數(shù)據(jù)新要素視域下的智能教育：模型、路徑和挑戰(zhàn)

劉三女牙 彭晛 沈筱譞 孫建文 李卿

[摘? ?要] 隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)據(jù)作為一種新生產(chǎn)要素，推動(dòng)智能教育的數(shù)字化賦能升級(jí)，具有人性化、情境化、集成化和數(shù)智驅(qū)動(dòng)等特征。本文通過拓展教育要素的內(nèi)涵邊界，打造“以數(shù)據(jù)自治演進(jìn)”的內(nèi)循環(huán)和“以服務(wù)主體為中心”的外循環(huán)，聯(lián)合創(chuàng)設(shè)了一個(gè)集“主體—環(huán)境—資源—數(shù)據(jù)”四位一體的內(nèi)外雙循環(huán)系統(tǒng)模型;然后重點(diǎn)圍繞健全數(shù)據(jù)治理和保障數(shù)據(jù)全周期覆蓋、強(qiáng)化數(shù)據(jù)賦能和優(yōu)化教學(xué)創(chuàng)新、構(gòu)建教育智能體和服務(wù)主體新形態(tài)、瞄準(zhǔn)人機(jī)混合智能和勾畫智能教育新圖景等，解析“數(shù)據(jù)+智能教育”發(fā)展的多重路徑;最后從數(shù)據(jù)倫理規(guī)范、人機(jī)互信、多學(xué)科交叉和教育均衡發(fā)展等方面，闡釋“數(shù)據(jù)+智能教育”面臨的多重挑戰(zhàn)，以期引起教育管理者、研究者、實(shí)踐者等對(duì)于數(shù)據(jù)要素視域下智能教育創(chuàng)新發(fā)展的思考與共鳴。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)據(jù)要素; 數(shù)據(jù)賦能; 智能教育; 教育智能體

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 劉三女牙（1973—），男，安徽桐城人。教授，博士，主要從事教育技術(shù)、教育大數(shù)據(jù)、智能教育研究。E-mail：lsy5918@mail.ccnu.edu.cn。彭晛為通訊作者，E-mail：pengxian@mail.ccnu.edu.cn。

一、引? ?言

數(shù)據(jù)作為賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)的重要引擎，能夠助力智能教育的機(jī)制創(chuàng)新[1]。2020年3月，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場(chǎng)化配置體制機(jī)制的意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）明確指出，與農(nóng)業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的勞動(dòng)力、土地、資本、知識(shí)、技術(shù)等傳統(tǒng)要素并列，數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的一種新型核心生產(chǎn)要素，是國(guó)家基礎(chǔ)性資源和戰(zhàn)略性資源。21世紀(jì)以來，大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的迅猛發(fā)展，加快促進(jìn)數(shù)據(jù)的采集、分類、存儲(chǔ)、加工、流通、分析和轉(zhuǎn)化過程，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的加速變革，逐步形成以數(shù)據(jù)要素為新興生產(chǎn)力主導(dǎo)市場(chǎng)的發(fā)展格局。在2020年中國(guó)抗擊新冠肺炎疫情全面勝利期間，響應(yīng)“停課不停教、停課不停學(xué)”的國(guó)家號(hào)召，數(shù)據(jù)要素支撐的多元應(yīng)用形態(tài)（如，網(wǎng)絡(luò)教育云資源平臺(tái)、公共學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)等）在教育領(lǐng)域中的高效資源配置，為廣大師生順利開展在線學(xué)習(xí)、智能教育提供了攻堅(jiān)的技術(shù)支持和實(shí)踐服務(wù)保障。

智能教育作為一種教育信息化的高階發(fā)展階段，對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育高質(zhì)量建設(shè)和良性穩(wěn)定發(fā)展起著至關(guān)重要作用[2]。2017年7月，智能教育作為“人工智能+教育”的重要?jiǎng)?chuàng)新戰(zhàn)略發(fā)展方向，首次在國(guó)務(wù)院印發(fā)“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”文件中被提出，從科技研發(fā)、應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面進(jìn)行了一系列措施部署，旨在打造智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系。2019年5月，教育部部長(zhǎng)陳寶生在國(guó)際人工智能與教育大會(huì)上，以《中國(guó)的人工智能教育》為題，探索走向智能時(shí)代的中國(guó)教育，為人工智能和智能教育提供強(qiáng)勁的科技創(chuàng)新動(dòng)力。在國(guó)際層面，未來今日研究所（Future Today Institute）發(fā)布最新版《2020科技趨勢(shì)報(bào)告》，該報(bào)告指出：“發(fā)展智能教育，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)與未來不確定之間的聯(lián)系。”隨著智能教育的縱深發(fā)展和反思實(shí)踐，新一代數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境被賦予新的職能需求和高質(zhì)量發(fā)展期待，全要素、全場(chǎng)域、全景式數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能化教育配置機(jī)制的宏偉藍(lán)圖規(guī)劃正逐步映入眼前。

二、數(shù)據(jù)新要素視域下的智能教育意蘊(yùn)

（一）發(fā)展沿脈

教育重構(gòu)和教育創(chuàng)新變革與技術(shù)的迅猛發(fā)展密不可分，受摩爾定律的作用，信息技術(shù)的快速迭代和邁步前行，促使教育生態(tài)“失衡—再平衡—再失衡”螺旋上升發(fā)展態(tài)勢(shì)的形成，從早期的工業(yè)時(shí)代，向數(shù)字時(shí)代演化邁進(jìn)[3-4]，智能教育在生產(chǎn)要素來源、教育理念、學(xué)習(xí)方式、價(jià)值樣態(tài)和應(yīng)用情境等方面表現(xiàn)出濃厚的時(shí)代特征。見表1。

在工業(yè)時(shí)代，土地、勞動(dòng)和資本作為重要的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要素[5]，對(duì)于教育變革發(fā)展的影響相對(duì)比較局限。教育過程通常依賴教學(xué)者的主觀經(jīng)驗(yàn)，借助機(jī)器媒介開展輔助式教學(xué)，容易忽視學(xué)習(xí)者個(gè)體差異性，難以保障有質(zhì)量的學(xué)習(xí)效率。

歷經(jīng)工業(yè)革命的變遷進(jìn)入數(shù)字時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)期，技術(shù)、管理和知識(shí)要素?cái)U(kuò)充原有生產(chǎn)要素的內(nèi)涵邊界，互聯(lián)網(wǎng)介入的新信息技術(shù)教學(xué)工具和人工制品，為經(jīng)驗(yàn)式教學(xué)朝向引導(dǎo)式教學(xué)提供實(shí)踐支撐，形成以學(xué)習(xí)者為中心的知識(shí)內(nèi)化牽引。

在數(shù)字與智能技術(shù)進(jìn)一步的深度耦合基礎(chǔ)上，智能教育將步入數(shù)智融合的未來智能化新時(shí)期[4]。該時(shí)期以數(shù)據(jù)為第一生產(chǎn)要素，以數(shù)智服務(wù)學(xué)習(xí)主體為中心，建設(shè)教育主體和數(shù)據(jù)自控平行智能的學(xué)習(xí)型社會(huì)，旨在破解智能教育科學(xué)化和精確化的兩大難題[6]。

（二）內(nèi)涵界定

目前，針對(duì)“人工智能+教育”研究領(lǐng)域范疇，已經(jīng)衍生出教育人工智能、智能教育、智慧教育等相關(guān)專業(yè)術(shù)語。國(guó)務(wù)院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件指出，智能教育是利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，開展智能校園建設(shè)、開發(fā)立體綜合教學(xué)場(chǎng)、開發(fā)智能教育助理，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、資源建設(shè)、管理等全流程應(yīng)用，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育定制化。吳永和等人認(rèn)為[7]，新型的智能教育體系應(yīng)以“人工智能服務(wù)教育”為行動(dòng)理念，采用移動(dòng)互聯(lián)的信息技術(shù)，旨在構(gòu)建“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的智能化教學(xué)場(chǎng)景，推動(dòng)學(xué)習(xí)方式改革和教育模式創(chuàng)新。張進(jìn)寶等人認(rèn)為[8]，智能教育是指培養(yǎng)學(xué)習(xí)者系統(tǒng)掌握和運(yùn)用各種思維與技術(shù)工具，實(shí)現(xiàn)智能信息處理、構(gòu)造智能解決方案和開發(fā)系統(tǒng)，并整合個(gè)體智能與智能技術(shù)實(shí)踐而跨學(xué)科開展的創(chuàng)新教育過程。劉邦奇等人從“人的發(fā)展”與“技術(shù)應(yīng)用”兩種視角[9]，重新定義了智能教育的概念，智能教育旨在加強(qiáng)人的智能發(fā)展，以及強(qiáng)化智能技術(shù)在教育應(yīng)用中的實(shí)踐方式，統(tǒng)籌“教育目的”和“實(shí)踐方式”的協(xié)調(diào)歸一。

基于上述智能教育相關(guān)概念的描述和理解，本文基于數(shù)據(jù)新要素賦能教育發(fā)展規(guī)律的研究視角，洞察和拓展智能教育內(nèi)涵，以數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究的第四范式為基礎(chǔ)，利用人工智能、教育大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)、數(shù)據(jù)表征教學(xué)過程系統(tǒng)中教育主體、環(huán)境、資源等要素之間的關(guān)系，構(gòu)造“以數(shù)據(jù)要素為核心”的智能化教育環(huán)境，加快推進(jìn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、流通、分析、利用等自動(dòng)化流程，深刻洞察和把握復(fù)雜教育系統(tǒng)的內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律與耦合關(guān)聯(lián)意義，揭示教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)現(xiàn)象背后存在的隱憂問題，進(jìn)而為教育主體提供適配、便捷、人性化的優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)。

（三）功能特征

“人工智能+教育”通常具有創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、重塑結(jié)構(gòu)、開放生態(tài)、尊重個(gè)性、服務(wù)智能、自治演進(jìn)等特征[7]。蘭國(guó)帥等學(xué)者指出[10]，“融合、數(shù)字、人機(jī)、彈性、互聯(lián)”是智能教育的五維特征。黃榮懷等學(xué)者指出[11]，從智能技術(shù)視角出發(fā)，智能教育的主要特征包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、個(gè)性化、情境化和新教育生態(tài)思維。鄭思思等學(xué)者指出[4]，智能教育的核心特征涵蓋實(shí)時(shí)互動(dòng)、埋點(diǎn)采集、深度分析和循證決策。聶竹明等學(xué)者認(rèn)為[12]，新一代的智能教學(xué)環(huán)境具備感知智能化、決策數(shù)據(jù)化、資源集成化、測(cè)評(píng)及時(shí)化、推薦精準(zhǔn)化、互動(dòng)立體化等特征。

本文認(rèn)為，數(shù)據(jù)新要素視角下的智能教育特征，不僅具備數(shù)據(jù)自身的高流動(dòng)性、高初始成本、零邊際成本、累積溢出等屬性效能[13]，而且涵蓋智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中的融合特點(diǎn)，如下四個(gè)方面。

1. 人性化

新視角下智能教育的個(gè)性化特征，強(qiáng)調(diào)以馬斯洛為代表提出的人本主義學(xué)習(xí)理論為支點(diǎn)[14]，倡導(dǎo)全人教育的整體思想價(jià)值觀，回歸教育本性和發(fā)展健全人性，注重?cái)?shù)據(jù)賦能教育主體的同時(shí)，更加突出人類知覺、情感、價(jià)值觀、態(tài)度等特性，尊重教育主體之間的差異性，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，幫助釋放學(xué)習(xí)天性的潛能，構(gòu)建以服務(wù)主體為中心的教學(xué)環(huán)境。

2. 情境化

5G、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的進(jìn)步，正逐步重塑教學(xué)環(huán)境，教育主體可以隨時(shí)隨地開展教與學(xué)系列活動(dòng)，通過整合多空間智能情境下的基礎(chǔ)硬件設(shè)施、技術(shù)模型、算法應(yīng)用、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、教學(xué)資源等教學(xué)服務(wù)要素，降低智能技術(shù)帶來的外界刺激干擾，強(qiáng)化主體無意識(shí)的知識(shí)意義加工，構(gòu)建和監(jiān)測(cè)主體活動(dòng)交互的智慧學(xué)習(xí)情境，完成教和學(xué)全過程狀態(tài)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反饋和調(diào)整。

3. 集成化

數(shù)據(jù)自身的高流通性、低邊際成本等特性，加速重構(gòu)智能教學(xué)資源形態(tài)，促成開放共享的海量聚合資源庫(kù)，涵蓋教學(xué)知識(shí)內(nèi)容、教資力量等狹義資源，如以中國(guó)大學(xué)MOOC為載體的資源聚合，以及智能學(xué)習(xí)同伴、智能學(xué)習(xí)助手、虛擬教師、學(xué)習(xí)路徑導(dǎo)航等泛義資源，如以Knewton自適應(yīng)教育平臺(tái)為媒介的資源整合、優(yōu)化和提升智能教學(xué)資源的集成效能。

4. 數(shù)智驅(qū)動(dòng)

數(shù)智驅(qū)動(dòng)是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新一代高階形式表征，是數(shù)據(jù)和智能融合發(fā)展規(guī)律的必然產(chǎn)物[4]。未來智能教育的數(shù)智驅(qū)動(dòng)特征，主要利用新一代信息技術(shù)，賦予數(shù)據(jù)感知、理解、推演、自控制等能力，實(shí)現(xiàn)捕獲、存儲(chǔ)、整合、分析教育全周期過程的高維異構(gòu)大數(shù)據(jù)，進(jìn)而為教育主體自動(dòng)提供科學(xué)化、自適應(yīng)的智能決策。

三、智能教育新四要素模型

教育是一種影響人、培養(yǎng)人的活動(dòng)，教育要素是指構(gòu)成教育活動(dòng)的基礎(chǔ)成分和決定教育發(fā)展的內(nèi)在條件[15]，具有較強(qiáng)的時(shí)代特性。從不同的研究視角切入，智能教育要素對(duì)比見表2。相比面對(duì)面教育，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”更加強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介入下對(duì)教育要素構(gòu)成的重新審視。

（一）核心要素

非正式、交互化、數(shù)字化學(xué)習(xí)時(shí)代的來臨，我們必須擴(kuò)展和創(chuàng)新原有的教育理論體系，以此適應(yīng)新時(shí)代對(duì)教與學(xué)的要求。與有關(guān)構(gòu)建智能教育生態(tài)系統(tǒng)研究不同，本文以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（即學(xué)習(xí)的發(fā)生是學(xué)生身處于一定的社會(huì)文化環(huán)境，主動(dòng)加工處理、建構(gòu)信息資源內(nèi)容的意義表征過程[24]）、聯(lián)通主義理論（即學(xué)習(xí)是不斷連接和形成內(nèi)部認(rèn)知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、外部社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和概念網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)過程[25]）、活動(dòng)理論（即研究和解釋人類不同學(xué)習(xí)活動(dòng)的哲學(xué)和跨學(xué)科理論框架[26]）、本體論（即本體論是對(duì)概念化的精確表征，通常描述事物的本質(zhì)[27]）等為基礎(chǔ)理論依據(jù)，針對(duì)智能教育中的“誰在學(xué)（Who）—主體表征”“在哪學(xué)（Where）—環(huán)境建構(gòu)”“學(xué)什么（What）—資源內(nèi)容”，以及“怎么做（How）—數(shù)據(jù)賦能”問題，結(jié)合教育要素發(fā)展規(guī)律和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育的智能技術(shù)賦能，力求剖析智能教育過程的核心本體對(duì)象，旨在打造智能教育生態(tài)系統(tǒng)的“前設(shè)基座”，構(gòu)建了主體、環(huán)境、資源和數(shù)據(jù)的智能教育新四要素模型（如圖1所示），為保障智能教育實(shí)踐應(yīng)用的科學(xué)部署提供一定的理論支撐。

1. 主體

數(shù)據(jù)新要素視域下的智能教育主體是實(shí)施和開展教育教學(xué)活動(dòng)的本體關(guān)聯(lián)對(duì)象，旨在回答“誰在學(xué)（Who）”的問題，主要由教育管理者、教師、學(xué)生、同伴、家長(zhǎng)、企業(yè)機(jī)構(gòu)等多方利益實(shí)體，以及虛擬教師、虛擬同伴、在線教學(xué)助理、在線輔助管家等多元描繪虛體構(gòu)成。在“數(shù)據(jù)+智能”的深層融合發(fā)展進(jìn)程中，教育者和受教育者的主客體關(guān)系正在悄然發(fā)生改變和得以重塑，教育者不再是主宰教學(xué)活動(dòng)和傳授知識(shí)的唯一實(shí)際主體，而是引導(dǎo)和服務(wù)受教育者的共生同伴，受教育者不再是單一接受知識(shí)的被動(dòng)學(xué)習(xí)者，而是主動(dòng)建構(gòu)和創(chuàng)造新生知識(shí)的主力軍，兩者之間的角色邊界已漸微模糊，主體關(guān)系趨于平等。

2. 環(huán)境

數(shù)據(jù)新要素視域下的智能教育環(huán)境是提供主體良好學(xué)習(xí)體驗(yàn)以及真實(shí)情境、活動(dòng)和任務(wù)的教學(xué)空間[28]，旨在回答“在哪學(xué)（Where）”的問題，具有線下線上融合、虛實(shí)結(jié)合、正式與非正式學(xué)習(xí)泛化等特性?！皵?shù)據(jù)+”教學(xué)環(huán)境不僅注重對(duì)傳統(tǒng)物理課堂的技術(shù)功能改造和創(chuàng)新應(yīng)用變革，而且強(qiáng)調(diào)立體化、全景式、多模態(tài)感知外部環(huán)境的數(shù)據(jù)計(jì)算和智能解構(gòu)?；跀?shù)智推演的全新學(xué)習(xí)空間，可突破教學(xué)時(shí)間和空間的局限，助力開展翻轉(zhuǎn)課堂、混合課堂等線下線上融合教學(xué);結(jié)合真實(shí)情境和虛擬情境，助力創(chuàng)設(shè)沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境;拓展課堂的移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)，助力推動(dòng)正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)的環(huán)境泛化。

3. 資源

數(shù)據(jù)新要素視域下的智能教育資源是服務(wù)主體建構(gòu)外部環(huán)境輸入的基礎(chǔ)準(zhǔn)備物質(zhì)，旨在回答“學(xué)什么（What）”的問題，可分為狹義資源和泛義資源兩種資源形態(tài)。狹義資源指通過在線云服務(wù)、PC端和手機(jī)端等多端媒介載體傳播和分享的教學(xué)知識(shí)內(nèi)容。泛義資源指在狹義資源基礎(chǔ)上，涵蓋智能同伴、社會(huì)情感信息反饋等多源異構(gòu)的集成型資源，并且數(shù)據(jù)可以理解成資源的最小組構(gòu)單元?！皵?shù)據(jù)+”教學(xué)資源貫穿資源的生產(chǎn)、集成、分享、流通和利用過程，助力優(yōu)質(zhì)資源的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮高質(zhì)量學(xué)習(xí)資源的價(jià)值和效能，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨時(shí)空、跨業(yè)界的教育資源均衡發(fā)展，推動(dòng)教育公平[26]。

4. 數(shù)據(jù)

“數(shù)據(jù)+智能教育”深度融合下的“數(shù)據(jù)”是教育教學(xué)全周期過程流關(guān)聯(lián)的人—物—活動(dòng)的集成，是一系列耦合關(guān)系的形式化表征，具有可復(fù)制、可共享、再生再創(chuàng)等特性[29]，通過強(qiáng)化和激發(fā)數(shù)據(jù)要素的運(yùn)用水平，供能教育主體、環(huán)境和資源內(nèi)容的多向流動(dòng)，服務(wù)教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略等事項(xiàng)活動(dòng)，以及教學(xué)自動(dòng)化、自適應(yīng)決策制定和干預(yù)反饋，旨在回答“怎么做（How）”的問題。數(shù)據(jù)要素既可以促進(jìn)智能教育新模型中的主體、環(huán)境和資源要素的價(jià)值利用效率，也可以通過內(nèi)化運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)數(shù)智的價(jià)值創(chuàng)造和跨越。

（二）運(yùn)行機(jī)制

運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)思維與基礎(chǔ)教育理論方法，智能教育新四要素模型涵蓋主體、環(huán)境、資源和數(shù)據(jù)四要素，通過對(duì)系統(tǒng)元素、結(jié)構(gòu)、流程的分析與統(tǒng)合，形成具備自我進(jìn)化、動(dòng)力引擎制動(dòng)的智能循環(huán)體，如圖1所示。智能教育新四要素模型遵從“1234”定律：一個(gè)核心，即以數(shù)據(jù)要素為核心;兩個(gè)循環(huán)，即“以服務(wù)主體為中心”的外循環(huán)和“以數(shù)據(jù)自治演進(jìn)”的內(nèi)循環(huán);三種賦能關(guān)系，即數(shù)據(jù)和主體、數(shù)據(jù)和環(huán)境以及數(shù)據(jù)和資源的三種雙向賦能關(guān)系;四位合一，即智能教育新四要素主體、環(huán)境、資源和數(shù)據(jù)的深層合一。

面向新一代數(shù)字教育的發(fā)展訴求，彰顯教育主體在教學(xué)過程中主導(dǎo)的至高性，以學(xué)習(xí)者、教師、教學(xué)智能體等為行為聯(lián)結(jié)本體的智能教育建構(gòu)邏輯觀，重造多空間融合的立體教學(xué)場(chǎng)環(huán)境，優(yōu)化資源的形式化表征、生產(chǎn)、供給、流通和組織模式，匹配主體在多元境域場(chǎng)景中的個(gè)性化資源服務(wù)，并形成復(fù)雜時(shí)空視角下“外循環(huán)”持續(xù)迭代的動(dòng)態(tài)過程性生成數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)作為主體、環(huán)境和資源要素流通的核心樞紐，是智能教育生態(tài)系統(tǒng)的中控“智腦”，是主體創(chuàng)造教育價(jià)值的基礎(chǔ)單元，運(yùn)用智能化基礎(chǔ)設(shè)施和智能教育核心技術(shù)手段，對(duì)教師、學(xué)生、環(huán)境、資源等各教育組成部分展開全方位感知，實(shí)現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘的學(xué)情分析和數(shù)據(jù)智能建模。數(shù)智融合持續(xù)螺旋上升的自我裂變效能，形成動(dòng)態(tài)演化視角下“內(nèi)循環(huán)”的迭代造能合力，提供主體在知識(shí)建構(gòu)過程中的能量源口，貫穿生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外雙循環(huán)的雙向賦能關(guān)系，從而打造一個(gè)集聚“主體—環(huán)境—資源—數(shù)據(jù)”四位一體的內(nèi)外雙循環(huán)，服務(wù)未來智能教育的創(chuàng)新變革，以及大規(guī)模和個(gè)性化協(xié)同共生演進(jìn)發(fā)展。

四、智能教育發(fā)展路徑

（一）健全數(shù)據(jù)治理，保障數(shù)據(jù)全周期覆蓋

當(dāng)前，各區(qū)域教育數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以自建、自管、自用為主，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的分割與壟斷。由于教育數(shù)據(jù)的敏感性，它們不愿放棄“數(shù)據(jù)資本”，迫使數(shù)據(jù)治理（如流通與共享）的推進(jìn)過程困難重重。但是，數(shù)據(jù)的價(jià)值存在明顯的感知差異，某些被視為“垃圾”的數(shù)據(jù)或許在其他場(chǎng)景中被視為“寶藏”。因此，為最大化提高數(shù)據(jù)效能，數(shù)據(jù)流通與分享是推進(jìn)智能教育的必然進(jìn)路[30]，應(yīng)推動(dòng)以政策、思想、技術(shù)為主軸的數(shù)據(jù)治理升級(jí)，建立數(shù)據(jù)隱私保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)，突破相關(guān)技術(shù)、創(chuàng)立保障機(jī)制、維護(hù)數(shù)據(jù)權(quán)益，提升數(shù)據(jù)所有者的數(shù)據(jù)分享意識(shí)，保障教育數(shù)據(jù)的全周期流通和覆蓋。

（二）強(qiáng)化數(shù)據(jù)賦能，優(yōu)化教學(xué)創(chuàng)新

數(shù)據(jù)要素賦能的智能算法能夠?qū)?shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)化為知識(shí)，以便深層次理解教學(xué)主體的學(xué)習(xí)交互過程，推動(dòng)教學(xué)決策創(chuàng)新，助力量化學(xué)習(xí)[6]、計(jì)算教育學(xué)[31]等領(lǐng)域的高速發(fā)展。數(shù)據(jù)要素應(yīng)加強(qiáng)對(duì)教育環(huán)境的賦能效用，通過構(gòu)建多物理教學(xué)場(chǎng)的合并、實(shí)體教學(xué)空間與數(shù)字空間的無縫融合的新型教學(xué)環(huán)境，完成對(duì)教學(xué)場(chǎng)的人機(jī)物實(shí)時(shí)記錄與信息融合。數(shù)據(jù)要素應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)資源的生產(chǎn)、流通、組織、精準(zhǔn)服務(wù)全流程賦能，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源要素流通可溯源、內(nèi)容可理解、主體可適配。如，研究者通過構(gòu)建Learning Markets平臺(tái)[32]，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的互信合作構(gòu)建框架與可信交易機(jī)制，提升資源協(xié)作的公平性與透明性，以及交易的安全性。

（三）構(gòu)筑教育智能體，服務(wù)主體新形態(tài)

人工智能技術(shù)高速發(fā)展，促使教育人工智能初現(xiàn)自我演進(jìn)特性，其應(yīng)用場(chǎng)景從單一朝向多場(chǎng)景甚至全場(chǎng)景擴(kuò)展，其形態(tài)從輔助工具向具象智能體轉(zhuǎn)變，構(gòu)筑適應(yīng)于教育場(chǎng)景的智能體成了近年智能教育研究發(fā)展的重點(diǎn)。

通過結(jié)合數(shù)據(jù)賦能下的主體、環(huán)境、資源協(xié)同應(yīng)用模式，利用智能算法的自我迭代演化能力，形成了以智能導(dǎo)師、智能學(xué)伴、智能代理等為典型代表的新一代教學(xué)智能體，旨在助力于學(xué)習(xí)主體的高階意義加工，以及實(shí)現(xiàn)智能服務(wù)交互創(chuàng)新與體驗(yàn)升級(jí)。如，研究者通過構(gòu)建一個(gè)服務(wù)兒童自然對(duì)話交互的虛擬閱讀伙伴[33]，幫助和提高了兒童的故事理解能力。

（四）瞄準(zhǔn)人機(jī)混合智能，勾畫智能教育新圖景

機(jī)器與人各具優(yōu)勢(shì)，機(jī)器能夠快速準(zhǔn)確地完成計(jì)算、記憶、搜索等工作，而人更擅長(zhǎng)推理、決策等復(fù)雜認(rèn)知活動(dòng)。如何綜合兩者優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)混合增強(qiáng)的智能服務(wù)，開展人機(jī)協(xié)作共生將是智能教育發(fā)展中的重要議題[34]。

現(xiàn)階段人工智能存在迭代更新慢，以及適應(yīng)性、泛化性不足的問題，使得探索“人在回路”的混合決策模式成為教育人工智能的未來發(fā)展方向。人在回路的范式通過引入人的參與提升問題求解效率，使得智能體的構(gòu)建不再僅依賴數(shù)據(jù)與算法，使得人工智能在不確定性與復(fù)雜性并存的新一代智能教育場(chǎng)景中能夠發(fā)揮最大化的作用。新型人機(jī)協(xié)作模式的探索應(yīng)充分融合人工智能與人類教師的特點(diǎn)，構(gòu)建教師—機(jī)器—學(xué)生的人機(jī)協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)與交互協(xié)同模型，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)、和諧的人機(jī)協(xié)作，優(yōu)化教學(xué)流程和提高教學(xué)質(zhì)量。如，以小組協(xié)作學(xué)習(xí)為例，機(jī)器擅長(zhǎng)自動(dòng)分組以及對(duì)多個(gè)小組學(xué)習(xí)過程的感知與全過程監(jiān)測(cè)[35]，教師擅長(zhǎng)對(duì)學(xué)習(xí)者提供情感和動(dòng)機(jī)支持，并提供富有策略性的啟發(fā)與引導(dǎo)等教學(xué)支架。

五、重要挑戰(zhàn)

（一）數(shù)據(jù)倫理規(guī)范

數(shù)據(jù)作為數(shù)字化教育發(fā)展的一種新生產(chǎn)要素，因其高傳播、高流通、再生再創(chuàng)等特性，容易引發(fā)教育數(shù)據(jù)的規(guī)?；[私竊取或信息泄露，并易遭其他非法組織利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行價(jià)值改造和惡意欺騙，難以保障教育主體的心理和物質(zhì)安全，甚至導(dǎo)致其情緒不安、精神紊亂、認(rèn)知失衡，以及教育行為不端的惡性循環(huán)等后果。因此，數(shù)據(jù)倫理道德和安全保障是“數(shù)據(jù)+智能教育”面對(duì)的重大挑戰(zhàn)之首。為此，應(yīng)該綜合考量?jī)r(jià)值、利益、時(shí)間和情境的多維因素[36]，培養(yǎng)數(shù)據(jù)利益相關(guān)方的倫理道德理念認(rèn)同和價(jià)值構(gòu)建意識(shí)，完善數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)的法律界定，加快制定完備的數(shù)據(jù)倫理監(jiān)督和管理的法律法規(guī)，加速形成未來智能教育的數(shù)據(jù)分類（公共數(shù)據(jù)、個(gè)體數(shù)據(jù)、研究數(shù)據(jù)和跨界數(shù)據(jù)）分級(jí)（數(shù)智、知識(shí)、信息和元數(shù)據(jù)）安全保護(hù)制度，歸納數(shù)據(jù)倫理遵循的基本原則，建立科技倫理框架，利用區(qū)塊鏈等技術(shù)保護(hù)教育主體的數(shù)據(jù)掌控權(quán)益，為數(shù)據(jù)新要素時(shí)域下的智能教育發(fā)展設(shè)置“看門人”。

（二）人機(jī)互信

人機(jī)互信是數(shù)智深度融合下人機(jī)協(xié)同發(fā)展的重要保障，如何科學(xué)地建立和強(qiáng)化教育人機(jī)信任是一個(gè)面臨的重大挑戰(zhàn)。元數(shù)據(jù)的缺失、基礎(chǔ)教育數(shù)據(jù)預(yù)處理的缺乏、不透明的智能算法，以及教育主體使用數(shù)據(jù)授權(quán)機(jī)制權(quán)利的模糊，容易形成一個(gè)“黑色系統(tǒng)”，難以獲取人機(jī)協(xié)同之間的充分信任[37]。如，利用教育多主體在教育活動(dòng)交互過程中產(chǎn)生的全周期數(shù)據(jù)，對(duì)其訓(xùn)練生成的智能算法模型，可能涵蓋大量的錯(cuò)誤知識(shí)、不良言論信息、學(xué)科偏見等，從而導(dǎo)致不當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)標(biāo)簽和薄弱的信任支持。可信的人機(jī)協(xié)同機(jī)制和智能理解計(jì)算能顯著提高數(shù)智驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化教育服務(wù)的直接效益，保障終身教育、終身學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、混合智能學(xué)習(xí)等新型教學(xué)模式的生產(chǎn)效能。未來的機(jī)器將逐漸升級(jí)和進(jìn)化為更高階層“數(shù)智能力”和“類人大腦”的智能體，如何確保人機(jī)協(xié)同過程中人類教與學(xué)的主觀能動(dòng)性以及寄托心理情感交互的信任傳遞，同樣值得進(jìn)一步深究。

（三）多學(xué)科交叉

多學(xué)科交叉融合普遍存在管理體制缺乏、人才培養(yǎng)薄弱和評(píng)價(jià)體系滯后等問題[38]，是全世界高校和研究機(jī)構(gòu)整改學(xué)科創(chuàng)新面臨的一個(gè)共同突出挑戰(zhàn)。在數(shù)據(jù)賦能的智能教育體系培育下，考慮教育系統(tǒng)自身的復(fù)雜特性，對(duì)于教育主體的跨學(xué)科數(shù)據(jù)素養(yǎng)提出了更高的要求，一方面需要高位的跨學(xué)科數(shù)據(jù)內(nèi)驅(qū)視野，另一方面需要差異化學(xué)科的教育數(shù)據(jù)思維加工理念、數(shù)據(jù)分析建構(gòu)方法以及數(shù)據(jù)智能決策的理性審視和多維評(píng)估能力。從學(xué)科發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)角度出發(fā)，自上而下地實(shí)行多主體協(xié)同創(chuàng)新，大力培育一批具備教育數(shù)字化處理、加工、價(jià)值轉(zhuǎn)化的復(fù)合思維型跨界人才，加快推動(dòng)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科、跨機(jī)構(gòu)深度融合的應(yīng)用前景。

（四）教育均衡發(fā)展

數(shù)字公平不僅是未來智能教育創(chuàng)新發(fā)展和應(yīng)用變革的先決條件和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，也是全球教育的難題和重大挑戰(zhàn)之一，應(yīng)該合理配置教育優(yōu)質(zhì)資源，利用未來6G支撐的無線觸覺寬帶網(wǎng)絡(luò)、超級(jí)計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、腦科學(xué)等新興技術(shù)，引導(dǎo)科技向善，眾籌共建優(yōu)質(zhì)資源，促進(jìn)共享教育資源輸向偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)和西部落后地區(qū)，避免教育數(shù)字鴻溝帶來的主體培育失衡、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)滯后、人民幸福指數(shù)低下等影響社會(huì)健康發(fā)展的不良問題，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的高質(zhì)量和均衡發(fā)展，保障智能技術(shù)在教育應(yīng)用中的普適化、泛能化、融合化和情境化，體現(xiàn)“有教無類”的包容和公平的核心價(jià)值觀[39]。

六、結(jié)? ?語

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展為智能教育提供了強(qiáng)有力的工具和手段，本文從數(shù)據(jù)新要素視角，探討了智能教育模型的內(nèi)涵邊界及其相互關(guān)系，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)時(shí)代演化特征和教育領(lǐng)域發(fā)展規(guī)律，構(gòu)建了主體、環(huán)境、資源和數(shù)據(jù)雙向賦能的智能教育新四要素模型?；诖四Ｐ停劢箶?shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)賦能、教育智能體與人機(jī)混合智能等四個(gè)維度，描述了數(shù)據(jù)新要素視域下智能教育的實(shí)施路徑，并從數(shù)據(jù)倫理規(guī)范、人機(jī)互信、多學(xué)科交叉與教育均衡發(fā)展等四個(gè)方面，闡釋了數(shù)智教育發(fā)展面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，為促進(jìn)未來教育高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展提供參考與借鑒。

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