育，包括人工智能知識(shí)教育、人工智能應(yīng)用能力教育、人工智能情感教育。該定義可用圖1簡(jiǎn)要表示。

（二）人工智能教育的新界定闡釋

1.人工智能教育有兩大組成部分：智能化教育和以人工智能為學(xué)習(xí)內(nèi)容的教育。其中，智能化教育強(qiáng)調(diào)人工智能與教育的融合，強(qiáng)調(diào)利用人工智能賦能教育變革，需要進(jìn)行智能化教育環(huán)境與生態(tài)建設(shè)、模式探討、制度建設(shè)，不斷提高教學(xué)績(jī)效。以人工智能為學(xué)習(xí)內(nèi)容的教育屬于面向智能社會(huì)公民的智能素養(yǎng)教育，包括不同層次的人工智能科學(xué)、人工智能技術(shù)、人工智能應(yīng)用方法等方面的知識(shí)、能力與情感教育。在普通學(xué)校通常以人工智能必修課的形式開(kāi)設(shè)，在其他培訓(xùn)中可用專題教學(xué)形式。

2.智能感知、教學(xué)算法、數(shù)據(jù)決策是智能化教育的三大關(guān)鍵技術(shù)。其中，智能感知旨在利用智能教學(xué)系統(tǒng)了解教學(xué)環(huán)境的物理狀態(tài)信息、學(xué)習(xí)者的生理與心理狀態(tài)信息、教學(xué)媒體的特征信息、教師的教學(xué)狀態(tài)信息，以便積累教育大數(shù)據(jù)。教學(xué)算法包括面向?qū)W習(xí)過(guò)程優(yōu)化的認(rèn)知計(jì)算、面向教學(xué)過(guò)程優(yōu)化的教學(xué)行為計(jì)算、面向教學(xué)環(huán)境優(yōu)化的環(huán)境支持計(jì)算的多種算法。數(shù)據(jù)決策是指利用智能系統(tǒng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)規(guī)律和教學(xué)狀態(tài)中的數(shù)據(jù)自動(dòng)決策，以規(guī)劃出后續(xù)行動(dòng)方案。這三大關(guān)鍵技術(shù)背后所依賴的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、高性能計(jì)算技術(shù)、高速通信技術(shù)以及相應(yīng)軟硬件的支持。

3.智能化教育的實(shí)施，需要運(yùn)用四大基本策略：利用智能工具進(jìn)行自動(dòng)分析，實(shí)施精準(zhǔn)干預(yù)，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)，形成教育的智能生態(tài)。其中，利用智能工具對(duì)學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體、教學(xué)環(huán)境等要素的特征與變化趨勢(shì)進(jìn)行自動(dòng)分析是基礎(chǔ)。對(duì)各要素偏離預(yù)定發(fā)展軌跡的狀況予以及時(shí)干預(yù)，對(duì)干預(yù)的時(shí)機(jī)、次數(shù)、強(qiáng)度、方式要精心設(shè)計(jì)。強(qiáng)調(diào)支持規(guī)?；虒W(xué)中的個(gè)性化學(xué)習(xí)，這得益于智能技術(shù)的支持——對(duì)大規(guī)模群體同時(shí)運(yùn)行多種個(gè)性化教學(xué)方案。教育的智能生態(tài)是人工智能教育良性運(yùn)行和持續(xù)推進(jìn)的前提，其中強(qiáng)調(diào)協(xié)作、平衡、發(fā)展等理念。

4.智能化教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的智能素養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)教育的高績(jī)效。學(xué)習(xí)者智能素養(yǎng)的培養(yǎng)，既是智能社會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者生存的素養(yǎng)要求，也是開(kāi)展智能化學(xué)習(xí)所必須具備的學(xué)習(xí)素養(yǎng)要求。AI知識(shí)教育、AI應(yīng)用能力教育、AI情意（含情感、意識(shí)、倫理等）[5]教育有利于培養(yǎng)智能素養(yǎng)。智能素養(yǎng)具有相對(duì)穩(wěn)定性和發(fā)展變化性、自然生物性與社會(huì)文化性等特性。其中，計(jì)算思維是智能素養(yǎng)的核心要素。教育的高績(jī)效包括效率、效果、效益三個(gè)方面。

5.智能化教育的本質(zhì)是利用人工智能賦能教育。即利用人工智能具有的大數(shù)據(jù)分析、自學(xué)習(xí)、自動(dòng)決策等能力使教育的各方面發(fā)生積極改變，使教育具有更強(qiáng)大的功能。從媒體的本質(zhì)是人體的延伸、組織的授權(quán)增能，到利用人工智能促進(jìn)教育變革與提高績(jī)效，強(qiáng)調(diào)的都是“賦能”作用。

6.智能化教育有理論與實(shí)踐兩大領(lǐng)域。其理論領(lǐng)域指智能化教育是現(xiàn)代教育的一個(gè)新分支，包括概念體系、理論框架、原理、命題、方法論等研究?jī)?nèi)容。其實(shí)踐領(lǐng)域指智能化教育是一種新的教育活動(dòng)、一種工作實(shí)踐、一項(xiàng)教育現(xiàn)代化事業(yè)，具體包括智能教育的軟硬件建設(shè)、課程教材開(kāi)發(fā)、師資培訓(xùn)，以及各種教育智能技術(shù)的綜合運(yùn)用等。

二、人工智能教育原理的挖掘途徑與體系框架

（一）人工智能教育原理的概念界定與特征分析

1.人工智能教育原理：從本質(zhì)層面看是人工智能教育中具有普遍意義的內(nèi)在的基本規(guī)律;從學(xué)科層面看是以人工智能教育的本質(zhì)、范疇、演變、研究范式、內(nèi)在算法、實(shí)踐模式等為研究對(duì)象，從理論高度闡明人工智能教育的基本規(guī)律而形成的知識(shí)體系（含事理和學(xué)理）;是教育技術(shù)學(xué)科和人工智能學(xué)科的新分支。

2.人工智能教育原理的特征：（1）基礎(chǔ)性。表達(dá)的是人工智能教育中具有普遍意義的、可用作其它規(guī)律基礎(chǔ)的規(guī)律，但區(qū)別于教育的或人工智能的一般規(guī)律。（2）兼具事理與學(xué)理。一方面表達(dá)了對(duì)人工智能教育實(shí)踐活動(dòng)的理性說(shuō)明（事理），以幫助人們理解和操作。另一方面，通過(guò)對(duì)事理的理性分析，從整體價(jià)值上和邏輯嚴(yán)謹(jǐn)上闡明人工智能教育學(xué)科的道理（學(xué)理）。因此，包括人工智能教育實(shí)踐原理和人工智能教育學(xué)科原理。（3）多種類。按適用范圍分，有全局性原理與局域性原理;按結(jié)構(gòu)表現(xiàn)分，有內(nèi)在結(jié)構(gòu)原理與外在關(guān)系原理;按抽象程度分，有抽象的理論原理和具體的操作原理。（4）源于實(shí)踐歸納與理論推演。人工智能教育原理的來(lái)源主要有兩個(gè)：一是對(duì)大量的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行分析歸納、抽象概括，發(fā)現(xiàn)其隱含的普遍規(guī)律;二是利用邏輯推演并借鑒相關(guān)理論建構(gòu)出原理體系。（5）對(duì)實(shí)踐具有指導(dǎo)價(jià)值，其正確性最終被實(shí)踐所檢。原理不是空洞的言語(yǔ)文字，應(yīng)對(duì)人工智能教育的設(shè)計(jì)、實(shí)施、測(cè)評(píng)與治理等的有效開(kāi)展具有指導(dǎo)作用。所有原理，無(wú)論是理論原理還是實(shí)踐原理，其正確性最終必須通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)。（6）采用命題形式加以表述。人工智能教育原理是對(duì)人工智能教育活動(dòng)有解釋、指導(dǎo)作用的道理，是規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。它通常是用命題表達(dá)某種運(yùn)行機(jī)制的判斷，而不僅限于對(duì)概念的解釋。

（二）人工智能教育原理的挖掘途徑

1.理論推演。與人工智能教育原理相關(guān)的學(xué)科理論主要有：教育原理、教育學(xué)、教學(xué)論、心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、信息技術(shù)教育學(xué)、人工智能理論、哲學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、邏輯學(xué)等。利用人工智能教育理論及相關(guān)學(xué)科理論中的關(guān)鍵概念及已有原理，可以進(jìn)行有限推演，推導(dǎo)出有參考價(jià)值的原理，然后進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。

2.實(shí)踐歸納。在人工智能科技教學(xué)和智能化教學(xué)中，在未來(lái)學(xué)校、智慧教育示范區(qū)的建設(shè)中，人們會(huì)遇到并解決許多實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)對(duì)實(shí)踐的分析歸納，可挖掘出隱含的人工智能教育原理或原則。

（三）人工智能教育原理的檢驗(yàn)策略

本文采用的是如圖2所示的“4向2維”原理檢驗(yàn)策略。其中的“4向”是指從四個(gè)方向分別對(duì)原理的科學(xué)性、實(shí)用性、創(chuàng)新性、可推廣性進(jìn)行檢驗(yàn);“2維”指的是學(xué)理與事理檢驗(yàn)屬內(nèi)在主檢維度，專業(yè)刊物發(fā)文評(píng)審與廣大教師推廣評(píng)議屬外在輔檢維度。通過(guò)“4向2維”檢驗(yàn)，確保原理價(jià)值。

（四）人工智能教育原理的體系框架

人工智能教育原理是關(guān)于人工智能教育基本規(guī)律的理性表達(dá)。在人工智能教育原理新學(xué)科研究中，可綜合采用教育技術(shù)研究方法體系中的多種方法[6]。通過(guò)運(yùn)用上述理論推演與實(shí)踐歸納挖掘途徑、“4向2維”檢驗(yàn)策略及有關(guān)研究方法，筆者構(gòu)建了圖3所示的人工智能教育原理體系框架。

上頁(yè)圖3中顯示，通過(guò)挖掘，已提煉出17條原理。其中，從教育層面探討的宏觀層次類有8條：賦能原理、人本原理、與社會(huì)互促原理、兩大組成部分原理、雙重目標(biāo)原理、四大“基本策略”原理、三大“關(guān)鍵技術(shù)”原理、與智慧教育相互支持原理。從教學(xué)層面探討的中觀層次類有5條：計(jì)算思維是智能素養(yǎng)的核心要素原理、智能化教學(xué)設(shè)計(jì)的分層分類原理、智能化教學(xué)實(shí)施的“一融三境”原理、個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)相結(jié)合原理、基于實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控原理。從要素運(yùn)行層面探討的微觀層次類有4條：基于協(xié)同開(kāi)放理念的人工智能教育生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)原理、用教學(xué)算法恰當(dāng)表達(dá)教學(xué)策略原理、以學(xué)習(xí)績(jī)效最優(yōu)化為基準(zhǔn)的精準(zhǔn)干預(yù)原理、數(shù)據(jù)決策與人的決策相結(jié)合原理。

限于篇幅，下文僅對(duì)這三個(gè)層面原理的基本內(nèi)容、參考依據(jù)、作用價(jià)值、應(yīng)用注意事項(xiàng)做一簡(jiǎn)要分析。

三、教育層面類人工智能教育原理分析

（一）賦能原理

1.原理內(nèi)容。利用人工智能對(duì)教育賦權(quán)增能是人工智能教育的本質(zhì)。通過(guò)人工智能的廣泛應(yīng)用，使教育的工具、媒體、資源、環(huán)境等智能化，進(jìn)而促進(jìn)教育的方法、模式、測(cè)評(píng)、治理等智能化，實(shí)現(xiàn)智能化教育。

2.參考依據(jù)。麥克盧漢（Mcluhan）在《媒體通訊，人體的延伸》一書(shū)中揭示了傳播媒體的本質(zhì)是人體的延伸[7]。人工智能同樣延伸了教育參與者的機(jī)能。技術(shù)化教育觀認(rèn)為，高新技術(shù)的恰當(dāng)使用能帶來(lái)教育的變革，如擴(kuò)大教育規(guī)模，提高教學(xué)效率，提高教育質(zhì)量，促進(jìn)教育改革[8]。人工智能賦能教育，使學(xué)習(xí)環(huán)境生態(tài)化、由人際協(xié)同作用擴(kuò)展到人機(jī)協(xié)同作用、使學(xué)習(xí)的個(gè)性化與教學(xué)的規(guī)?；y(tǒng)一、使教學(xué)評(píng)估“全息化”[9]。

3.作用價(jià)值。闡明了人工智能教育的本質(zhì)，指明了人工智能在教育中應(yīng)用的目標(biāo)與方向，有助于推進(jìn)教育的智能化變革，有助于從人類教育發(fā)展與革命的歷史長(zhǎng)河中把握教育智能化的總趨勢(shì)。

4.注意事項(xiàng)。（1）要恰當(dāng)把握人工智能賦能教育的時(shí)機(jī)、方式、深度，堅(jiān)持人的主體性，不能因人工智能之“賦”而使人變“傻”或變“廢”。（2）充分挖掘人工智能的功能，不斷提高“賦能”的質(zhì)量。

（二）人本原理

1.原理內(nèi)容。在處理人工智能與人的智能、智能機(jī)器與人的關(guān)系中，強(qiáng)調(diào)以人（包括學(xué)生、教師和學(xué)習(xí)支持者）為本，尊重人的本性、尊嚴(yán)及成長(zhǎng)規(guī)律，以人的積極性和潛能的發(fā)揮為工作重點(diǎn)，以學(xué)生的智能素養(yǎng)培養(yǎng)為主要目標(biāo)。

2.參考依據(jù)。教育是有目的、有計(jì)劃地培養(yǎng)人的活動(dòng)，人工智能教育遵循這一主旨。在信息技術(shù)教育人本論[10]中，論述了其人本主義、建構(gòu)主義、人性論、潛能發(fā)展說(shuō)、素質(zhì)教育等方面的理論支持。人工智能教育是信息技術(shù)教育的新發(fā)展。這些人本理論的支持同樣適用于人工智能教育人本原理。

3.作用價(jià)值。奠定了人工智能教育的倫理基礎(chǔ)，有助于指導(dǎo)“AI老師”“智能學(xué)伴”“教育智能系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。有助于建立科學(xué)的人工智能教育倫理體系，形成健康的人工智能教育生態(tài)。有助于處理與教師助理及學(xué)習(xí)助理關(guān)系，建立人機(jī)協(xié)同機(jī)制。

4.注意事項(xiàng)。既要尊重人的主體性，也要看到AI的巨大發(fā)展?jié)摿?。?qiáng)調(diào)人機(jī)共生，但在人機(jī)沖突中強(qiáng)調(diào)以人為本。

（三）與社會(huì)互促原理

1.原理內(nèi)容。AI教育與AI社會(huì)、AI經(jīng)濟(jì)、AI科技、AI文化密切相關(guān)，AI社會(huì)、AI經(jīng)濟(jì)、AI科技、AI文化的發(fā)展為AI教育的發(fā)展提供驅(qū)動(dòng)力，AI教育的實(shí)施能促進(jìn)AI社會(huì)、AI經(jīng)濟(jì)、AI科技、AI文化的發(fā)展。

2.參考依據(jù)。這是由教育的社會(huì)屬性、經(jīng)濟(jì)功能、科技作用與文化價(jià)值所決定的。同時(shí)，AI社會(huì)需要AI教育培養(yǎng)大量具有智能素養(yǎng)的人，AI經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要AI教育提高生產(chǎn)力，AI科技的進(jìn)步需要AI教育促進(jìn)研發(fā)，AI文化的傳承更需要AI教育承載。因此，國(guó)家層面往往高度重視加強(qiáng)AI教育這一關(guān)鍵舉措。

3.作用價(jià)值。闡明了AI教育的社會(huì)功能和外在影響因素，對(duì)加強(qiáng)AI教育的設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理具有重要作用。適用于處理AI教育與AI社會(huì)、AI科技、AI文化的關(guān)系，有助于分析AI教育的發(fā)展原因和建立AI教育生態(tài)。

4.注意事項(xiàng)。（1）在AI教育的發(fā)展謀劃中，既要依據(jù)當(dāng)前的客觀條件，也要著眼未來(lái)和發(fā)揮人的主觀能動(dòng)作用;（2）AI文化是智能社會(huì)文化的組成部分，也是AI教育的重要內(nèi)容。要重視包括學(xué)校AI教材與社會(huì)AI信息資源在內(nèi)的文化建設(shè);（3）加強(qiáng)AI教育體制與AI政治制度建設(shè)，促進(jìn)協(xié)同發(fā)展。

（四）兩大組成部分原理

1.原理內(nèi)容。AI教育包括智能化教育和以AI為學(xué)習(xí)內(nèi)容的教育（簡(jiǎn)稱AI科技教育）兩大組成部分。二者都需要掌握一些AI知識(shí)和培養(yǎng)AI應(yīng)用能力，但側(cè)重點(diǎn)不同。

2.參考依據(jù)。智能時(shí)代，AI科技教育是面向所有公民的基本素養(yǎng)教育，旨在掌握智能化生存所需的基本AI知識(shí)和AI應(yīng)用能力。同時(shí)，所有在智能化環(huán)境中進(jìn)行的教育活動(dòng)都應(yīng)盡可能實(shí)施智能化教學(xué)，以提高教學(xué)績(jī)效。

3.作用價(jià)值。闡明AI教育有兩大組成部分，同時(shí)避免了二者的割裂，對(duì)于AI教育的開(kāi)展與未來(lái)走向具有指導(dǎo)作用。適用于所有教育組織開(kāi)展的人工智能教育。

4.注意事項(xiàng)。（1）AI內(nèi)容教育強(qiáng)調(diào)循序漸進(jìn)、螺旋推進(jìn)、與時(shí)俱進(jìn)，其實(shí)施要注重理論與實(shí)踐結(jié)合和盡量采用智能化教學(xué)模式。（2）智能化教學(xué)中要適度傳播AI知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的智能素養(yǎng)。

（五）雙重目標(biāo)原理

1.原理內(nèi)容。AI教育有培養(yǎng)學(xué)習(xí)者智能素養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)教育高績(jī)效雙重目標(biāo)。其中，智能素養(yǎng)的培養(yǎng)是從智能社會(huì)的大需求和學(xué)習(xí)者終身受用的長(zhǎng)遠(yuǎn)視角來(lái)看的，需要多種層次多個(gè)專題的AI課程體系來(lái)承載。智能教育的高績(jī)效是智能時(shí)代高技術(shù)投入對(duì)高質(zhì)量教育的要求，強(qiáng)調(diào)教育的高效果、高效率和高效益。

2.參考依據(jù)?！吨袊?guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》[11]以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，由自主發(fā)展（含學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活）、社會(huì)參與（含責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新）、文化基礎(chǔ)（含人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神）三個(gè)維度的六項(xiàng)核心素養(yǎng)指標(biāo)組成。據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》，“高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、社會(huì)責(zé)任四個(gè)核心要素組成”。國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[12]的“指導(dǎo)思想”強(qiáng)調(diào)“以提升新一代人工智能科技創(chuàng)新能力為主攻方向”。

3.作用價(jià)值。對(duì)人工智能教育具有定向、激勵(lì)、評(píng)價(jià)等作用，可避免單一的AI文化教育觀和片面的AI“整合”觀。

4.注意事項(xiàng)。（1）不同學(xué)科、不同層次的人工智能教育，其教育目標(biāo)要區(qū)別對(duì)待。AI文化教育強(qiáng)調(diào)智能素養(yǎng)的培養(yǎng)，智能化教育強(qiáng)調(diào)教育的高績(jī)效。（2）要處理好總目標(biāo)與分目標(biāo)、階段目標(biāo)與長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)、低級(jí)目標(biāo)與高級(jí)目標(biāo)的關(guān)系。（3）AI文化教育中，要注重“問(wèn)題求解”“機(jī)器學(xué)習(xí)”“決策規(guī)劃”“推理機(jī)制”等基本算法的學(xué)習(xí)和計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。在智能化教育中，要注重設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)策略的應(yīng)用，要注重發(fā)揮AI在全納教育（InclusiveEducation）[13][14]中的作用。

（六）四大“基本策略”原理

1.原理內(nèi)容。智能化教育的開(kāi)展，需運(yùn)用四大“基本策略”：（1）利用智能工具對(duì)學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體、教育環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)分析;（2）實(shí)施精準(zhǔn)干預(yù);（3）支持個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué);（4）形成教育的智能生態(tài)。

2.參考依據(jù)。（1）動(dòng)態(tài)教學(xué)和大規(guī)模個(gè)性化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、測(cè)評(píng)與治理，必須依靠AI技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)分析及精準(zhǔn)干預(yù)。（2）AI支持下的個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)的結(jié)合，有助于破解群體教學(xué)的“一刀切”與個(gè)性化發(fā)展的沖突。（3）人工智能與人的智能的共用，AI企業(yè)、教育機(jī)構(gòu)與師生的協(xié)同，眾多個(gè)性化學(xué)習(xí)者的相融與發(fā)展，都有必要建立教育的智能生態(tài)。

3.作用價(jià)值。上述策略（1）有助于對(duì)人工智能教育系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，提取狀態(tài)特征，研判發(fā)展趨勢(shì)，以利因材施教。策略（2）可確保人工智能教育系統(tǒng)按預(yù)定最佳方案運(yùn)行。策略（3）有助于利用AI充分發(fā)揮個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)其不足。策略（4）有助于使人工智能教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-功能優(yōu)化。

4.注意事項(xiàng)。策略（1）、策略（4）是策略（2）和策略（3）的基礎(chǔ)，策略（2）又是策略（3）的基礎(chǔ)。四大策略可以選擇與組合運(yùn)用。

（七）三大“關(guān)鍵技術(shù)”原理

1.原理內(nèi)容。智能感知、教學(xué)算法、數(shù)據(jù)決策是智能化教育的三大“關(guān)鍵技術(shù)”?？捎糜诮鉀Q教學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境信息的采集與理解、教與學(xué)策略的生成、系統(tǒng)自動(dòng)決策與自主運(yùn)行中的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.參考依據(jù)。從智能教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行看，以上三大“關(guān)鍵技術(shù)”有助于解決信息采集（輸入）、加工（處理）、輸出（行動(dòng)）中的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。從智能化教育實(shí)施所依賴的技術(shù)支持看，智能感知是前提，教學(xué)算法運(yùn)用是根本，數(shù)據(jù)決策是保證。

3.作用價(jià)值。（1）在“智能感知”中，利用多種信息采集器，可以感知環(huán)境狀態(tài)，了解教學(xué)系統(tǒng)要素特征和教學(xué)過(guò)程動(dòng)態(tài)。（2）利用“教學(xué)算法”，可以對(duì)學(xué)與教的過(guò)程、策略、效果等進(jìn)行計(jì)算分析，以利調(diào)控。（3）利用“數(shù)據(jù)決策”，可以使智能教學(xué)系統(tǒng)及時(shí)對(duì)規(guī)模化學(xué)習(xí)群體的每個(gè)個(gè)體提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案、針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)及干預(yù)。

4.注意事項(xiàng)。（1）這里的“關(guān)鍵技術(shù)”是從宏觀應(yīng)用層面看的，包括許多具體技術(shù)。（2）每種技術(shù)可以有多種備選方案，并可不斷改進(jìn)。如“教學(xué)算法”中的自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法包括測(cè)量類與機(jī)器學(xué)習(xí)類，前者有基于項(xiàng)目反應(yīng)理論的算法、基于認(rèn)知診斷理論的算法、基于知識(shí)空間理論的算法等等。后者有貝葉斯知識(shí)跟蹤算法、深度知識(shí)跟蹤算法、概率圖模型算法、協(xié)同過(guò)濾算法、遺傳算法等多種[15]。（3）“智能感知”不限于對(duì)環(huán)境信息的感知，也包括對(duì)學(xué)習(xí)材料語(yǔ)義的感知、學(xué)習(xí)者狀態(tài)的感知、以及對(duì)教與學(xué)系統(tǒng)其他要素的感知。（4）教學(xué)算法的表達(dá)形式有概念（流程）模型、數(shù)學(xué)公式、程序代碼等。（5）要注意將數(shù)據(jù)決策與人的決策有機(jī)結(jié)合。（6）隨著這些技術(shù)的逐漸成熟，其將被用到智能教學(xué)系統(tǒng)的模塊中并“透明”化。

（八）與智慧教育相互支持原理

1.原理內(nèi)容。智慧教育是指利用智能技術(shù)賦能，融合數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧與文化智慧，實(shí)現(xiàn)教育的精準(zhǔn)、個(gè)性化、創(chuàng)造與優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者智慧素養(yǎng)的教育形態(tài)與教學(xué)方式①。

人工智能教育與智慧教育含義不同，但二者相互支持。一方面，人工智能教育的發(fā)展，必然加強(qiáng)AI的教育應(yīng)用，推進(jìn)智能技術(shù)對(duì)教育的“賦能”。這有助于促進(jìn)“三智”（數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧、文化智慧）的融合，有助于實(shí)現(xiàn)教育的“精準(zhǔn)、個(gè)性化、創(chuàng)造與優(yōu)化”，有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的“智慧素養(yǎng)”，進(jìn)而促進(jìn)智慧教育的實(shí)現(xiàn)。另一方面，智能時(shí)代開(kāi)展智慧教育，必然引領(lǐng)和推進(jìn)“利用人工智能賦能”的智能化教育。人工智能教育與智慧教育的比較，如表1所示。

2.參考依據(jù)?；诠P者對(duì)人工智能教育、智慧教育的含義界定與實(shí)踐探討，參考國(guó)內(nèi)外關(guān)于人工智能教育、智慧教育的相關(guān)研究[16-18]。

3.作用價(jià)值。（1）有助于理解人工智能教育與智慧教育的異同，明確工作重點(diǎn)，推進(jìn)人工智能教育、智慧教育。（2）人工智能教育是智慧教育的實(shí)現(xiàn)途徑，人工智能教育需要智慧教育引領(lǐng)。

4.注意事項(xiàng)。（1）理清人工智能教育與智慧教育的異同，有利于集中力量，突出重點(diǎn)。應(yīng)優(yōu)先推進(jìn)教育智能化，實(shí)現(xiàn)智能化教育。（2）開(kāi)智啟慧的教育自古就有，利用AI賦能的智慧教育，能融合數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧、文化智慧，使智慧教育邁上新高度。

四、教學(xué)層面類人工智能教育原理分析

（一）計(jì)算思維是智能素養(yǎng)的核心要素原理

1.原理內(nèi)容。人工智能素養(yǎng)是指人所具有的認(rèn)識(shí)、利用、創(chuàng)造、管理人工智能以適應(yīng)智能社會(huì)發(fā)展需要的知識(shí)、能力、情意等各方面基本品質(zhì)的總和，簡(jiǎn)稱智能素養(yǎng)。智能素養(yǎng)是智能時(shí)代人才所必須具備的核心素養(yǎng)（必備品格和關(guān)鍵能力），包括人工智能知識(shí)、人工智能能力、人工智能情意三大組成部分。計(jì)算思維是指人運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問(wèn)題解決方案的過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)與能力表現(xiàn)。具備計(jì)算思維的人，能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問(wèn)題、抽取特征、建立模型、組織數(shù)據(jù)、選用算法、形成問(wèn)題解決方案，并將總結(jié)的問(wèn)題解決過(guò)程與方法進(jìn)行遷移推廣。計(jì)算思維是人工智能能力的重要組成部分，是智能素養(yǎng)的核心要素。

2.參考依據(jù)。（1）依據(jù)上述“核心素養(yǎng)框架”和教育部制定的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中關(guān)于計(jì)算思維的界定，借鑒《基于核心素養(yǎng)的學(xué)生智能素養(yǎng)構(gòu)建及其培育》[19]，《從信息素養(yǎng)到智能素養(yǎng)：中小學(xué)信息技術(shù)課程培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)向》[20]中的有關(guān)探討。拓展了筆者2001年關(guān)于信息素質(zhì)的探討[21]。（2）計(jì)算思維是認(rèn)識(shí)、利用、創(chuàng)造、管理人工智能的能力基礎(chǔ)，對(duì)智能素養(yǎng)的形成有直接支持作用。

3.作用價(jià)值。（1）有助于把計(jì)算思維培養(yǎng)作為人工智能教育的重要目標(biāo)。（2）有助于把握“信息素養(yǎng)”向“智能素養(yǎng)”演化中的“變”與“不變”。

4.注意事項(xiàng)。（1）計(jì)算思維是一種人機(jī)結(jié)合的工程化思維，具有形式化、模型化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化等特征[22]。智能素養(yǎng)中的計(jì)算思維是強(qiáng)調(diào)支持“智能計(jì)算”的思維，包括形式化表達(dá)要便于智能處理，采用智能處理數(shù)學(xué)模型，建構(gòu)智能化的問(wèn)題解決方案，開(kāi)發(fā)問(wèn)題求解的智能化系統(tǒng)等。（2）人工智能教育中，要注意對(duì)AI知識(shí)、AI能力、AI情意、AI倫理等各方面智能素養(yǎng)的綜合培養(yǎng)。

（二）智能化教學(xué)設(shè)計(jì)的分層分類原理

1.原理內(nèi)容。智能化教學(xué)設(shè)計(jì)要根據(jù)人工智能水平分層和學(xué)習(xí)者、教學(xué)模式等的分類進(jìn)行。其中，AI水平通常分為弱AI與強(qiáng)AI兩個(gè)層級(jí);弱AI只能在特定領(lǐng)域自動(dòng)推理與問(wèn)題求解，如圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等;強(qiáng)AI像人那樣進(jìn)行學(xué)習(xí)、推理與執(zhí)行“通用任務(wù)”（Generalized Mission）。目前的AI總體處于弱AI水平。學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等在很大程度上是智能化教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)首先要分析的因素。不同類型的智能化教學(xué)模式，往往需要不同類型的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.參考依據(jù)。（1）弱AI層級(jí)的智能化教學(xué)設(shè)計(jì)是信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的拓展，強(qiáng)AI層級(jí)的智能化教學(xué)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)。（2）不同教學(xué)模式下AI的應(yīng)用方式與作用不同。（3）教學(xué)設(shè)計(jì)包括宏觀層面的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、中觀層面的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、微觀層面的教學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

3.作用價(jià)值。（1）有助于立足現(xiàn)狀、瞄準(zhǔn)未來(lái)，促進(jìn)弱智能教學(xué)設(shè)計(jì)向強(qiáng)智能教學(xué)設(shè)計(jì)的演變。（2）無(wú)論何種智能化教學(xué)設(shè)計(jì)，都強(qiáng)調(diào)自適應(yīng)機(jī)制的設(shè)計(jì)，注重個(gè)性化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)教學(xué)設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)干預(yù)設(shè)計(jì)。

4.注意事項(xiàng)。（1）要充分領(lǐng)會(huì)智能化教育的內(nèi)涵。在智能化教學(xué)設(shè)計(jì)中，要注重利用智能工具對(duì)學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體及教育環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)分析，實(shí)施精準(zhǔn)干預(yù)，支持個(gè)性學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)，形成教育的智能生態(tài)。（2）要根據(jù)實(shí)踐總結(jié)與理論分析，不斷探討新的智能化教學(xué)設(shè)計(jì)模式。（3）要區(qū)分不同層級(jí)的智能化教學(xué)設(shè)計(jì)。（4）智能化教學(xué)設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是為了使學(xué)習(xí)績(jī)效最優(yōu)化而對(duì)教學(xué)要素和活動(dòng)安排進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)劃。

（三）智能化教學(xué)實(shí)施的“一融三境”原理

1.原理內(nèi)容。智能化教學(xué)的實(shí)施從深度和廣度看有三層境界：一是營(yíng)造智能教學(xué)環(huán)境，并使教學(xué)系統(tǒng)的要素與結(jié)構(gòu)智能化;二是提煉與應(yīng)用智能化教學(xué)模式;三是使智能化教學(xué)制度化、普及化。低層境界是高層境界的基礎(chǔ)，“AI與教學(xué)的融合”是“三層境界”的共同內(nèi)核。如圖4所示。

2.參考依據(jù)?；趪?guó)內(nèi)外技術(shù)化教育的大量實(shí)踐與探索[23]，借鑒《智慧教育的三重境界：從環(huán)境、模式到體制》[24]中的相近觀點(diǎn)，參考《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中的有關(guān)思想。

3.作用價(jià)值。（1）強(qiáng)調(diào)AI與教學(xué)的融合有不同的層次表現(xiàn)。（2）在第一層境界中，智能化教學(xué)環(huán)境是指智能教學(xué)系統(tǒng)邊界之外的所有因素及其關(guān)系之和，包括物理環(huán)境、心理環(huán)境等。智能化教學(xué)系統(tǒng)的要素包括教師+教學(xué)助理、學(xué)生+學(xué)習(xí)助理、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體，要素間的結(jié)構(gòu)關(guān)系不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，可以是動(dòng)態(tài)的算法關(guān)系。（3）在第二層境界中，智能化教學(xué)模式是指為完成教學(xué)任務(wù)而采用的、相對(duì)穩(wěn)定的，用以設(shè)計(jì)、組織、實(shí)施、評(píng)估、優(yōu)化智能化教學(xué)的策略、方法與結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化形式。智能化教學(xué)模式的提煉，有理論推演和實(shí)踐歸納兩個(gè)來(lái)源，智能化教學(xué)模式的應(yīng)用有指導(dǎo)實(shí)踐和建立理論兩個(gè)目的，從而形成如圖5所示的智能化教學(xué)模式方法論模型。智能化教學(xué)模式可以從學(xué)科、目的、組織形式、學(xué)習(xí)場(chǎng)所、AI與人的關(guān)系、價(jià)值觀、認(rèn)識(shí)論等視角加以分類。（4）第三層境界強(qiáng)調(diào)把AI在教學(xué)中的應(yīng)用納入到教學(xué)組織與管理機(jī)構(gòu)的運(yùn)作機(jī)制中，使智能化教學(xué)能長(zhǎng)期、持續(xù)進(jìn)行;強(qiáng)調(diào)通過(guò)研討、示范、激勵(lì)，使模式與經(jīng)驗(yàn)得到推廣應(yīng)用。

4.注意事項(xiàng)。（1）“融合”是AI在教學(xué)中有效應(yīng)用的基礎(chǔ)。同時(shí)，AI與教學(xué)的深度融合將引起教學(xué)結(jié)構(gòu)與體制的變革。（2）在智能化教學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境的創(chuàng)設(shè)中，要注重生態(tài)優(yōu)化與遵循倫理。（3）智能化教學(xué)模式，按組織形式分有智能化課堂教學(xué)模式、智能化遠(yuǎn)程教學(xué)模式、智能化自主學(xué)習(xí)模式;按學(xué)習(xí)場(chǎng)所分，有學(xué)校智能化教學(xué)模式、家庭智能化教學(xué)模式、社會(huì)智能化教學(xué)模式。各種教學(xué)模式又包括一系列具體教學(xué)形式與方法。（4）形成智能化教學(xué)應(yīng)用體制，不是一蹴而就的，需要師資培養(yǎng)、設(shè)施建設(shè)、教學(xué)研討、經(jīng)費(fèi)投入等配套支持。

（四）個(gè)性化學(xué)習(xí)與規(guī)?；虒W(xué)相結(jié)合的原理

1.原理內(nèi)容。在智能化教學(xué)中可利用AI大規(guī)模培養(yǎng)個(gè)性化創(chuàng)造性人才以取得最優(yōu)教學(xué)績(jī)效。其中，個(gè)性是個(gè)人帶有傾向性的、本質(zhì)的、比較穩(wěn)定的心理特征的總和[25]。個(gè)性的結(jié)構(gòu)包括個(gè)性傾向（如需要、動(dòng)機(jī)、興趣、信念）和個(gè)性心理特征（如能力、氣質(zhì)、性格等）兩大組成部分。個(gè)性化學(xué)習(xí)是指以學(xué)生個(gè)性差異為基礎(chǔ)，以促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展為目標(biāo)的學(xué)習(xí)范式[26]。規(guī)?；虒W(xué)是指學(xué)習(xí)者數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模的教學(xué)（如小組學(xué)習(xí)、班級(jí)教學(xué)、大規(guī)模網(wǎng)上教學(xué)等）。

2.參考依據(jù)。依據(jù)中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》[ 2 7 ]中提出的“戰(zhàn)略任務(wù)”：“利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式的改革，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化教育與個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合”。王珠珠認(rèn)為該戰(zhàn)略任務(wù)也是中國(guó)教育信息化2035年的重要目標(biāo)[28]。袁振國(guó)認(rèn)為，“讓教育從大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化教育發(fā)展到大規(guī)模的個(gè)性化教育成為人類的共同理想”，而“線上線下融合”有助于實(shí)現(xiàn)“大規(guī)模個(gè)性化的未來(lái)教育”[29]。一些學(xué)者已就如何利用AI促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)行了探討[30][31]。

3.作用價(jià)值。（1）有助于利用AI解決“面向全體”與“因材施教”的矛盾、“社會(huì)化教育”與“個(gè)性化培養(yǎng)”的矛盾、“班級(jí)批量化教學(xué)”與“個(gè)性化教學(xué)”的矛盾。（2）有助于利用AI推進(jìn)全納教育與全民教育，提高教育績(jī)效，促進(jìn)中國(guó)教育現(xiàn)代化“2035目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)。

4.注意事項(xiàng)。（1）本原理的應(yīng)用，有三種基本模式：面向班級(jí)課堂的大規(guī)模教學(xué)+面向每個(gè)學(xué)習(xí)者個(gè)性化智能助學(xué);面向所有在線學(xué)習(xí)者的大規(guī)模開(kāi)放教學(xué)+面向每個(gè)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化智能助學(xué);面向每個(gè)學(xué)習(xí)者的智能化自主學(xué)習(xí)。（2）在大規(guī)模個(gè)性化學(xué)習(xí)中，要建立學(xué)習(xí)者數(shù)字畫(huà)像和學(xué)習(xí)檔案，要利用知識(shí)圖譜和信息資源庫(kù)，要進(jìn)行自動(dòng)測(cè)評(píng)分析和適時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。（3）原理中的“結(jié)合”點(diǎn)包括學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源等。

（五）基于實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控原理

1.原理內(nèi)容。在人工智能技術(shù)與工具的支持下，對(duì)教學(xué)系統(tǒng)的要素及其關(guān)系的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、評(píng)價(jià)，以便按照系統(tǒng)優(yōu)化要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、控制。其中，實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)是前提，動(dòng)態(tài)調(diào)控是手段，系統(tǒng)過(guò)程與績(jī)效的優(yōu)化是目的。

2.參考依據(jù)。依據(jù)智能化教學(xué)的特征與需要;依據(jù)教育系統(tǒng)論、教育控制論、教育管理學(xué)的有關(guān)原理。

3.作用價(jià)值。有助于指導(dǎo)智能化教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行;有助于將智能化教學(xué)中的測(cè)評(píng)與調(diào)控恰當(dāng)關(guān)聯(lián)：實(shí)時(shí)→動(dòng)態(tài);有助于精準(zhǔn)干預(yù)策略的實(shí)施。

4.注意事項(xiàng)。（1）注意測(cè)評(píng)、調(diào)控的多維度與實(shí)時(shí)性。其中環(huán)境感知測(cè)評(píng)通常采用傳感器和智能芯片處理，其調(diào)控常采用數(shù)字化機(jī)械設(shè)備實(shí)施。其測(cè)評(píng)與調(diào)控通常是連續(xù)的，以確保教學(xué)環(huán)境的舒適、安全、穩(wěn)定。而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)測(cè)評(píng)，通常要把握三個(gè)關(guān)鍵時(shí)段：學(xué)習(xí)開(kāi)始前的診斷性測(cè)評(píng)、學(xué)習(xí)中的過(guò)程性測(cè)評(píng)、學(xué)習(xí)后的總結(jié)性測(cè)評(píng)，其對(duì)應(yīng)的調(diào)控分別為形成學(xué)案、調(diào)整學(xué)習(xí)路徑、學(xué)習(xí)水平總體評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)內(nèi)容深度測(cè)評(píng)是通過(guò)語(yǔ)義分析、知識(shí)圖譜追索、問(wèn)卷調(diào)查等途徑對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和作品水平的難度、深度、質(zhì)量等進(jìn)行的測(cè)評(píng)，主要用于形成性評(píng)價(jià)、幫助提高教師（代理）的教學(xué)能力、幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行高質(zhì)量學(xué)習(xí)。（2）調(diào)控的方式多樣，應(yīng)盡量使干預(yù)精準(zhǔn)。其中，對(duì)人的活動(dòng)干預(yù)要容許有一個(gè)適度的區(qū)間，以免過(guò)頻繁干預(yù)使學(xué)習(xí)者無(wú)所適從。

五、要素運(yùn)行層面類人工智能教育原理分析

（一）基于協(xié)同、開(kāi)放理念的人工智能教育生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)原理

1.原理內(nèi)容。人工智能教育生態(tài)建設(shè)中，要遵循協(xié)同、開(kāi)放理念，致力形成教育的智能生態(tài)。其中，人工智能教育生態(tài)是指人工智能教育系統(tǒng)的形成、發(fā)展?fàn)顟B(tài)與特性。人工智能教育生態(tài)理論研究人工智能教育生態(tài)的特征與運(yùn)行規(guī)律，重點(diǎn)探討人工智能教育系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用規(guī)律及機(jī)理。其中，“協(xié)同”理念強(qiáng)調(diào)，學(xué)校、教育管理部門、企業(yè)、家庭各方要積極協(xié)作，共同為智能教育事業(yè)發(fā)展獻(xiàn)策獻(xiàn)力;教師、學(xué)生、智能助理、支持服務(wù)人員要積極溝通，共同為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)良好條件?！伴_(kāi)放”理念強(qiáng)調(diào)，人工智能教育系統(tǒng)只有開(kāi)放且偏離平衡態(tài)，才有可能使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能由低級(jí)向高級(jí)、由無(wú)序向有序發(fā)展。教育的“智能生態(tài)”強(qiáng)調(diào)，要以具有智能調(diào)控和自治優(yōu)化能力的教育新生態(tài)為人工智能教育生態(tài)建設(shè)目標(biāo)。

2.參考依據(jù)。依據(jù)教育生態(tài)學(xué)、人工智能教育的含義界定和大量相關(guān)研究[32-34]。

3.作用價(jià)值。能用于指導(dǎo)人工智能教育生態(tài)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)價(jià)及環(huán)境開(kāi)發(fā);有助于人工智能教育系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能優(yōu)化與升級(jí)改造。

4 . 注意事項(xiàng)。（ 1 ） 適當(dāng)把握協(xié)同、開(kāi)放的“度”。強(qiáng)調(diào)在各盡其責(zé)基礎(chǔ)上的“協(xié)同”和堅(jiān)持本體特征基礎(chǔ)上的“開(kāi)放”。（2）只是從生態(tài)建設(shè)角度強(qiáng)調(diào)了“協(xié)同、開(kāi)放”。其實(shí)人工智能教育生態(tài)系統(tǒng)還應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)的十條共同原理：優(yōu)勝劣汰原理;拓資適環(huán)（成功的發(fā)展必須拓展資源和適應(yīng)環(huán)境）;相生相克原理;正負(fù)反饋原理;消變補(bǔ)穩(wěn)原理（功能失調(diào)會(huì)引起系統(tǒng)改變，通過(guò)補(bǔ)償機(jī)制可使系統(tǒng)穩(wěn)定）;S型突破原理（呈S型發(fā)展）;循環(huán)再生原理;多樣主導(dǎo)原理（多樣多元結(jié)構(gòu)可分散風(fēng)險(xiǎn)，以優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品主導(dǎo)形成發(fā)展實(shí)力）;趨利避害原理;開(kāi)放有序原理。

（二）用教學(xué)算法恰當(dāng)表達(dá)智能教學(xué)策略原理

1.原理內(nèi)容。在智能化教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要善于用教學(xué)算法表達(dá)各種智能教學(xué)策略，以便根據(jù)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)任務(wù)的特征，靈活選擇教學(xué)活動(dòng)的程序、方法、形式與調(diào)控對(duì)策，進(jìn)而高效地實(shí)現(xiàn)智能教學(xué)目標(biāo)。

2.參考依據(jù)。（1）梅瑞爾（Merrill.M.D.）在教學(xué)處理理論（Instructional Transaction Theory，簡(jiǎn)稱ITT）[35]中提出“教學(xué)處理”就是“教學(xué)算法”，即解決教學(xué)問(wèn)題的步驟;認(rèn)為不同類型的知識(shí)教學(xué)需要不同類型的“教學(xué)處理”;一種“教學(xué)處理”設(shè)計(jì)完成并形式化后，可重復(fù)用于同類知識(shí)的教學(xué)。（2）國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者在智能教學(xué)系統(tǒng)、個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究中對(duì)學(xué)習(xí)者特征提取算法[36]、基于多目標(biāo)改進(jìn)的教學(xué)優(yōu)化算法[37]等領(lǐng)域進(jìn)行了有益探討。（3）智能化教學(xué)策略的實(shí)現(xiàn)，有賴于教學(xué)算法的支持。

3.作用價(jià)值。（1）有助于教學(xué)算法的系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化研究。（2）有助于指導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。（3）有助于在智能教學(xué)中綜合處理教學(xué)活動(dòng)的程序、方法、形式、調(diào)控等因素。

4.注意事項(xiàng)。（1）智能教學(xué)策略是指人類教師或智能教師針對(duì)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)任務(wù)的特征，在一定的教學(xué)思想指導(dǎo)下，綜合考慮教與學(xué)活動(dòng)的程序、方法、形式等因素，為高績(jī)效的實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，而提出的智能教學(xué)方案與調(diào)控對(duì)策。包括教的策略與學(xué)的策略。因此，用教學(xué)算法來(lái)表達(dá)的工作量比較大，通常需要學(xué)科教師與智能技術(shù)開(kāi)發(fā)人員協(xié)同進(jìn)行。（2）在本原理的實(shí)際運(yùn)用中，通常是先從某個(gè)教學(xué)活動(dòng)因素的算法設(shè)計(jì)入手，再拓展到整個(gè)教學(xué)策略的算法表達(dá)。其較高形式是智能教師主持教學(xué)的算法系統(tǒng)表達(dá)。（3）為了降低對(duì)一般教師和學(xué)生的技術(shù)要求，在智能教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中應(yīng)盡量將教學(xué)算法的設(shè)置透明化（只需簡(jiǎn)單選擇便可調(diào)用，無(wú)需普通教師去編代碼）。（4）應(yīng)盡量提高教學(xué)算法的可讀性、準(zhǔn)確性、健壯性、有效性。

（三）以學(xué)習(xí)績(jī)效最優(yōu)化為基準(zhǔn)的精準(zhǔn)干預(yù)原理

1.原理內(nèi)容。在智能化精準(zhǔn)教學(xué)中應(yīng)以學(xué)習(xí)績(jī)效（包括效果、效率、效益）最優(yōu)化為干預(yù)基準(zhǔn)，對(duì)偏離優(yōu)化目標(biāo)的學(xué)習(xí)狀態(tài)與學(xué)習(xí)行為實(shí)施個(gè)性化精準(zhǔn)干預(yù)。

2.參考依據(jù)。依據(jù)奧格登· 林斯利（ O g d e nLindsley）的精準(zhǔn)教學(xué)理念[38]及其在信息化教學(xué)中的拓展應(yīng)用[39][40];依據(jù)巴班斯基的教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化理論[41];依據(jù)智能化教育的含義界定。

3.作用價(jià)值。指導(dǎo)智能化教學(xué)的設(shè)計(jì)、組織與調(diào)控。有助于彌補(bǔ)奧格登·林斯利基于斯金納行為主義學(xué)習(xí)理論所提出的精準(zhǔn)教學(xué)理論的不足，使智能化精準(zhǔn)教學(xué)理念能適用于認(rèn)知主義學(xué)習(xí)、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)等各種類型的學(xué)習(xí)。如班級(jí)差異化教學(xué)、小組合作研創(chuàng)型學(xué)習(xí)、個(gè)人自主適應(yīng)性學(xué)習(xí)、群體互動(dòng)生成性學(xué)習(xí)[42]。

4.注意事項(xiàng)。（1）在基于行為主義的知識(shí)教學(xué)和特殊教育中，以學(xué)習(xí)的流暢度（Fluency）（指學(xué)習(xí)表現(xiàn)的“精準(zhǔn)度”+“速度”）[43]指標(biāo)作為干預(yù)依據(jù)是比較有效的，但對(duì)于建構(gòu)性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)就不一定有效。建議以學(xué)習(xí)績(jī)效的最優(yōu)化為基準(zhǔn)針對(duì)具體情況擬定具體干預(yù)指標(biāo)。（2）注意人機(jī)協(xié)同干預(yù)和干預(yù)的時(shí)間、場(chǎng)景、數(shù)量、強(qiáng)度與學(xué)習(xí)者特征相符。（3）倡導(dǎo)正面引導(dǎo)性干預(yù)和預(yù)防性干預(yù)，避免亂干預(yù)和無(wú)效干預(yù)。

（四）數(shù)據(jù)決策與人的決策相結(jié)合原理

1.原理內(nèi)容。在智能化教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理、研究中，要善于將基于數(shù)據(jù)和智能系統(tǒng)的自動(dòng)決策與基于人的經(jīng)驗(yàn)的自我決策結(jié)合，以提高決策效能。

2.參考依據(jù)。（1）源于數(shù)據(jù)決策和人的決策互補(bǔ)。數(shù)據(jù)決策是指通過(guò)數(shù)據(jù)分析和決策模型所進(jìn)行的判斷與提出策略或方案的過(guò)程。人的決策與數(shù)據(jù)決策的比較，如下頁(yè)表2所示。從中可見(jiàn)，在決策者、決策依據(jù)、決策機(jī)制、決策變量、決策時(shí)機(jī)、決策作用等方面具有互補(bǔ)性。（2）參考已有研究。如管玨琪等人開(kāi)展的“數(shù)據(jù)啟發(fā)的教學(xué)決策研究”[44]，雷云鶴等人開(kāi)展的“基于預(yù)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)教學(xué)決策”探討[45]，馮仰存的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教師教學(xué)決策研究綜述”[46]、鐘婉娟等人的大數(shù)據(jù)支持的教學(xué)決策改進(jìn)[47]等。

3.作用價(jià)值。（1）避免教學(xué)決策的極端化、片面化，使教學(xué)決策全面、科學(xué)、有效。（2）指導(dǎo)智能化教學(xué)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)實(shí)施與精準(zhǔn)干預(yù)。

4.注意事項(xiàng)。（1）在智能化教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)反思等階段，數(shù)據(jù)決策與人的決策作用比重有所不同。數(shù)據(jù)決策因其實(shí)時(shí)性、個(gè)性化特點(diǎn)，在教學(xué)互動(dòng)中往往發(fā)揮較大作用。而教師決策在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)階段因其概括性、總體性特點(diǎn)而發(fā)揮較大作用。（2）注重?cái)?shù)據(jù)決策與人的決策的相互交融，強(qiáng)調(diào)基于證據(jù)的決策和建立決策失誤的糾錯(cuò)機(jī)制。