新文科背景下人工智能與教育融合發(fā)展體系構(gòu)建

李艷如，范新星

(1．四川外國語大學 語言智能學院，重慶 400031； 2．湖北工程學院 信息技術中心，湖北 孝感 432000)

世界正在面臨前所未有的變革，“新文科”建設在中國的社會發(fā)展戰(zhàn)略中起著重要作用。《新文科建設宣言》中將“主動求變，創(chuàng)新發(fā)展”作為新文科建設與發(fā)展的主要任務，“求變”即將現(xiàn)代信息技術賦能文科教育，“創(chuàng)新”亦指人工智能與文科教育融合發(fā)展體系構(gòu)建[1]。在新一輪的全球科技革命快速興起和產(chǎn)業(yè)變革迅猛發(fā)展的背景下，多種類產(chǎn)業(yè)形態(tài)開始涌現(xiàn)，各類分工組織方式(人工智能、大數(shù)據(jù)和機器人)逐漸突破原有方式，而這一切勢必對改變高等教育體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了質(zhì)的影響?？v觀當前先進信息技術如人工智能、大數(shù)據(jù)、VR、AR、知識圖譜、機器視覺在教學中的應用，已然將信息技術與教育教學融合發(fā)展推向新的高潮。如何面對新技術與教育融合創(chuàng)新中的問題，如何抓住其中的機遇，是當前教育教學改革推進工程中重要的一步。

一、人工智能技術引發(fā)新的教育革命

教育信息化在人工智能技術與教育創(chuàng)新融合的趨勢下迅速發(fā)展，成為第四次教育變革中的新浪潮。結(jié)合新文科建設發(fā)展中的現(xiàn)實問題，新文科與新技術融合創(chuàng)新發(fā)展備受關注。人工智能技術涉及知識表示、邏輯推理、自然語言處理、規(guī)劃和導航[2]，可融入現(xiàn)代教育系統(tǒng)的改革與現(xiàn)存教育問題的解決方案，人工智能技術與教育結(jié)合創(chuàng)新應用包括智能化導師系統(tǒng)、個性化測評系統(tǒng)、自動化評估系統(tǒng)、教育類輔助機器人系統(tǒng)等[3]。這類智慧教育技術可實現(xiàn)個性化教學(基于知識表示的人類教師模擬)，自動化全面評價測量(基于空間理論的知識自動化評測)，智能化語義理解(基于語音識別和自然語言處理技術的語法分析)。

通過對CNKI中近三年相關主題的67篇文獻分析歸納得知，人工智能與教育融合的研究重點不單是從技術的角度理解人工智能與教育間的關系，還涉及到從個體觀念到組織管理制度等其他方面，進而向系統(tǒng)的角度研究組織和機構(gòu)層面的人工智能與教育融合創(chuàng)新的體系結(jié)構(gòu)。人工智能技術已經(jīng)成為引發(fā)新一次教育革命的催化器，站在技術與教育融合的視角，新技術與教育的深度融合是促進課堂教學結(jié)構(gòu)變革的核心力量[4]，起到推動教育發(fā)展進步，指明信息化教育發(fā)展法相，啟發(fā)創(chuàng)新型學習與思考等重要作用，同時也體現(xiàn)出技術與教育雙向融合新型教學結(jié)構(gòu)發(fā)展方向。從時代發(fā)展的脈絡上看，新技術與教育的融合是引領時代實現(xiàn)教育生產(chǎn)力提升的體現(xiàn)。回顧歷史，智能技術與教育結(jié)合的緣起及發(fā)展可分為起步、應用、融合、創(chuàng)新四個階段[5]，而今天，在時代的要求下，人工智能與教育的創(chuàng)新融合正是技術與教育“深度融合，引領創(chuàng)新”的第五階段，這不僅是智能教育時代對教育改革工作提出的要求，更是教育信息化在當今時代技術與教育融合中的重要標志。然而人工智能技術與教育的融合創(chuàng)新并不是簡單地跟上技術更替發(fā)展的周期變化規(guī)律就可實現(xiàn)。在教育信息化逐步邁入教育智能化的進程中，人工智能、大數(shù)據(jù)、VR、AR、語料庫、自然語言理解等先進技術對教育質(zhì)量提升不盡如人意，著名的“喬布斯之問”便是對技術與教育融合之本質(zhì)最有力發(fā)問。探究這一問題的根源，應從技術與教育之間的本質(zhì)關系入手，對教育系統(tǒng)組成部分中的理念內(nèi)涵、教學策略、教學方法、教學模式、評估方式等進行“智能化”，對技術系統(tǒng)中的組成要素、方案決策、監(jiān)督體系等進行“賦權”，讓人工智能技術與現(xiàn)代教育體系雙向交融，從而達到以人工智能技術等智能化方式實現(xiàn)教育系統(tǒng)顛覆性重構(gòu)的目的。

二、時代需求下的人工智能與教育融合創(chuàng)新體系

技術的進步與教育的變革密不可分，在種植技術盛行的農(nóng)業(yè)時代需要的是個體勞動者，當時的教育體系就是以私塾、書院的形式進行個體勞動者的培養(yǎng)。蒸汽機技術帶來的動力加速了人們的勞動能力，這一時代的教育以學校為主體培養(yǎng)各個行業(yè)流水線上的工人，這一時代的教育體系具有統(tǒng)一、集中而標準的教育特點[6]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人類進入信息時代，這個時代的學生不再像是以往的教育體系中規(guī)劃的學生，更多地是在計算機網(wǎng)絡提供的海量教育信息資源環(huán)境中塑造的具有個性的學習者。在這一時期的教學體系中，涌現(xiàn)出大規(guī)模在線課程、翻轉(zhuǎn)課堂、PBL、SPOOC、BYOD等教學形式，信息化教育作為解決當前教學癥結(jié)的良方確實起到了立竿見影的功效。但是，信息化教育卻被眾多的教學資源和海量的學習數(shù)據(jù)束縛住了前進的腳步，當學習者面對眾多的學習平臺和教學工作，當教學者面對海量的學習檢測數(shù)據(jù)時，信息化的便捷已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)迷航，此時，在大數(shù)據(jù)和人工智能技術發(fā)展的蓬勃時代，教育系統(tǒng)需要的是一種創(chuàng)造性的學習環(huán)境，一種智能化的學習環(huán)境，一種“懂得人所思所求”的學習環(huán)境，在這種創(chuàng)新的融合發(fā)展體系中，才能真正實現(xiàn)從智能教育到智慧教育的轉(zhuǎn)變。

人工智能時代教育體系的內(nèi)涵是教育系統(tǒng)(課堂教學)結(jié)構(gòu)性變革，外延是形成信息化教育理論并建立信息化教育學科體系。因此，人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展體系需要充分考慮參與教學的組織元素即師生關系，適當運用信息技術重新構(gòu)建教學環(huán)境、教學內(nèi)容和教學方式，將教育理論與人工智能技術相結(jié)合，從而實現(xiàn)智慧化教育。該體系主要包含教育知識體系、教育價值體系、人才培養(yǎng)體系、學科發(fā)展體系等層面。

(一)教育知識體系

戴爾經(jīng)驗塔理論中將語言符號和視覺符號劃分屬于抽象的上層經(jīng)驗，而參與活動、設計、動手實踐屬于做的直接性經(jīng)驗。傳統(tǒng)課堂中教師的講授屬于抽象的經(jīng)驗，而將課堂中所學的東西都忘記之后，仍然留存在頭腦中的便是自身的直接性經(jīng)驗，即知識和能力。這也正是教育的關鍵意義所在——確立教育整合，美國學者米什啦和科樂提出了一種整個技術的知識框架——TPACK，即是將學科內(nèi)容、教學方法和技術進行相互交叉融合，從而形成三種不同類別的知識體系[7]，這便是使用技術重構(gòu)教育知識體系的實際案例。在高校學科建設的知識體系建設過程中，人工智能作為其中的組成部分，為大學人才培養(yǎng)和學科建設創(chuàng)造了新的機遇。人工智能時代的到來，會給高等教育、學科建設、人才培養(yǎng)帶來不同的格局與定位。文科院校在考慮課程體系建設的過程中，可將新文科學科發(fā)展與培養(yǎng)理念作為課程體系設置的終極目標，充分把握人工智能學科迅猛發(fā)展、強滲透性、強學科交叉性等特點，探索設置適合本?！叭斯ぶ悄?X”的課程。

(二)教育價值體系

國際上有個扎克伯格之問：“今天，個性化學習技術已如此發(fā)達，那教師還有存在的必要嗎？”現(xiàn)在智能科學技術正以“摩爾”般的發(fā)展速度改變著世界上各個領域，也帶給教育事業(yè)巨大的沖擊和極大的發(fā)展前景。各類在線學習平臺，虛擬仿真實驗平臺、互聯(lián)網(wǎng)+教育、MOOC、深度學習成為現(xiàn)代信息化學習方式，而傳統(tǒng)的教室和傳統(tǒng)課堂以及教師的權威似乎受到了技術的挑戰(zhàn)。但這一切的前提，是將教師當作知識傳輸?shù)墓ぞ?。而在當今智能化的教育時代，教育的最重要功能不只是教學生技巧和技能，而是向?qū)W生傳遞學習的意義，讓學生獲得學習的能力。教育的本質(zhì)在于啟發(fā)和創(chuàng)造，“授人以魚不如授人以漁”正是教師價值的真正體現(xiàn)——引導學習者進行問題探究、批判性地思考解決問題的方案，從而激發(fā)學習者學習興趣。因此，在確立人工智能與教育融合發(fā)展體系時，要正確對待“人類是自然的主宰”、“技術萬能論”等技術樂觀主義的價值觀，也要從容面對“技術統(tǒng)治時代”、“技術統(tǒng)治人類”、“技術無用論”等技術悲觀主義的價值觀，應該保持中立態(tài)度看待技術，技術的價值是依靠人對技術的使用、評判[8]。我們應重新審視技術之于教育的價值體現(xiàn)，從原始的人工技藝到近代機械技術再到未來智能技術，技術可以減少重復性、程序化工作時間，讓人獲得自在、被尊重、被關注的心理體驗，然而技術使用帶來的社會公正、安全風險，選擇強制性等系列問題也不容忽視。教育的終極目的為育人，教育之發(fā)展從未離開人的發(fā)展和培養(yǎng)這一核心，這是教育價值之“道”。

(三)人才培養(yǎng)體系

習近平總書記指出科學技術是社會第一生產(chǎn)力，科技人才是國家發(fā)展的重要資源。大力發(fā)展教育生產(chǎn)力就是要重視人才培養(yǎng)，發(fā)展現(xiàn)代教育生產(chǎn)力即在智能化的新時代培養(yǎng)符合時代要求的人才，形成針對新時代新需求的人才培養(yǎng)體系，這要求重視學生思想政治理論學習、道德品質(zhì)培養(yǎng)、文化素養(yǎng)熏陶等。在教育中提出的“以人為本”“育人為先”都在強調(diào)樹人是高校人才培養(yǎng)模式的核心，而立德是其中的根本。因此，人工智能時代的教育融合發(fā)展體系改革措施可考慮從實際需要出發(fā)，從實踐項目入手，將相關教育政策落到實處，積極創(chuàng)新使用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術、虛擬仿真技術、區(qū)塊鏈技術等現(xiàn)代智能科技，努力發(fā)展教育生產(chǎn)力，推動新文科教學蓬勃發(fā)展。這需要注意在教育模式中進行變革，變技術輔助為融合發(fā)展，變形式創(chuàng)新為本質(zhì)變革，變表層結(jié)合為深度融合，以此構(gòu)建人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展體系?？梢詮囊韵聦用嫫饰鲈摪l(fā)展體系：第一，推動人工智能技術實踐應用；第二，實現(xiàn)智能教育改革與創(chuàng)新；第三，充分實現(xiàn)智慧教育應用。

(四)學科發(fā)展體系

2019年印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中指出：“教育現(xiàn)代化應以德為先，注重因材施教、知行合一、共建共享，從而實現(xiàn)人才培養(yǎng)的終生型、全面型發(fā)展[9]”。學科發(fā)展是教育與技術深度融合從國家發(fā)展、人才培養(yǎng)層面的思考及發(fā)展戰(zhàn)略，當前人工智能已經(jīng)形成了以人工智能基礎學科為核心，包括數(shù)學與統(tǒng)計、科學與工程、認知與神經(jīng)科學、計算機科學與技術、先進機器人技術、人工智能與社會、人工智能工具與平臺的“1+7人工智能課程群”[10]。人工智能技術與教育教學的融合，從起步到應用，從整合到融合，最終會形成新型的交叉型、創(chuàng)新型學科，最終會建設出世界一流的學科(雙一流建設目標)，而這實際上已經(jīng)在世界范圍內(nèi)形成了激烈競爭態(tài)勢，中國當不遺余力，砥礪前行，走出中國特色的高等教育強國之路。

三、人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展體系構(gòu)建的實踐探索策略

目前各高校都在相繼進行人工智能與教育融合的研究探索，國內(nèi)高校開始設立人工智能學院、人工智能研究院、機器人學院等學院，并開設人工智能、人工智能教育、信息與通信工程、計算機應用技術等專業(yè)。在探索人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展的實踐過程中，需要相關者從頂層設計、廣泛交叉、分步實施等視角提出探索策略。

(一)教育者與企業(yè)部門協(xié)同參與頂層設計

人工智能與教育融合，絕對不單單是教育者和企業(yè)部門單方面的任務，應該著眼國家戰(zhàn)略體系規(guī)劃，秉承國家教育相關工作會議精神，在國務院、教育部相關部門指導下，協(xié)同社會企業(yè)產(chǎn)業(yè)集團，與校內(nèi)機構(gòu)及相關工作者共同討論指定人工智能與教育融合發(fā)展的創(chuàng)新體系發(fā)展方向、學科建設規(guī)劃及專業(yè)設置部署，從而實現(xiàn)對未來人才需求的最大化滿足。

(二)人工智能與傳統(tǒng)學科廣泛交叉

如前所述，未來的科學發(fā)展趨勢必然會加速科技創(chuàng)新，近年來，以人工智能為核心的交叉學科理念逐漸形成，并影響和促進了當前學科的發(fā)展。教育部發(fā)布的《高等學校人工智能創(chuàng)新計劃》提出要形成“人工智能+X”復合專業(yè)培養(yǎng)新模式[11]。在科技飛速發(fā)展的今天，新技術的出現(xiàn)，新理論和新發(fā)明的產(chǎn)生，通常都發(fā)生在學科邊緣和交叉點之上，而對于現(xiàn)實問題的解決也常常是幾個學科之間的滲透和交叉。據(jù)統(tǒng)計，在2022年3月教育部公布的新增審批專業(yè)名單中，出現(xiàn)了人工智能教育、人工智能康復、人工智能工程、語言智能、生物智能等30多個新型的交叉專業(yè)，可以說人工智能與傳統(tǒng)學科的融合已經(jīng)有合理的初步布局。

(三)人工智能與教育融合分步實施

2020年，新冠疫情對整個教育體系帶來了嚴重沖擊，從中暴露出現(xiàn)代教育體系并不完全適應現(xiàn)代社會的問題，究其原因在于現(xiàn)代教育體系是延續(xù)工業(yè)化時代為滿足產(chǎn)業(yè)化世界的需要而創(chuàng)造出的產(chǎn)物，當今信息和智能技術飛速發(fā)展導致很多工業(yè)流水線上的工作被智能機器人取代，今天學校辦學的出發(fā)點是為學生提供個性化的教育教學服務，人工智能與教育融合呼喚基于人工智能的教育體系重構(gòu)，從現(xiàn)實中發(fā)現(xiàn)新的教育教學體系“雛形”。可考慮開展未來教育生態(tài)體系中的人機協(xié)同領域?qū)嵺`路徑探索，進行人工智能+課程類實踐以及產(chǎn)學研教育體系探索，具體做法有：思維教學設計與個性化精準導學；學習情感幫促與學業(yè)情緒識別；智慧資源研發(fā)與資源適應性推薦；測量工具設計與自動組題與批閱；創(chuàng)客教育教練與學習空間仿真；情感品性培育與仿真實踐教練；身心健康指導與身心健康監(jiān)測。