我國人工智能教育風(fēng)險研究的可視化研究分析

曾建國，唐 瑤

(南華大學(xué) 經(jīng)濟管理與法學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421001)

近年來，人工智能技術(shù)與教育的融合發(fā)展越來越密切.人類在享受人工智能技術(shù)帶來便利的同時，也應(yīng)思考在智能時代背景下教育變革將面臨的新風(fēng)險，從而探尋應(yīng)對措施以最大化利用人工智能技術(shù)的價值.查閱文獻發(fā)現(xiàn)，對于人工智能教育風(fēng)險的研究多基于局部范圍思考，缺乏整體性研究文獻綜述.因此本研究將利用Citespace和VOSviewer對中國知網(wǎng)該領(lǐng)域文獻分析，主要探討我國2011—2021年間人工智能教育風(fēng)險的熱點和前沿，為我國人工智能+教育研究發(fā)展助力.

1 數(shù)據(jù)來源與研究工具

1.1 數(shù)據(jù)來源

文章所有相關(guān)數(shù)據(jù)來源于CNKI(中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫)文獻數(shù)據(jù)庫，通過高級檢索功能，以“人工智能”“教育”“風(fēng)險”為主題關(guān)鍵詞，檢索時間截止2021年7月10日.初步得出滿足條件的文獻164篇，經(jīng)過數(shù)次的篩選和檢查，剔除非人工智能教育風(fēng)險的英文文獻、公告、聲明、人物介紹、會議通知等非科研類文獻，最終得到有效文獻138篇作為本研究的數(shù)據(jù)來源.

1.2 研究工具

主要采用知識圖譜分析和文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)的分析方法，使用Citespace 5.7.R2和VOSviewer相結(jié)合的方式對文獻數(shù)據(jù)進行分析整理，對分析后的圖表再做具體論述.通過對年度發(fā)文量和發(fā)文機構(gòu)、發(fā)文作者、文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的聚類圖譜進行分析，展現(xiàn)2011—2021年間我國人工智能在教育領(lǐng)域的風(fēng)險研究現(xiàn)狀、熱點及趨勢.

2 我國人工智能的教育風(fēng)險研究情況分析

2.1 發(fā)文量分析

發(fā)文量能大致展現(xiàn)特定時期科研動向，有助于觀測相關(guān)領(lǐng)域熱點.2011—2021年這一時期，人工智能在教育領(lǐng)域存在的風(fēng)險研究的發(fā)展大致可以分為兩個階段：發(fā)展萌芽期和發(fā)展迅速期.

2011—2017年是發(fā)展萌芽期，雖然隨著人工智能的發(fā)展，人工智能技術(shù)不斷與教育融合，部分學(xué)者開始擔憂便利的技術(shù)可能給教育帶來隱蔽的風(fēng)險，但此階段發(fā)文量低迷.隨著2016年圍棋的人機對戰(zhàn)結(jié)果[1]，才將人工智能風(fēng)險研究迅速帶到大眾視野，教育中的人工智能風(fēng)險逐漸引起重視.2017年至今是發(fā)展迅速期，教育部2018年發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》將人工智能+教育的研究推向新階段.這一年發(fā)文量較上一年增長20篇，增長速度驚人；2019年發(fā)文量較上一年增長14篇，增長率高達72%.同年8月，聯(lián)合國教科文組織發(fā)布《北京共識——人工智能與教育》，進一步推動學(xué)術(shù)界對于人工智能教育風(fēng)險的研究，2020年發(fā)文量增長至49篇.由于2021年發(fā)文數(shù)據(jù)尚未統(tǒng)計完全，時間截至7月10日，目前發(fā)文量已到達24篇，大概是2020年發(fā)文量的49%，可以推斷2021年發(fā)文量大概較前一年相差不大，研究發(fā)展勢頭依然可觀.

2.2 發(fā)文機構(gòu)分析

利用Citespace將所選文獻發(fā)文機構(gòu)可視化后，研究機構(gòu)發(fā)文情況.近年間，華東師范大學(xué)教育學(xué)部發(fā)文量最高，北京師范大學(xué)教育學(xué)部排名第二，江南大學(xué)教育學(xué)部、上海師范大學(xué)馬克思主義學(xué)院等緊隨其后.關(guān)于人工智能教育風(fēng)險研究的機構(gòu)主要以師范院校為主.師范類院校在該領(lǐng)域研究積極性較高且承擔重要角色.所有的發(fā)文機構(gòu)中合作關(guān)系較為緊密的是華東師范大學(xué)教育學(xué)部和江南大學(xué)教育學(xué)院，但不同的學(xué)術(shù)機構(gòu)、院校之間的合作較少，研究機構(gòu)之間的互動性仍有待加強.

2.3 發(fā)文作者分析

Citesapace軟件中圖譜節(jié)點代表發(fā)文的作者姓名，姓名的字體大小代表作者發(fā)文數(shù)量的多少，姓名之間的連線代表作者間合作關(guān)系.通過Citespace可視化得出，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)為128，連線為29.作者合作主要的兩個研究團體分別是：代蕊華團隊和宛平團隊.其他高產(chǎn)出作者雖有合作，但是多局限于導(dǎo)師與自己的研究生之間的合作，且未形成大的合作群體.

2.4 高頻熱點詞匯分析

高頻次或高中心性關(guān)鍵詞能夠從某個角度反映出一段時間內(nèi)該研究領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者普遍關(guān)注的核心內(nèi)容，也就是研究熱點[2].關(guān)鍵詞是反映人工智能教育風(fēng)險研究主題內(nèi)容的一個重要信息.對其統(tǒng)計分析可以快速了解該研究領(lǐng)域的最新研究動態(tài)和研究熱點.將收集的文獻數(shù)據(jù)導(dǎo)入VOSviewer可視化軟件，選擇關(guān)鍵詞共現(xiàn)，設(shè)置詞頻統(tǒng)計最低閾值為“4”繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖，整理排名前10的高頻關(guān)鍵詞如表1所示.

2011-2021年我國人工智能教育風(fēng)險的研究關(guān)鍵詞可視化圖中，人工智能教育風(fēng)險研究關(guān)鍵詞圍繞“人工智能”中心詞緊密形成共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，體現(xiàn)出該研究的高度聚集性.從關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中可以看出，關(guān)鍵詞之間已經(jīng)構(gòu)成多個不同聚類，表明我國該研究領(lǐng)域目前存在多個熱點研究方向，例如探討人工智能技術(shù)在高等教育、職業(yè)教育、思想政治教育等中存在的風(fēng)險；如圍繞教育風(fēng)險、風(fēng)險治理方面等開展專題研究以應(yīng)對人工智能在教育中的風(fēng)險等.

根據(jù)表1，除“人工智能”以77次頻次位居高頻詞首位之外，其他依次是“風(fēng)險”“大數(shù)據(jù)”“人才培養(yǎng)”“思想政治教育”“職業(yè)教育”等關(guān)鍵詞，這些熱點關(guān)鍵詞反映了人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中存在風(fēng)險的主要研究領(lǐng)域.從高頻關(guān)鍵詞的首現(xiàn)年份來看，大多數(shù)關(guān)鍵詞集中首現(xiàn)在2017年及以后，預(yù)示了我國人工智能教育風(fēng)險領(lǐng)域研究近幾年的發(fā)展趨勢與研究轉(zhuǎn)向.

2016年至今，國家和地方等教育相關(guān)部門出臺一系列的智能化、信息化的教育新政，旨在速度更快、范圍更廣、質(zhì)量更高地推動人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展.如2016年5月，國家發(fā)改委、科技部、工信部、中央網(wǎng)信辦四部門印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》中倡導(dǎo)在教育領(lǐng)域開展人工智能應(yīng)用試點示范.2017年7月國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中強調(diào)人工智能帶來社會建設(shè)的新機遇，但技術(shù)的不確定性、不可解釋下也將帶來新風(fēng)險，需在教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等迫切民生需求領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展，為公眾提供安全便捷且高品質(zhì)服務(wù).2018年，教育部則在《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》中從高等教育層面對新一代人工智能的創(chuàng)新發(fā)展做出了重大部署等.

根據(jù)近十年間關(guān)鍵詞共現(xiàn)視圖與高頻關(guān)鍵詞列表，檢索梳理相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，大致有以下幾個研究方向：

2.4.1 人工智能的教育應(yīng)用

我國較早將人工智能技術(shù)和教育結(jié)合的是學(xué)校管理系統(tǒng)，運用智能技術(shù)將龐雜的數(shù)據(jù)整理清晰.隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，與教育的融合也不斷深入，根據(jù)文獻梳理，我國人工智能的教育應(yīng)用領(lǐng)域可以分為兩個：技術(shù)應(yīng)用和場景應(yīng)用.

技術(shù)應(yīng)用主要是探尋教育信息化.信息化是教育現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是推進教育現(xiàn)代化的關(guān)鍵途徑[3]，利用人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)等信息技術(shù)相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)分析，探討在依托信息技術(shù)驅(qū)動知識學(xué)習(xí)、精準教育扶貧、自適應(yīng)自主學(xué)習(xí)等教育過程中存在的風(fēng)險[4].

場景應(yīng)用可分為多個場景，因為部分學(xué)者根據(jù)人工智能教育的特點，對其在不同學(xué)歷階段教育、不同教育性質(zhì)等框架設(shè)想和實際應(yīng)用進行分析總結(jié)，分為高等教育、職業(yè)教育、思想政治教育、人才培養(yǎng)、未來教育等應(yīng)用場景，并在每個場景探索人工智能教育存在的隱秘性或破壞性的教育風(fēng)險.

2.4.2 人工智能的教育風(fēng)險

根據(jù)VOSviewer可視化分析，目前我國人工智能存在的教育風(fēng)險類型歸納為技術(shù)風(fēng)險、社會風(fēng)險和倫理風(fēng)險等.

技術(shù)風(fēng)險：教育在使用人工智能技術(shù)的過程中存在一定不可解釋性風(fēng)險，使用者和監(jiān)護者難以發(fā)覺人工智能技術(shù)應(yīng)用過程中是否算法合理、是否存在偏見.隨著技術(shù)的無限擴張，在教育領(lǐng)域使用范圍越大風(fēng)險的可能性就越大[5].此外人工智能算法較為結(jié)構(gòu)化，而教育需要較為復(fù)雜特殊的育人方式和手段，結(jié)構(gòu)化便與教育行業(yè)的多因素性相違背，可能導(dǎo)致算范錯誤，釀成教育事故.

社會風(fēng)險：人工智能+教育中存在的風(fēng)險如果不得以解決將導(dǎo)致社會問題.人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不僅沖擊著傳統(tǒng)教師的授課模式，也沖擊著學(xué)生職業(yè)教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容.“職業(yè)替代”一詞出現(xiàn)在大眾視野，無論是老師、學(xué)生或者是其他行業(yè)工作者開始憂慮人工智能技術(shù)與職業(yè)的關(guān)系.此外，由于地理位置、學(xué)校發(fā)展等原因，并不是所有學(xué)校都能安裝智能的教學(xué)設(shè)備，學(xué)生在智能時代所享受的教學(xué)軟硬件設(shè)施的公平性無法得以保障，是否不利于教育公平的困惑也是一大重要的社會風(fēng)險.

倫理風(fēng)險：倫理風(fēng)險主要存在兩個層面，一是存在于某些人工智能教育應(yīng)用程序的開發(fā)和使用可能不符合倫理道德，二是在將人類倫理原則嵌入人工智能系統(tǒng)的過程中.在教育情境下，劉盾等認為開拓教育前線與守住教育底線相結(jié)合秉持理性，培育人的精神能力和正確素養(yǎng)仍然是現(xiàn)代教育的主要目的之一，這是在人工智能教育中不能本末倒置的重點.教育中的人工智能機器目前尚不能擁有像人一樣的理性與非理性的復(fù)雜情感或意識，從而不能對學(xué)生進行精神、思想的培養(yǎng).

2.4.3 人工智能的教育風(fēng)險應(yīng)對

學(xué)者在對人工智能在教育領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用和場景應(yīng)用的角度進行風(fēng)險分析后，紛紛提出對策建議以應(yīng)對技術(shù)所帶來的威脅.通過VOSviewer關(guān)鍵詞可視化分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)者從教育教學(xué)變革角度提出應(yīng)對對策，并以期應(yīng)對策略科學(xué)有效，對未來教育構(gòu)成良性因果.

2.4.3.1 基于技術(shù)視角的教育變革以應(yīng)對風(fēng)險.為應(yīng)對教育中人工智能技術(shù)風(fēng)險以實現(xiàn)教育公平、提高教育質(zhì)量、推進教育創(chuàng)新是教育改革發(fā)展的三大核心任務(wù)，也是教育變革的三大永恒主題[6].祝智庭、管玨琪等學(xué)者對人工智能技術(shù)風(fēng)險正在引起哪些教育變革、為什么說教育變革需要技術(shù)支撐以及如何利用技術(shù)促進教育變革三個問題進行研究.王天平從人工智能大數(shù)據(jù)技術(shù)視角對大數(shù)據(jù)誘發(fā)的教育變革進行研究，并具體論述了大數(shù)據(jù)誘發(fā)的教學(xué)思維等變革，分析利用大數(shù)據(jù)誘發(fā)教學(xué)深度變革的支持條件，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織提出了教學(xué)變革的策略.

2.4.3.2 基于社會視角的風(fēng)險治理以應(yīng)對風(fēng)險.教育風(fēng)險治理考驗著每一個教育工作者的治理能力.部分學(xué)者嘗試解釋人工智能技術(shù)性創(chuàng)新與教育融合的時代背景，對當前中國人工智能創(chuàng)新現(xiàn)狀與問題進行剖析，并對中國高等教育人工智能創(chuàng)新應(yīng)對提出建議[7]；除此之外，有的學(xué)者認為人工智能在給教育帶來便利和服務(wù)的同時，也帶來了巨大風(fēng)險[8]，需要結(jié)合國內(nèi)外人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展情況做出風(fēng)險審視，并從國家戰(zhàn)略、社會福祉、技術(shù)發(fā)展等層面進行未來預(yù)判[9].

2.4.3.3 基于倫理視角的理性思辨以應(yīng)對風(fēng)險.倫理風(fēng)險不同于其他風(fēng)險，它的破壞性巨大，可能會摧毀人類原有的教育價值和倫理體系，帶來一系列潛在的、未知的、不可估量的傷害[10].馮銳教授認為教育中應(yīng)理性抉擇，以規(guī)避人工智能在教育應(yīng)用中的倫理風(fēng)險；劉霞建議在人工智能教育應(yīng)用過程中構(gòu)建師生間倫理共同體以化解風(fēng)險.人工智能自誕生起便面臨著諸多倫理質(zhì)疑，在與教育融合的過程中秉持理性，需在發(fā)展中形成倫理準則從而淡化風(fēng)險存在的可能性.

2.5 研究前沿分析

表3是利用CiteSpace繪制的關(guān)鍵詞突變表，突變值是CiteSpace中反映短期內(nèi)變化較大的變量的一種計算值.根據(jù)表3可以看出我國人工智能的教育風(fēng)險研究熱點突變強度和突變起止年份，并可以通過該研究每一年突變詞的變化預(yù)測未來研究前沿.

表3 2011—2021年我國人工智能教育風(fēng)險的研究關(guān)鍵詞突變表

結(jié)合表2的聚類分析可以發(fā)現(xiàn)，2011-2017年，我國人工智能教育持續(xù)關(guān)注人工智能技術(shù)的數(shù)據(jù)風(fēng)險，“教育數(shù)據(jù)”關(guān)鍵詞以2.52的強度占據(jù)榜首.也由此可看出，在較早的人工智能教育應(yīng)用層面，學(xué)者只注意到了數(shù)據(jù)應(yīng)用的風(fēng)險、教育數(shù)據(jù)管理存在隱患以及如何針對“風(fēng)險治理”，探尋“實踐途徑”.2017-2019年，人工智能的高速運算能力使人們更加重視人工智能發(fā)展.這一階段，學(xué)者更加關(guān)注技術(shù)在教育領(lǐng)域的運用與風(fēng)險，在實現(xiàn)教育信息化過程中預(yù)判風(fēng)險，達到風(fēng)險應(yīng)對與規(guī)避.2019-2021年，這一階段我國人工智能的教育風(fēng)險研究趨向性明顯且集中，逐漸著眼于向“未來教育”的“教育改革”.2020年全球疫情蔓延，在線教育模式打破了傳統(tǒng)教育時空的局限性，讓人們了解到智能教育發(fā)展是順應(yīng)時代發(fā)展的主旋律，在5g技術(shù)的推廣下，教育的智能技術(shù)將得到進一步推進.我們不能避免人工智能技術(shù)的進步，從技術(shù)中得到便利和優(yōu)勢，但對教育中存在風(fēng)險需要進一步探討，尋覓在未來教育階段如何進行教育風(fēng)險治理.

表2 2011—2021年我國人工智能教育風(fēng)險的研究方向

3 結(jié)論與建議

通過CiteSpace和VOSviewer軟件對我國2011-2021年人工智能的教育風(fēng)險研究可視化分析后發(fā)現(xiàn)，近10年我國人工智能教育的風(fēng)險研究整體上越來越引起學(xué)術(shù)界關(guān)注.

3.1 相關(guān)研究發(fā)文數(shù)量增加，合作網(wǎng)絡(luò)體系尚未建立

隨著教育強國戰(zhàn)略、教育信息2.0的實施推進，近10年間人工智能+教育模式越來越受到學(xué)界的高度關(guān)注.人工智能教育風(fēng)險經(jīng)歷著研究發(fā)展萌芽階段、快速增長階段.但是人工智能在教育領(lǐng)域存在的風(fēng)險問題研究之間的合作關(guān)系總體較弱，即便是研究的高產(chǎn)出作者，其合作性也不強，核心作者發(fā)揮的帶頭作用有所欠缺.

3.2 相關(guān)研究的維度較少，研究深度和視角局限

一方面，目前我國人工智能的教育風(fēng)險研究大致可以分為教育應(yīng)用、教育風(fēng)險種類、風(fēng)險應(yīng)對三個維度，仍有許多相關(guān)研究發(fā)展空間以拓展人工智能的教育風(fēng)險的研究視角.另一方面，當前研究較為重視的是人工智能教育應(yīng)用存在的風(fēng)險，而教育風(fēng)險應(yīng)對的研究尚未做較為細致深入的探討.隨著教育與人工智能的深入融合，可能會存在越來越多的潛在的、隱蔽的風(fēng)險危及著教育事業(yè)、教育相關(guān)者的生命、財產(chǎn)、健康安全，相關(guān)研究的深度和視角需要更加深入和廣泛.

3.3 相關(guān)研究重理論輕實證，教育風(fēng)險治理困難重重

人工智能+教育融合越來越深入、智能化教育革新層出不窮，而現(xiàn)有的研究主要著眼于理論性、經(jīng)驗性研究人工智能存在的教育風(fēng)險，實踐性研究相對較少.深入教育一線實證考究研究人工智能教育風(fēng)險的研究較少，將很難與時俱進全面細致地發(fā)掘出在學(xué)校、家庭中存在的潛在性、隱蔽性的教育風(fēng)險，從而導(dǎo)致對于人工智能教育風(fēng)險治理缺乏現(xiàn)實根據(jù)，以至于舉步維艱.

基于以上人工智能的教育風(fēng)險研究現(xiàn)狀，嘗試提出幾點建議：

首先，由于人工智能教育風(fēng)險研究的現(xiàn)實意義深遠，作為教育服務(wù)重要組織者的政府、高校等相關(guān)部門需重視、鼓勵、呼吁高校、研究院等機構(gòu)間關(guān)于人工智能的教育風(fēng)險研究合作，著力為學(xué)者提供產(chǎn)生思維碰撞的科研平臺，為建立我國人工智能的教育風(fēng)險科研網(wǎng)絡(luò)體系助力，以期推動我國在該領(lǐng)域?qū)W術(shù)科研往新一個臺階邁進.

其次，學(xué)者在重視人工智能技術(shù)在高等教育、思想政治上存在的教育風(fēng)險研究價值的同時，應(yīng)開拓人工智能技術(shù)在未來教育與教育改革等的研究視角，把握人工智能與教育的發(fā)展傾向性和發(fā)展節(jié)奏，與時俱進掌握發(fā)展前沿、加強風(fēng)險研究的力度與深度，促進該領(lǐng)域研究視角的多元化、研究方向的細致化，以達到擴展學(xué)術(shù)研究的豐富性、多樣性與價值性的目的.

最后，研究方法上不再局限于人工智能教育風(fēng)險的理論研究，建議相關(guān)研究者需深入高校、初高中、小學(xué)、幼兒園等各層級學(xué)校的教學(xué)一線中，在人工智能技術(shù)實踐教學(xué)中客觀收集真實案例、資料等數(shù)據(jù)，以理論指導(dǎo)聯(lián)系實際經(jīng)驗的研究方法，結(jié)合中國當前的具體國情，科學(xué)性和創(chuàng)新性地提出具有針對性的人工智能教育風(fēng)險的治理策略.