文/李亦菲 北京師范大學(xué)科學(xué)傳播與教育研究中心副主任

智能教育與人工智能教育之間的關(guān)系

文/李亦菲 北京師范大學(xué)科學(xué)傳播與教育研究中心副主任

人工智能對(duì)教育的影響已經(jīng)得到政府部門、科技企業(yè)和中小學(xué)校的廣泛重視，但人們并沒有清楚地區(qū)分出智能教育和人工智能教育。為了找到人工智能時(shí)代教育發(fā)展的正確路徑，人們必須把握智能教育和人工智能教育的內(nèi)涵，并準(zhǔn)確厘清它們之間的關(guān)系。

2017年10月27日，中國人民大學(xué)附屬中學(xué)翟小寧校長在“新高考背景下人大附中高中課程改革深化研討會(huì)”主旨報(bào)告中提到，“未來教育應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)人工智能跟人類智能合作共存，它將會(huì)是人與人工智能相互協(xié)作的時(shí)代，人工智能將會(huì)是未來教育的好工具?！彼瑫r(shí)又提到，人工智能相關(guān)的課程與競(jìng)賽已經(jīng)在人大附中火熱地開展起來，除了基礎(chǔ)的人工智能普及教育外，學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下開展的項(xiàng)目實(shí)踐，涉及虛擬現(xiàn)實(shí)、無人機(jī)編隊(duì)飛行、人臉識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)。顯然，翟校長提到的是利用人工智能改進(jìn)教育，可稱為“智能教育”（intelligent education）；而學(xué)生們所從事的活動(dòng)屬于以人工智能為學(xué)習(xí)內(nèi)容的教育，可稱為“人工智能教育”（artificial intelligence education）。

2017年11月1日，《科教新報(bào)》以“人工智能教育：教育信息化發(fā)展的未來”為題，整版報(bào)道了人工智能技術(shù)對(duì)教育的影響。在這一報(bào)道中，就將“智能教育”（教育信息化）與“人工智能教育”混為一談了。這種混淆不僅出現(xiàn)在媒體文章中，甚至也出現(xiàn)在官方發(fā)布的正式文件中。2017年7月，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出人工智能成為國際競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎和社會(huì)建設(shè)的新機(jī)遇，強(qiáng)調(diào)要“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵(lì)社會(huì)力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣”。在這里，“智能教育”指的是人工智能教育，并不是利用人工智能改進(jìn)教育。但在同一文件中，又將“智能教育”與智能醫(yī)療、智能健康和養(yǎng)老并稱為智能服務(wù)的重要組成分，強(qiáng)調(diào)“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，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系”。顯然，前者的表述指的是“人工智能教育”，后者的表述指的是“智能教育”。

“智能教育”的內(nèi)涵與外延

從使用語境來看，“智能教育”一詞有兩種含義，一種含義是指致力于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的智能發(fā)展的教育（intelligence education）；另一種含義是指利用智能化的系統(tǒng)或設(shè)備傳授知識(shí)和技能的教育（intelligent education）。顯然，第一種含義關(guān)注的是學(xué)習(xí)者的智能，并將學(xué)習(xí)者的智能發(fā)展作為教育目標(biāo)；第二種含義關(guān)注的是系統(tǒng)或設(shè)備的智能（即所謂的人工智能），并將系統(tǒng)或設(shè)備的智能作為提升教育效能的支持條件。第二種含義下的智能教育可以理解為在人工智能技術(shù)支持下開展的教育，也稱為“智能的教育”或“智能化的教育”。本文采用第二種含義使用“智能教育”一詞。需要說明的是，許多學(xué)者也將“智能教育”稱為“智慧教育”（smart education）。

根據(jù)所采用的系統(tǒng)或設(shè)備的智能水平不同，智能教育的范圍非常廣泛。從美國心理學(xué)家斯金納在20世紀(jì)50年代設(shè)計(jì)的教學(xué)機(jī)器，到20世紀(jì)80年代末以來出現(xiàn)的各種形式的智能教育機(jī)器人或智能教育系統(tǒng)，以及當(dāng)前正在蓬勃發(fā)展的，建立在物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、云計(jì)算、語音與圖形識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)基礎(chǔ)上的綜合性的智能校園系統(tǒng)，都可以用于改變長期以來依賴講解、閱讀和紙筆練習(xí)的傳統(tǒng)教育方式，而利用這些智能系統(tǒng)或設(shè)備的新型教育方式，都可以被稱為智能教育。

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》對(duì)智能教育系統(tǒng)的建設(shè)和開發(fā)提出以下四個(gè)方面的要求：（1）開展智能校園建設(shè)，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用；（2）開發(fā)立體綜合教學(xué)場(chǎng)、基于大數(shù)據(jù)智能的在線學(xué)習(xí)教育平臺(tái)；（3）開發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)；（4）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。具體來說，借助于各種物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備采集的大數(shù)據(jù)，智能教育系統(tǒng)能對(duì)每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行系統(tǒng)的、不間斷的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果為他們“量身定制”教育方案，配備最適合實(shí)施這一教學(xué)方案的教師。為學(xué)生們提供教學(xué)的教師很可能并不是真正的人，而是能夠以假亂真的教學(xué)機(jī)器人。

一些學(xué)者預(yù)測(cè)，在智能教育系統(tǒng)中，人工智能將替代并更好地完成教育工作者的一些任務(wù)；同時(shí)，他們也認(rèn)為，無論多么強(qiáng)大，人工智能也無法徹底替代教師的全部教育責(zé)任。正如翟小寧校長所說，“未來教育應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)人工智能跟人類智能合作共存”?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》也將“人機(jī)混合智能”作為人工智能科技創(chuàng)新體系建設(shè)的重要內(nèi)容。按照這一構(gòu)想，智能教育中的“智能”，應(yīng)該既包括設(shè)備和系統(tǒng)的人工智能，也包括科技人員、教師、家長等眾多教育者的人類集體智能；或者說，是由人工智能和人類智能構(gòu)成的混合智能。

“人工智能教育”的內(nèi)容和形式

與“智能教育”不同，“人工智能教育”不是人工智能技術(shù)支持的教育，而是以人工智能為內(nèi)容的教育。雖然在含義上不同，人工智能教育與智能教育都不是最近才受到人們關(guān)注。智能教育可以追溯到20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的教學(xué)機(jī)器，而人工智能教育則可以追溯到1968年出現(xiàn)的編程教育，即LOGO語言編程。LOGO語言的發(fā)明者，美國麻省理工學(xué)院的西摩·帕佩特和辛西婭·所羅門列出兒童可以利用計(jì)算機(jī)開展的活動(dòng)包括作曲、控制玩偶、編程、制作電影、數(shù)學(xué)建模等。這些活動(dòng)可以看成是人工智能教育的早期嘗試。

在我國，早在2001 年教育部就決定用 5 到 10 年左右的時(shí)間在全國中小學(xué)普及信息技術(shù)教育。2003年，浙江師范大學(xué)的張劍平撰文，建議將人工智能作為高中信息技術(shù)系列課程中的任意選修課程，并將人工智能的基本概念、知識(shí)表示與機(jī)器學(xué)習(xí)、推理與專家系統(tǒng)、問題求解、符號(hào)運(yùn)算等作為課程的主要內(nèi)容。我國普通高中信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已將“人工智能初步”作為選修模塊，內(nèi)容包括知識(shí)及其表達(dá)、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語言與問題求解等。

值得關(guān)注的是，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》并沒有采用“人工智能教育”，而只是提出要“廣泛開展人工智能科普活動(dòng)”，具體包括以下五個(gè)方面：（1）在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵(lì)社會(huì)力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣；（2）建設(shè)和完善人工智能科普基礎(chǔ)設(shè)施，充分發(fā)揮各類人工智能創(chuàng)新基地平臺(tái)等的科普作用；（3）鼓勵(lì)人工智能企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)搭建開源平臺(tái)，面向公眾開放人工智能研發(fā)平臺(tái)、生產(chǎn)設(shè)施或展館等；（4）支持開展人工智能競(jìng)賽，鼓勵(lì)進(jìn)行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作；（5）鼓勵(lì)科學(xué)家參與人工智能科普。

雖然沒有采用“人工智能教育”這一說法，但《規(guī)劃》提出的五個(gè)方面的具體要求包含了正規(guī)教育、非正式教育、非正規(guī)教育，形成了一個(gè)完整的人工智能教育體系。其中，設(shè)置人工智能相關(guān)課程（以編程教育為代表）屬于正規(guī)教育；開放人工智能研發(fā)平臺(tái)、創(chuàng)新基地平臺(tái)、生產(chǎn)設(shè)施或展館屬于非正式教育；人工智能科普創(chuàng)作和競(jìng)賽屬于非正規(guī)教育。

“智能教育”與“人工智能教育”的關(guān)系

要理清智能教育與人工智能教育之間的關(guān)系，必須對(duì)人類智能和人工智能兩個(gè)概念進(jìn)行明確的區(qū)分，并以此為基礎(chǔ)，建立智能教育和人工智能教育的關(guān)系模型。

“人類智能”，即通常所說的“智能”或“智力”（intelligence），是一個(gè)心理學(xué)術(shù)語，有時(shí)也稱智慧（wisdom）。雖然這一術(shù)語被廣泛使用，但一直沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。在不同的歷史階段，心理學(xué)家對(duì)智能的解釋也有所不同，主要有以下三種觀點(diǎn)：（1）在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，心理學(xué)家將智能或智力解釋為學(xué)習(xí)、理解并運(yùn)用邏輯方法思考事物的能力，代表性觀點(diǎn)有斯皮爾曼的“二因素理論”和瑟斯頓的“群因素理論”；（2）20世紀(jì)50年代，心理學(xué)家將智能或智力解釋為學(xué)習(xí)、理解事物以及應(yīng)對(duì)新的或困難情境的能力，代表性的觀點(diǎn)是吉爾福德的“智力三維理論”，這一理論首次將創(chuàng)造力引入智力的范疇；（3）20世紀(jì)80年代，心理學(xué)家將智能解釋為人在特定情景中解決問題并有所創(chuàng)造的能力，是一個(gè)由多維度、多層次的要素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，代表性觀點(diǎn)有加德納的“多元智能理論”和斯滕伯格的“三元智力理論”。目前，大部分心理學(xué)家和教育工作者都接受加德納提出的多元智能理論。這一理論將人的智能分為相對(duì)獨(dú)立存在的、與特定的認(rèn)知領(lǐng)域相聯(lián)系的八個(gè)方面，包括語言智能、邏輯-數(shù)理智能、空間智能、運(yùn)動(dòng)智能、音樂智能、人際交往智能、內(nèi)省智能、自然觀察智能等。

在“人工智能”這一名稱于1956年達(dá)特茅斯會(huì)議上被幾位“人工智能之父”共同確定時(shí)，它被解釋為“使一部機(jī)器能夠像一個(gè)人一樣做出反應(yīng)所依據(jù)的智能”。根據(jù)這一定義，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，人工智能的基本任務(wù)就是研究如何讓計(jì)算機(jī)去做那些過去只能靠人的智力才能完成的任務(wù)，如證明數(shù)學(xué)定理、解決數(shù)字謎題、下象棋等。然而，在后來的研究中，人工智能的任務(wù)并沒有局限于此，而是擴(kuò)展到研究如何利用計(jì)算機(jī)來模擬人的思維過程和智能行為，并進(jìn)而探討智能的基本原理。顯然，這一研究目標(biāo)不僅涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)，而且還涉及心理學(xué)、生物學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)、語言學(xué)等眾范圍廣泛的眾多學(xué)科。這使得人工智能擴(kuò)展為一門模擬、解釋和擴(kuò)展人類智能的綜合性學(xué)科，國外學(xué)者通常將這一研究領(lǐng)域稱為認(rèn)知科學(xué)（Cognitive Science），而我國的一些學(xué)者則建議將這一研究領(lǐng)域稱為智能科學(xué)（intelligent science）。

由上面的說明可以看出，人工智能一詞既可以指代一種與人類智能相對(duì)應(yīng)的智能類型，表現(xiàn)為各種形式的智能設(shè)備或系統(tǒng)；也可以指代一個(gè)學(xué)科門類，由指導(dǎo)各種智能設(shè)備或系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成。從智能類型的角度看，當(dāng)前的智能設(shè)備或系統(tǒng)所具有的智能只是弱人工智能，即每個(gè)系統(tǒng)只能完成一項(xiàng)或多項(xiàng)專門的任務(wù)，如圖像識(shí)別、語音識(shí)別、自動(dòng)駕駛、疾病診斷、學(xué)習(xí)分析等。從學(xué)科研究的角度看，科學(xué)家們?cè)缫褜⒆⒁饬奂綇?qiáng)人工智能（通用人工智能）和超級(jí)人工智能的研究中，并進(jìn)一步關(guān)注人機(jī)混合智能、群體智能、自主協(xié)同與決策等基礎(chǔ)理論研究。

顯然，智能教育與人工智能設(shè)備或系統(tǒng)有關(guān)，而人工智能教育則既與人工智能設(shè)備和系統(tǒng)有關(guān)，也與人工智能基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)。下圖描述了智能教育與傳統(tǒng)教育的關(guān)系。由圖可以看出，在傳統(tǒng)的教育系統(tǒng)中，學(xué)科知識(shí)可以通過課程資源和科普資源傳遞給學(xué)生，前者稱為科普活動(dòng)（屬于非正規(guī)教育或非正式教育），后者稱為教學(xué)活動(dòng)（屬于正規(guī)教育）；智能教育就是得到智能設(shè)備或系統(tǒng)支持的科普活動(dòng)和教學(xué)活動(dòng)。圍繞智能教育的一個(gè)焦點(diǎn)問題，就是智能設(shè)備或系統(tǒng)是否會(huì)完全替代學(xué)科教師和科普人員所從事的工作，目前，大多數(shù)人認(rèn)同的觀點(diǎn)是：學(xué)科教師和科普人員的工作不會(huì)被完全替代，而是會(huì)與智能設(shè)備或系統(tǒng)形成良好的合作關(guān)系。

從圖中可以看出，只需要將學(xué)科知識(shí)替換為人工智能理論和技術(shù)，就可以描述人工智能教育的內(nèi)容和形式。具體說，人工智能教育的內(nèi)容既包括人工智能的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，也包括各種形式的人工智能設(shè)備或系統(tǒng)。而人工智能教育的形式，則既包括基于課程資源的教學(xué)活動(dòng)，也包括基于科普資源的科普活動(dòng)。在人工智能教育中，要大力提倡采用智能設(shè)備和系統(tǒng)開展教學(xué)活動(dòng)和科普活動(dòng)，也就是采用智能教育的方式開展人工智能教育。當(dāng)然，不要指望完全利用智能設(shè)備和系統(tǒng)開展人工智能教育，要注意發(fā)揮學(xué)科教師和科普人員的作用，探索人與設(shè)備協(xié)同開展人工智能教育的有效方式。

李亦菲，心理學(xué)博士，北京師范大學(xué)教育心理與學(xué)校咨詢研究所碩士生導(dǎo)師，科學(xué)傳播與教育研究中心副主任，兼任中國教育學(xué)會(huì)青少年創(chuàng)新教育分會(huì)理事長。主要研究方向包括認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、創(chuàng)造力培養(yǎng)、科技教育、心理健康教育、教育評(píng)價(jià)等。