戴馨 吳亮 廖雨婷

摘 ? 要：人工智能技術(shù)的廣泛應用推動了社會各領(lǐng)域的變革，其中教育領(lǐng)域的變革尤為深刻。文章首先分析了我國教育人工智能不同階段的研究重點，再從教育的主導者、對象、內(nèi)容和活動方式幾個方面分析了人工智能引發(fā)的教育變革與沖突。教育人工智能的運用大幅提高了教學和管理的效率，但在此過程中也存在著技術(shù)異化的倫理風險，這對教育人工智能提出了新挑戰(zhàn)。據(jù)此，文章提出多組織協(xié)作、構(gòu)建新型人工智能治理體制、探索人機結(jié)合教育新模式等路徑，以應對人工智能與教育發(fā)展不平衡所引發(fā)的沖突。

關(guān)鍵詞：人工智能;教育;教育變革;發(fā)展路徑

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）11-0057-05

一、引言

計算機科學家約翰·麥卡錫（John McCarthy）于1956年在達特茅斯會議上首次提出“人工智能”（Artificial Intelligence，AI），標志著人工智能的誕生。AI的本質(zhì)是對人的思維信息過程的模擬，研究和開發(fā)用以模擬和拓展人類智能的理論、方法和應用系統(tǒng)[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的發(fā)展，在機器學習、語音識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)領(lǐng)域取得了諸多實質(zhì)性成果。近年來，人工智能達到了前所未有的發(fā)展高度，深刻影響著人類社會生產(chǎn)生活各方面。它已融入金融、公共安全、醫(yī)療健康、工業(yè)制造、交通出行等領(lǐng)域，其中人工智能在教育領(lǐng)域中的運用給教育帶來巨大變革，有效地緩解了教育供給側(cè)矛盾，成為未來教育發(fā)展的保障。

二、我國教育人工智能的發(fā)展階段

計算機輔助教學是AI應用于教育領(lǐng)域的先期應用，在教師傳道、授業(yè)、解惑過程中起到了重要的促進作用。但是，真正將AI應用于教育活動中，是在新世紀互聯(lián)網(wǎng)興起后的20年。AI在我國教育中的應用還要稍晚一些，大致分為初步探索、平緩發(fā)展和急速推進三個階段，每個階段的研究重點不同。

1.初步探索階段

AI在我國教育中的應用和研究開始于2005年以前，此階段為初步探索階段。這一時期的應用主要集中于現(xiàn)代遠程教育的技術(shù)支撐、環(huán)境構(gòu)建、教學系統(tǒng)模型建構(gòu)以及應用前瞻[2]。此外，還包括信息技術(shù)課程設置意義探討、人工智能課程設置對提高學生信息素養(yǎng)的作用分析、計算機教育模式探索以及多媒體教學應用發(fā)展趨勢預測[3]。此階段理論性研究較多，但開發(fā)性研究較少，相關(guān)研究基本能把握教育人工智能的發(fā)展脈絡。

2.平緩發(fā)展階段

我國教育人工智能的第二個研究階段為2005—2015年，此階段為平緩發(fā)展階段。由于遠程教育的局限性逐漸浮出水面，其教學缺乏個性化、智能化、和互動性等問題需要尋求改善。這一時期的應用側(cè)重于技術(shù)開發(fā)型研究，研究的焦點在于智能教學系統(tǒng)的開發(fā)[4]，例如基于互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘的智能導師系統(tǒng)。此外，更加深入地探索了智能機器人教學，體現(xiàn)在運用人工智能轉(zhuǎn)化問題學生[5]、開發(fā)兒童智能、培養(yǎng)創(chuàng)新性人才[6]等，研究從認知教育層面轉(zhuǎn)向探索人性教育，涉及的內(nèi)容更加廣泛。

3.急速推進階段

我國教育人工智能的第三個研究階段為2016年至今，此階段為急速推進階段。2016年Alpha GO擊敗國際圍棋冠軍李世石，人工智能再次引發(fā)全球關(guān)注，多國逐漸把人工智能納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，強調(diào)人工智能將推動教育變革。中國知網(wǎng)上收錄的關(guān)鍵詞為“人工智能”和“教育”的文獻數(shù)量在2016年后呈現(xiàn)指數(shù)級上升，此時的研究不僅涉及教學系統(tǒng)的開發(fā)，還包括倫理探討。備受關(guān)注的“人工智能威脅論”引申出對教師、學生和學校的研究。對于教師而言，體現(xiàn)了教師職業(yè)替代問題以及人機協(xié)作教學模式探討;對于學生而言，集中于智能時代提升個人能力途徑分析，強調(diào)增強自身不可替代性的重要性[7];對于學校而言，主要集中于改革專業(yè)設置，加強橫向聯(lián)系，促進多學科融合等推動學校轉(zhuǎn)型的策略研究[8]。

在大數(shù)據(jù)、云計算、5G技術(shù)的推動下，人工智能教育應用愈發(fā)成熟，傳統(tǒng)教育面臨極大沖擊，教師角色轉(zhuǎn)變、學生個性化學習范式、教學過程的自適應性等相互融合，同時技術(shù)異化、情感教育、隱私泄露等又形成教育困擾。如何將AI技術(shù)優(yōu)勢融入到現(xiàn)代教育中，高效培養(yǎng)新時代德才兼?zhèn)淙瞬攀鞘种档锰剿鞯膯栴}。

三、人工智能引發(fā)的教育變革

人工智能為教育的發(fā)展提供了無窮的機遇，教育由教育者、受教育者和教育中介系統(tǒng)三個基本要素組成，因此人工智能帶來的巨大教育變革主要體現(xiàn)在三個方面。首先，人工智能將變革教師角色，改變傳統(tǒng)的師生關(guān)系，教學活動多采用由機器人教師和人類教師共同教學的“雙教師制”;其次，人工智能將改善教學管理過程，體現(xiàn)在教學效率的大幅提高與班級管理的優(yōu)化;最后，人工智能將為學習者提供更加個性化的學習方式，為培養(yǎng)個性化的創(chuàng)新型人才提供堅實的技術(shù)支撐。

1.教師角色變革

人工智能賦能教師角色，全能型教師將向?qū)I(yè)型教師發(fā)展，人類教師的知識結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。智能時代的信息和知識更迭速度加劇，人類的生理“缺陷”逐漸暴露，與智能機器人相比，人類教師很難掌握全部的知識，即便是掌握了絕大部分知識，但是在教學過程中也很難全部將這些信息傳輸給學習者，而機器人擁有超越人類的知識儲備量，人類教師在認知能力上的局限性可以由智能機器人教師補足。因此，“人+人工智能”的“雙教師制”將成為人工智能時代教育領(lǐng)域中的新常態(tài)，人類教師與機器人教師各有所長，機器人教師的優(yōu)勢在于認知教育，人類教師的主要任務卻是監(jiān)督和控制整個教學活動的進行，因此，人類教師除了掌握教師職業(yè)要求的科學文化知識和專業(yè)知識之外，還要學習機器人的相應操作技能[9]。

智能時代的人類教師將從“知識的傳輸者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤扒楦械呐囵B(yǎng)者”。沖破傳統(tǒng)知識教育理念的桎梏，教育將回到它的“育人”原點，開展有“人味”的教育。人類教師將更關(guān)注學生的心理需求及情感變化，教師的教學活動從知識層上升到精神層，素質(zhì)教育得到真正的貫徹實施[10]。同時，技術(shù)的運用也在深刻地改變?nèi)祟惖乃季S方式，在傳統(tǒng)的“五育”教學目標中，“智育”總是教育關(guān)注的重點，但在未來，“德育”、“美育”將成為教師教學的重點，培養(yǎng)學生獨特的創(chuàng)造力及想象力，有助于人們適應智能時代的社會，避免被人工智能替代[11]。

2.學習方式變革

人工智能時代的到來將帶來個性化教育。教育的目的主要是促進學習者的學習，倡導“以學生為中心”的教育思想使人們的關(guān)注點從“教師如何教”轉(zhuǎn)到“學生如何學”，從而更加強調(diào)學生的主體地位。社會各領(lǐng)域逐漸引入自動化機器，以往重復的、無需思考的機械化人類勞動已被機器替代，教育轉(zhuǎn)而著重培養(yǎng)人的創(chuàng)新思維與能力，強調(diào)個性化。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算等智能技術(shù)的進步，基于人工智能的精準數(shù)據(jù)挖掘為個性化教學資源構(gòu)建提供了支撐，運用人工智能的強大數(shù)據(jù)處理能力，構(gòu)建開放學習者模型，通過對學習者模型的表征以及對學習過程中的數(shù)據(jù)挖掘與推理之后，跟蹤監(jiān)測學生的學習數(shù)據(jù)[12]。根據(jù)當時學習者的學習需求、學習狀態(tài)和知識水平等方面對學習者的學習進行適應性地調(diào)整，及時給予相應的指導和干預，對滿足學習者個性化學習需要有重要價值，最終的目的是實現(xiàn)大規(guī)模的個性化學習[13]，實現(xiàn)人的全面發(fā)展。

3.教育管理變革

教育人工智能將改善教學過程，提高教學效率。首先，智能教育機器人使人類教師沖破繁雜且重復性工作的枷鎖，節(jié)省出大量時間投入到教師專業(yè)水平發(fā)展中，研究學生、教材與教法，提高教學水平;其次，人工智能將輔助教師構(gòu)建具有生動性與開放性的課堂。由人類教師編寫腳本，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)將學習者帶入虛擬的“魔幻世界”，身臨其境地感受課本知識，輔助教師開展“體驗式”和“沉浸式”教學，極大程度調(diào)動學生的學習積極性;最后，人工智能為開展個性化學習提供了有力的技術(shù)支撐。通過構(gòu)建學習者模型，獨立展現(xiàn)學生的學習目標、學習偏好、情感信念以及合作能力等特征，加深教師對學生的認識，從而依此信息提供定制化的學習內(nèi)容，有針對性地開展教學活動。

教育人工智能將優(yōu)化教育管理過程，提高管理效率。教育管理者較難充分了解教師的日常工作進展，對于全校綜合性情況的認識存在局限，因此更多是基于“以往的經(jīng)驗”做決策。人工智能的加入將創(chuàng)新教育管理的方式，運用生物特征識別技術(shù)實時監(jiān)控學生在?；顒忧闆r，實現(xiàn)自動化管理;基于大數(shù)據(jù)做出科學的決策，實現(xiàn)智慧化管理。每個學生、教師、班級都有自己的電子檔案，收集他們在校園活動中所發(fā)生的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘分析每個學生存在的學習問題、每個教師的教學水平以及每個班級的教學狀況，從而教學管理者能有針對性地開展工作。

四、人工智能引起的教育沖突

技術(shù)在教育領(lǐng)域中扮演著非常重要的角色，它影響著教育的主導者、對象、內(nèi)容和活動方式。盡管在近幾十年全世界都在經(jīng)歷技術(shù)的變革，但是與快速更迭的技術(shù)發(fā)展相比，教育系統(tǒng)的變化顯得非常微不足道，因此人工智能給教育帶來了巨大沖擊。

1.應對突發(fā)事件，教育人工智能缺乏靈活性

目前在教育領(lǐng)域中使用的人工智能仍然停留在專用人工智能，其對大數(shù)據(jù)和人類工程師編制的程序有較大的依賴性，依據(jù)人類工程師所輸入的程序，不斷訓練機器走向智能化。另外，智能機器人能夠從大量的數(shù)據(jù)中通過相關(guān)性分析總結(jié)出事物發(fā)展的規(guī)律形成新認知。因此，教育人工智能離不開作為認知主體的人類以及大量的支撐數(shù)據(jù)。

與人類教師相比，機器人教師的靈活性不足。教學活動是人類眾多活動中最為普遍的實踐活動，從古至今人類積累了大量的教學經(jīng)驗，在教學過程中出現(xiàn)的突發(fā)問題，例如多媒體設備故障和課堂教學中學生提出的新問題，人類教師都能妥善的處理。然而，機器人教學系統(tǒng)的設計者大多對于教育領(lǐng)域的知識是不完整的，因此AI教育系統(tǒng)本身的知識也是不完整的，從而不能提供最優(yōu)教學策略。

2.開展情感教育，教育人工智能次于人類教師

智能時代教育關(guān)注的焦點側(cè)重于處理情感問題，例如情緒的自我調(diào)節(jié)和行為的改變。社會的進步要求人類應具備的技能越來越復雜，在教育領(lǐng)域中最大的挑戰(zhàn)在于如何培養(yǎng)二十一世紀的必備技能，例如創(chuàng)造力和合作能力。人工智能助教與人類教師各有優(yōu)勢，在認知教育層面，智能助教的快速信息檢索以及資源推送的能力遠高于人類教師，但在情感教育層面，人工智能助教雖然能抓取學習者在學習過程中的表情動作并識別學生的情感變化，但在構(gòu)建學習者情感模型時，要收集成百上千位學習者的情感數(shù)據(jù)或長期數(shù)據(jù)是不切實際的，從而模型開發(fā)的訓練數(shù)據(jù)受到影響。此外，可以賦予機器人情緒變化，開發(fā)者在系統(tǒng)中輸入不同情況下人類的情感狀態(tài)，不同的角色有不同的情感動態(tài)，由于人類情感的復雜性，機器很難完全模擬人類的不同情感狀態(tài)[14]，因此在情感引導教育上，人類教師具有不可替代的地位。

3.存在數(shù)據(jù)泄露，教育人工智能隱私保護受到挑戰(zhàn)

人工智能技術(shù)的關(guān)鍵在數(shù)據(jù)，其需要大數(shù)據(jù)作為支撐，教育人工智能涉及對學習者各種信息的收集、整理與分析，在大量的信息當中，智能教育系統(tǒng)應該收集哪些信息，哪些信息才是促進學習者個性化學習的關(guān)鍵，怎樣使用這些信息，如何對數(shù)據(jù)進行保護等問題成為人工智能現(xiàn)階段所面對的重要問題。在使用AI教育信息系統(tǒng)時，需要輸入師生的姓名、電話號碼、身份證號、地理位置等信息，教學過程中教師與學生生成的教育數(shù)據(jù)也將收錄其中。因此，教師的教學行為數(shù)據(jù)與學生的學習行為數(shù)據(jù)在智能分析技術(shù)下呈現(xiàn)“透明”狀態(tài)，信息通過互聯(lián)網(wǎng)渠道快速傳遞，若對信息沒有采取相應的保護措施，信息泄露的風險將對參與者帶來巨大威脅。

4.技術(shù)異化風險，教育人工智能產(chǎn)生倫理層面的問題

首先，是否賦予虛擬智能助教相應的“人權(quán)”，智能機器人是否能在發(fā)生教學事故時承擔相應的責任以及它在面臨同樣困惑人類的道德問題時該怎樣做出抉擇等，是人工智能進入教育領(lǐng)域?qū)⒂龅降膫惱韱栴}。其次，構(gòu)建學習者模型需要全方位的數(shù)據(jù)作為支撐，其中必然包括一些個人隱私比較敏感的信息，制造智能助教的商家是否會為了謀取利益而向?qū)W習者提供虛假信息，智能助教記錄了身體或心理方面有疾病的學習者信息，是否會引發(fā)教師群體對相應學習者的“偏見”等倫理問題值得考慮。最后，智能機器人雖然把教師從日常事務中解放了出來，但是否又會使教師進入另一個新的“籠子”里，教師忙于應付各種智能操作系統(tǒng)、分析各種數(shù)據(jù)信息從而忽略了教學，智能機器人展現(xiàn)出的優(yōu)越性是否會使教師依賴上它，從而降低深度思考的能力，最終影響教師專業(yè)發(fā)展[15]。