劉三女牙
(華中師范大學(xué)教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程研究中心常務(wù)副主任,教授)
我們正處在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)的時(shí)期,人工智能技術(shù)作為新一代信息技術(shù)中的標(biāo)志性存在,為第四次工業(yè)革命提供了強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力,充分發(fā)揮了 “頭雁” 作用,對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的變革與發(fā)展產(chǎn)生了重大且深遠(yuǎn)的影響。黨的十八大以來,以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視人工智能同教育的融合發(fā)展。2017 年7 月,國務(wù)院印發(fā) 《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,將人工智能在教育等領(lǐng)域的應(yīng)用與公共服務(wù)精準(zhǔn)化水平的提高和人民生活品質(zhì)的提升掛鉤,把智能教育視作智能服務(wù)的重要內(nèi)容;2018 年4 月,教育部發(fā)布 《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》,站在教育視角提出 “不斷推動(dòng)人工智能與教育深度融合、為教育變革提供新方式” 的要求,力求為我國人工智能發(fā)展和教育強(qiáng)國建設(shè)提供支撐;2022 年7 月,科技部、教育部等六部門聯(lián)合發(fā)布了 《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》,“在線課堂、虛擬課堂、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)、虛擬教研室、新型教材、教學(xué)資源建設(shè)、智慧校等場景” 成為安全便捷智能社會(huì)建設(shè)要打造的重大場景中的關(guān)鍵組成部分;2022年8 月,《科技部關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場景的通知》 發(fā)布,智能教育被納入首批示范應(yīng)用場景,用于助力國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略的實(shí)施。過去幾年間,人工智能與教育之間融合的程度愈發(fā)深入,人工智能+教育有著新進(jìn)展,呈現(xiàn)出新趨勢,同時(shí)也暴露出一些短板,面臨著多重挑戰(zhàn)。
在機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、數(shù)據(jù)挖掘、語音識(shí)別、圖像識(shí)別與處理、計(jì)算機(jī)視覺等人工智能(以下簡稱AI)技術(shù)的賦能下,教育革新主要發(fā)生在以下四個(gè)方面。
一是智能場域支持的教育教學(xué)流程再造。依托于AI 技術(shù)而打造的智能化學(xué)習(xí)場域?qū)崿F(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)感知、學(xué)習(xí)情況的實(shí)時(shí)分析、學(xué)習(xí)者模型的精準(zhǔn)建立,既能幫助教師準(zhǔn)確把握學(xué)生學(xué)情,形成高效的教學(xué)評(píng)估與反饋,還能預(yù)測學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)與滿意度,為提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)服務(wù)打好基礎(chǔ),為新型 “雙師”(由人類教師和AI 助教組成)教學(xué)模式的實(shí)踐開拓出理想空間。值得注意的是,AI 通過自動(dòng)化教學(xué)任務(wù)提升了教學(xué)效率、減輕了教師負(fù)擔(dān),讓教師的 “育人” 任務(wù)回歸主線,讓人機(jī)協(xié)同成為教學(xué)常態(tài),教師將由此迎來角色轉(zhuǎn)變的重大挑戰(zhàn)。
二是智能服務(wù)支持的知識(shí)供給形態(tài)變革。知識(shí)圖譜、知識(shí)追蹤等AI 技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者特征的識(shí)別與診斷,有助于開展資源推薦和個(gè)性化路徑規(guī)劃等服務(wù)活動(dòng),便于學(xué)生進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí),知識(shí)供給內(nèi)容變得更 “有個(gè)性”。在人機(jī)協(xié)同環(huán)境中,智能服務(wù)借助智能學(xué)伴、教育機(jī)器人、虛擬導(dǎo)師等身份呈現(xiàn),向?qū)W生提供學(xué)習(xí)輔導(dǎo)和情感支持;VR/AR 創(chuàng)設(shè)出的虛擬環(huán)境,能給予學(xué)生多感官協(xié)同和沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn),知識(shí)供給方式變得更 “有趣味”。此外,基于游戲的學(xué)習(xí)環(huán)境憑借開放的游戲框架和較高的自由度,做到了寓學(xué)于樂和 “潤物細(xì)無聲”,保障了學(xué)習(xí)者能動(dòng)性和主動(dòng)性的發(fā)揮,知識(shí)供給模式變得更“有效率”。
三是智能監(jiān)測支持的教育評(píng)價(jià)模式優(yōu)化。AI 增強(qiáng)的教育教學(xué)評(píng)價(jià),是以對(duì)學(xué)生成長全過程的數(shù)據(jù)捕獲與智能監(jiān)測為基礎(chǔ)的,能夠充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)作用,在對(duì)學(xué)生在校表現(xiàn)進(jìn)行客觀、公正、動(dòng)態(tài)、精細(xì)化評(píng)價(jià)的同時(shí),將目光延伸至對(duì)學(xué)生就業(yè)能力和畢業(yè)后可能發(fā)展方向的報(bào)告上,幫助教師依此開展教學(xué)反思、創(chuàng)新教學(xué)策略。就面向?qū)W生在校表現(xiàn)的評(píng)價(jià)而言,AI 通過綜合學(xué)生原始學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)及自評(píng)、他評(píng)、互評(píng)等多源數(shù)據(jù),豐富了評(píng)價(jià)主體,深化了評(píng)價(jià)內(nèi)涵,讓過程性評(píng)價(jià)和增值性評(píng)價(jià)結(jié)果更加可靠、全面,促使教育評(píng)價(jià)模式從單一走向多元、從粗放走向精細(xì)、從平面走向立體。
四是智能分析支持的教育管理形式創(chuàng)新。AI 環(huán)境下的智能數(shù)據(jù)分析,讓教育管理主體從微觀和宏觀視角來觀察、理解教育系統(tǒng)中的顯著問題與潛在發(fā)展趨勢。一方面,部分管理任務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,教育管理者的雙手在一定程度上獲得解放,如AI 助教能夠進(jìn)行智能排課和學(xué)業(yè)預(yù)警,IBM 公司的產(chǎn)品Jill Watson 可以全天候地為學(xué)生提供學(xué)術(shù)顧問服務(wù);另一方面,AI 打通了不同教學(xué)場景和管理區(qū)域間的數(shù)據(jù)壁壘,教育管理者能夠?qū)Χ鄬蛹?jí)、多維度、多粒度的教育大數(shù)據(jù)和數(shù)字化資源進(jìn)行深度利用,為教育政策的制定和評(píng)估工作提供全面、精準(zhǔn)、科學(xué)的依據(jù),以此拓展教育管理視域和助推教育供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。
人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中應(yīng)用的廣泛與深入,形成了人工智能+教育融合發(fā)展的新趨向,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
一是引領(lǐng)混合教學(xué)的新潮流。線上與線下學(xué)習(xí)場景、物理與虛擬學(xué)習(xí)空間在AI 出現(xiàn)后獲得連接,學(xué)習(xí)空間的聯(lián)通與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的流通,促使多空間融合的立體教學(xué)場形成,混合教學(xué)模式由此擁有成長的優(yōu)質(zhì)土壤。AI 技術(shù)支持下的混合教學(xué)并非在線教學(xué)和面對(duì)面教學(xué)的簡單組合,它是兩者交融共生的新機(jī)制,代表著雙線融合教學(xué)的新理念,能夠憑借融通的數(shù)據(jù)信息提升教學(xué)服務(wù)質(zhì)量、優(yōu)化資源分配模式、豐富學(xué)習(xí)活動(dòng)形式,從而向著 “兼顧” 大規(guī)模和差異化的教學(xué)進(jìn)發(fā),為構(gòu)筑 “以學(xué)生為中心”“以學(xué)生為根本” 的教學(xué)生態(tài)提供保障。當(dāng)然,現(xiàn)階段AI 賦能的混合教學(xué)還存在著諸如數(shù)據(jù)銜接不充分、教學(xué)工具應(yīng)用不到位、教學(xué)模式選擇不合理等問題,需要通過突破技術(shù)研發(fā)難關(guān)、提升教師混合教學(xué)能力、完善混合教學(xué)模式發(fā)展保障機(jī)制等方式,“多管齊下”,使混合教學(xué)乘著AI 巨浪獲得長足發(fā)展。
二是帶來人機(jī)共生的新景象。在AI 的參與下,傳統(tǒng)的 “師-生” 教學(xué)范式逐漸演變?yōu)椤皫?機(jī)-生” 三元互動(dòng)機(jī)制[1],多主體協(xié)同的教育場景由此形成,教育即將迎來人類與機(jī)器共生的時(shí)代。人機(jī)共生意味著人類與機(jī)器之間“取長補(bǔ)短”,充分發(fā)揮融合潛能,實(shí)現(xiàn)更深入、更高層次的交互、協(xié)作與共融,而不是簡單的AI 輔助、增強(qiáng)。人機(jī)共生的理念下,人類教師和AI 教師共同扮演著學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者和學(xué)生情感的呵護(hù)者角色,一同致力于改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn),實(shí)現(xiàn) “教書” 和“育人” 工作的提質(zhì)增效。雖然人們已經(jīng)打開了人類智能與機(jī)器智能協(xié)同的大門,但教師角色重構(gòu)和職責(zé)轉(zhuǎn)變方向不明晰,不同AI 教育產(chǎn)品間技術(shù)難泛化、策略難遷移[2],以及算法黑箱、技術(shù)異化、數(shù)據(jù)倫理等問題依舊存在,教育者們必須審慎思考如何實(shí)現(xiàn)人機(jī)共信新愿景,如何做好AI 與教育深度融合、持續(xù)發(fā)展的 “守門人”,如何做有溫度和有人文意蘊(yùn)的人工智能+教育。
三是開辟終身學(xué)習(xí)的新路徑。AI 為每一位學(xué)習(xí)者提供了終身學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì):對(duì)普通學(xué)習(xí)者而言,AI 正在不斷模糊正式教學(xué)與非正式教學(xué)的界限,碎片化學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)形式極大程度地拓展了知識(shí)獲取的邊界;對(duì)特殊學(xué)習(xí)者而言,借助AI 技術(shù)設(shè)計(jì)的教育產(chǎn)品和應(yīng)用能夠滿足在識(shí)字、閱讀、社交等方面有障礙的學(xué)習(xí)者的需求,有效推進(jìn)教育的公平性和包容性。此外,AI 在教育領(lǐng)域的融合具備人性化、情境化、集成化和數(shù)智驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn),[3]能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征的關(guān)注和發(fā)展?fàn)顩r的持續(xù)評(píng)估,為形成智能化、動(dòng)態(tài)化、終身伴隨的電子檔案搭建平臺(tái),幫助建立人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的終身學(xué)習(xí)體系。然而,終身學(xué)習(xí)若想完美落地,仍需要加強(qiáng)技術(shù)滲透、實(shí)現(xiàn)理論創(chuàng)新、制定指導(dǎo)方針等一系列措施的輔助,任重而道遠(yuǎn)。
要走好人工智能+教育融合發(fā)展的未來路,一方面,要在整體觀念上保持全局觀。人工智能正在同第一、二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深度融合,人工智能+教育處于多產(chǎn)業(yè)變革的大環(huán)境下,全局觀的存在能夠幫助教育者們審時(shí)度勢,積極關(guān)注相關(guān)行業(yè)動(dòng)向,在利益相關(guān)主體間產(chǎn)生聯(lián)系與合作,形成“政用產(chǎn)學(xué)研” 一體的人工智能+教育創(chuàng)新發(fā)展體系。另一方面,要在具體落實(shí)上做到面向應(yīng)用的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。AI 為教育數(shù)字產(chǎn)品的研發(fā)、教育數(shù)字服務(wù)的優(yōu)化和教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)勁動(dòng)能,因此,要綜合利用AI在產(chǎn)業(yè)升級(jí)、產(chǎn)品開發(fā)、服務(wù)創(chuàng)新上的技術(shù)優(yōu)勢,加快AI 技術(shù)在教育領(lǐng)域的深度轉(zhuǎn)化與實(shí)際應(yīng)用,讓人工智能真正走進(jìn)人們的學(xué)習(xí)與生活,實(shí)現(xiàn)更 “接地氣” 的應(yīng)用突破,有效賦能教育教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。為此,需從以下三個(gè)層面來推動(dòng)人工智能+教育融合發(fā)展。
第一,在研究層面,要關(guān)注基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)革新。開展AI 融入教育的基礎(chǔ)理論研究時(shí),必須綜合考慮教育與學(xué)習(xí)理論、社會(huì)、文化、經(jīng)濟(jì)等諸多因素,從哲學(xué)、教育、信息科學(xué)等不同視角看待技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用,夯實(shí)理論根基,力求形成從理論研究、技術(shù)研發(fā)、教育應(yīng)用到實(shí)踐反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)。面對(duì)人工智能+教育的技術(shù) “無人區(qū)” 時(shí),要利用教育發(fā)展的需求倒逼AI 技術(shù)的研發(fā)與升級(jí),在做到技術(shù)精準(zhǔn)發(fā)力的同時(shí),通過探索算法黑箱、算法可解釋性、深層次學(xué)習(xí)分析研究等問題認(rèn)識(shí)AI 支持下智能教育的機(jī)理與規(guī)律,促使AI 走向認(rèn)知智能,突破教育中AI 技術(shù)的應(yīng)用局限。
第二,在實(shí)踐層面,要注重新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與人才隊(duì)伍培養(yǎng)。AI 技術(shù)要在教育實(shí)踐中落地,就必須在充分了解教育領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)和未來教育發(fā)展趨向的前提下,實(shí)施教育新基建,為構(gòu)筑正式和非正式學(xué)習(xí)場所或場景提供便利,為增強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)供給夯實(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)。此外,人工智能+教育的實(shí)踐工作還需要強(qiáng)大的人才力量來支撐。因此,應(yīng)全面提升教師靈活運(yùn)用AI 技術(shù)開展智能教學(xué)活動(dòng)的能力,增強(qiáng)人工智能+教育人才隊(duì)伍 “軟實(shí)力”,以實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的變革和教育理念的創(chuàng)變,讓AI 技術(shù)在教育領(lǐng)域中能用、好用、常用,助力多層次、創(chuàng)新型、個(gè)性化的人才培養(yǎng)。
第三,在機(jī)制保障層面,要促進(jìn)多學(xué)科交叉與多主體協(xié)同。AI 作為典型的學(xué)科交叉領(lǐng)域,自然要面臨來自計(jì)算機(jī)科學(xué)、腦科學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的復(fù)雜挑戰(zhàn),人工智能+教育若想取得質(zhì)的突破,就必須大力推進(jìn)多學(xué)科交叉研究,創(chuàng)建新方法、新范式、新理念。與此同時(shí),要通過多主體協(xié)同機(jī)制的建立來攻堅(jiān)克難,充分調(diào)動(dòng)政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)等各方的積極性,以推動(dòng)人工智能+教育的研究與實(shí)踐工作為目標(biāo),促進(jìn)體制創(chuàng)新,完善政策保障,為打造人工智能+教育深度融合發(fā)展的全新生態(tài)保駕護(hù)航。