教育邁向自然科學(xué)研究范疇

一、概念溯源

1605年，弗朗西斯·培根出版了《學(xué)術(shù)的進(jìn)展》一書，其在書中雄心勃勃地用一張名為“人類知識(shí)整體分布”的樹狀圖，第一次勾勒了其所處時(shí)代的人類知識(shí)全貌，即系統(tǒng)的科學(xué)百科全書。培根將人類知識(shí)體系分為記憶、想象、理性三類。在培根給出的人類知識(shí)體系劃分中，哲學(xué)被分為自然神學(xué)、自然哲學(xué)和人類哲學(xué)。其中，在人類哲學(xué)之下，“閱讀?？薄焙汀皩W(xué)校學(xué)習(xí)”被作為知識(shí)傳授的兩個(gè)領(lǐng)域。從此，教育學(xué)從哲學(xué)中的其他知識(shí)體系中分解出來，成為一門專門的科學(xué)。那么，為什么這能夠被稱為教育學(xué)獨(dú)立出來的標(biāo)志性事件呢？李德毅院士曾說：教育讓人的智能發(fā)展從“現(xiàn)在進(jìn)行時(shí)”變?yōu)椤艾F(xiàn)在完成時(shí)”，擺脫了智能單純提供基因逐代進(jìn)化的單一渠道。任何地方、任何民族和任何國家所取得的任何新的知識(shí)和智能，可以通過“閱讀”和“學(xué)習(xí)”很快成為全人類的共同認(rèn)知，無需親自實(shí)踐。因此，培根提出的這兩個(gè)領(lǐng)域使得人類傳承知識(shí)變成一種可能，也成為一個(gè)獨(dú)立、可研究的方向。

1891年，哈佛大學(xué)哲學(xué)家喬賽亞·羅伊斯在《教育評(píng)論》創(chuàng)刊號(hào)上發(fā)表了名為《教育是一門科學(xué)嗎？》的文章。在文中羅伊斯認(rèn)為，教育學(xué)應(yīng)遵循普遍有效的原則，即教育方式和學(xué)習(xí)途徑等應(yīng)該與人和時(shí)間無關(guān)，因?yàn)樽匀豢茖W(xué)本身所探討的是普遍規(guī)律，而教育領(lǐng)域的通用問題隸屬于科學(xué)。簡言之，教育學(xué)并非最終、直接地告訴教師人性是什么，必須是什么，以及如何處理它，教育學(xué)只會(huì)指出井然有序的秩序和性格形成的一般規(guī)則。

瑞士國家科學(xué)基金會(huì)和日內(nèi)瓦大學(xué)建立了“學(xué)科互動(dòng)歷史地圖集”。該歷史地圖集包括了從公元前360年柏拉圖到1967年認(rèn)知心理學(xué)家讓·皮亞杰2000多年時(shí)間中，由不同研究者提出的255個(gè)知識(shí)樹，匯總成了18393個(gè)知識(shí)領(lǐng)域。通過分析發(fā)現(xiàn)，人類學(xué)科知識(shí)整體上由以哲學(xué)為原點(diǎn)向以科學(xué)為原點(diǎn)進(jìn)行演變發(fā)展。在這255個(gè)知識(shí)樹中，有27個(gè)知識(shí)樹將教育劃分為一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)領(lǐng)域。教育在這一發(fā)展進(jìn)程中最初歸屬于哲學(xué)范疇，后來歸屬于精神與實(shí)踐藝術(shù)范疇，而后又歸屬于人文科學(xué)范疇。同時(shí)，教育本身與心理學(xué)、社會(huì)學(xué)以及歷史學(xué)聯(lián)系密切，呈現(xiàn)交叉性、實(shí)用性和主觀性等特色。

二、國際趨勢(shì)

人工智能正在引發(fā)科學(xué)研究范式變革，推動(dòng)人類從繼實(shí)驗(yàn)觀測(cè)（從對(duì)自然現(xiàn)象的觀測(cè)中總結(jié)規(guī)律）、理論推導(dǎo)（從科學(xué)實(shí)驗(yàn)中推導(dǎo)規(guī)律）和仿真模擬（從對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象的模擬中進(jìn)行科學(xué)研究）之后邁向以數(shù)據(jù)密集型為核心的數(shù)據(jù)洪流型第四范式發(fā)展。

早期教育研究始于古希臘哲學(xué)研究，彼時(shí)教育尚未從哲學(xué)、政治學(xué)、倫理學(xué)中分離成為獨(dú)立學(xué)科，因此，對(duì)教育本身研究的方法論也大多呈現(xiàn)為主觀性的思辨與應(yīng)然性的暢想。而當(dāng)前智能教育的研究更多是以計(jì)算手段來驅(qū)動(dòng)。在數(shù)據(jù)密集型時(shí)代，我們可以構(gòu)建一些算法、技術(shù)、系統(tǒng)、模式，搭建平臺(tái)來研究神經(jīng)認(rèn)知、人機(jī)共融、群智涌現(xiàn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、教育規(guī)律等內(nèi)容，使得數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)或者以計(jì)算手段對(duì)教育這一自然科學(xué)進(jìn)行研究成為一種可能。

我國高度重視人工智能與“人工智能+教育”的基礎(chǔ)研究，科技部科技創(chuàng)新2030—“新一代人工智能”重大科技項(xiàng)目也將智能教育作為重點(diǎn)方向。2018年國家自然科學(xué)基金委增設(shè)教育信息科學(xué)與技術(shù)，申請(qǐng)代碼F0701，將自然科學(xué)研究范式引入教育研究。國家自然科學(xué)基金委信息學(xué)部副主任張兆田在科學(xué)基金教育信息科學(xué)與技術(shù)項(xiàng)目資助管理工作研討會(huì)上表示，要關(guān)注智能教育等學(xué)科前沿問題和教育基礎(chǔ)性問題，促進(jìn)交叉融合、突出原創(chuàng)，力爭(zhēng)突破教育發(fā)展的需求瓶頸。

美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）資助了18個(gè)國家人工智能研究院。NSF主任塞圖拉曼·潘查納坦表示，這些研究院是學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府加速人工智能發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的中心。激發(fā)各地的人才和想法將帶來新的能力，改善人們?cè)卺t(yī)療、娛樂、交通、網(wǎng)絡(luò)安全方面的生活，提升國家競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)國家繁榮。其中“成人學(xué)習(xí)與在線教育”（AI-ALOE）是一家面向教育的人工智能研究院。該研究院是一個(gè)跨學(xué)科學(xué)術(shù)團(tuán)體，匯集了來自哈佛大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、北卡羅來納大學(xué)以及范德堡大學(xué)等大學(xué)聯(lián)盟中研究科學(xué)、計(jì)算機(jī)和教育等領(lǐng)域的專家學(xué)者。AI-ALOE的研究重心是建立有效的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)反饋回路（如在教師、學(xué)生和智能算法之間形成反饋回路、針對(duì)負(fù)責(zé)人工智能的參與式設(shè)計(jì)），來提升個(gè)性化學(xué)習(xí)能力。這個(gè)思路也是我們現(xiàn)在所說的學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)手段之間的閉環(huán)研究，以此找到學(xué)習(xí)規(guī)律。