人工智能时代教育评价改革:契机、挑战与路径选择
龙海涛华南师范大学摘要:人类社会即将迈入人工智能时代。人工智能等新一代信息技术作为新一轮产业变革的核心驱动力正催生重构教育新生态,为新时代教育评价改革带来了新的挑战和机遇。以人工智能时代背景为切入点,探究新时代我国教育评价改革发展的新路径,重点阐述人工智能等新一代信息技术将如何驱动教育领域的深刻变革,分析面向人工智能时代教育评价面临的主要问题,探讨人工智能等新一代信息技术将如何助力教育评价体系创新,尝试提出教育评价体系变革的创新路径,以期为加快构建新时代教育评价体系和建设高质量教育体系提供思路。
关键词:人工智能;教育评价改革;形成性评价;增值性评价;多元评价;
2020年10月,中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》(以下简称《总体方案》)提出要充分利用信息技术,提高教育评价的科学性、专业性、客观性,鼓励并支持评价工具、手段、方法的智能和创新,为新时代教育评价改革指明了方向。
人类社会正处于从信息时代向智能时代迈进的关口期,人工智能等新一代信息技术正在引发人类社会新的变革,深刻改变人类生产生活模式和思维学习方式,是“经济发展新引擎”和“社会发展加速器”。人工智能等新一代信息技术融入教育行业,必将对教育理念、教育体系、教育模式、教育评价和教育生态产生变革性影响。人工智能等新一代信息技术与教育的融合发展对于推进教育均衡、促进教育公平、优化教育结构、完善教育治理、提升教育质量、实现素质教育和终身学习等方面具有重要作用,为教育高质量发展带来新的契机。
教育评价事关教育发展方向,具有重要导向作用:一方面,在人工智能时代,教育对未来人才的培养目标将发生根本性改变,教育评价“指挥棒”必须转向;另一方面,人工智能等新一代信息技术的快速发展,为教育评价提供了全新的技术、手段和方法,为构建科学合理、符合时代新要求的教育评价体系提供了可能,一直以来倡导的因材施教将能真正得以实现。本文尝试以人工智能的时代属性为切入点,对我国教育评价体系改革进行探讨,以期为新时代教育改革与发展提供参考。
1契机:人工智能驱动未来教育发生系统性变革
人工智能等新一代信息技术作为第四次工业革命的强大引擎,已成为21世纪教育改革与创新发展强大的技术杠杆和战略制高点,将给教育带来根本性、全方位的影响与变化。教育将突破原有的概念与内涵,开辟和拓展到一个全新的更为广阔的领域和价值空间。人工智能将催生重构教育新生态,激发出新的教学和学习方式,也为未来教与学带来了多种可能,以往的教育理念与人才培养目标、教育内容与人才培养体系、教育资源与人才培养环境、教育方法与人才培养方式都将发生颠覆性的变革。
1.1人工智能时代的教育理念与人才培养目标教育理念是教育主体对教育及其现象进行思维的概念或观念的形成物,是教育主体在教学实践及教育思维活动中形成的对“教育应然”的理性认识和主观要求。教育理念是时代性的产物,具有鲜明的时代特征。当今世界正从二元空间(人类社会空间和物理空间)转向三元空间(人类社会空间、物理空间和信息空间)[5]。以人工智能为代表的新一代信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活、行为、交往和学习方式,改变着社会各行各业对知识、技能、能力和素质的要求,对人们的信息素养、数据素养、科技素养、创新素养、社交素养和艺术素养等提出更高的期望,原有的教育理念和人才培养目标无法支撑人工智能时代对人才的根本需求。
在人工智能时代,教育与简单的知识和技能培训画等号的时代已成为过去,新一代信息技术拓展和延伸了传统教育的边界,教育由被动接受的填鸭式学习向高阶认知能力和创新精神等核心素养的培养转变。教育的使命不再仅仅是传授已有的知识和信息,而是更为强调对人全面发展的培养,知识观也由以往的知识传承转向为强调知识的生产和创新。人才培养目标转向重点培养学生面向人工智能时代的全新的学习、生活、思考方式和态度,重点培养学生的终身自主学习素养、数字胜任力素养、思维心理素养和协同交互素养。学生的批判性思维能力、协作沟通能力、创新能力和人机互动能力将比传统意义上的读、写、记、算能力更为重要,学生宽阔的学科视野和解决复杂问题的能力以及高超的人机互动能力将成为人工智能时代的关键竞争力。学生将从学习知识转变为学习能力,主要包括自主学习的能力、提出问题的能力、人际交往的能力、创新思维的能力和谋划未来的能力等。学习者更多的是学习如何从开放的知识和信息库中筛选和挖掘出新的知识和应用,通过已有知识和信息去学习和创新知识。
与此同时,我们应该认识到,人工智能等信息技术是手段,不是目的,不能代替人类的思维,不能代替人类学习,不可能改变教育原有的本质。教育的本质仍然是传承弘扬文化、创造新知识、促进人的全面发展和推动社会进步,立德树人依然是教育的根本目的。人工智能不仅仅是对教育的颠覆和冲击,更多的是对教育发展的促进和创新,给教育领域带来了前所未有的发展契机。人工智能等信息技术对教育的赋能应用进一步打破了教育界限,人工智能让教育真正成为共同体。
1.2人工智能时代的教育内容与人才培养体系教育理念和人才培养目标的改变必然会带动教育内容变革,人工智能类的课程将直接成为重要的教育内容。事实上,早在20世纪80年代,人工智能类信息课程就在英国中小学的信息与通讯技术课程(ICT)中出现。2013年,英国将ICT课程修订为计算(computing)课程,以加强信息意识、计算思维和人文素质的培养。2014年,英国又将编程作为5~16岁学生的必修课写进国家教育大纲。2015年,美国通过“每个学生都成功法案”(EveryStudentSucceedsAct)开启计算机科学教育改革,要求在基础教育阶段(K-12)强化以人工智能为重要组成部分的计算机科学教育。我国中小学人工智能教育始于2003年4月《普通高中技术课程标准(实验)》的颁布。经过十几年的发展,中小学各阶段信息技术课程中都设有人工智能模块。在高等教育领域,2018年全国高校新增本科专业中带有“智能”二字的就多达235个,人工智能教育进入迅猛发展阶段。
人工智能正在倒逼人才培养体系的改革与创新,以适应人工智能时代对人才培养的需求。在人工智能时代,知识的生产、流动、扩散、转化、更新和再生产的速度显著加快,现有的人才培养体系难以满足人工智能时代对人才培养的要求,难以适应新时期学习者的学习诉求,难以跟上科学技术的发展步伐。人才培养将从现在的以教师为中心转变为以学生为中心,从以专业知识教育为主转变为以通识教育为基础、通识教育和专业知识教育相结合,从以课堂教学为主转变为以课外自主学习为主、课堂内外教学和学习相结合。
人工智能等新一代信息技术促使学习跨越学科边界,促进跨学科学习。跨学科学习就是围绕一个学习主题构建相互衔接渗透融合的跨学科课程体系,将不同学科联系起来,形成有机整体,而非不同学科的简单叠加。跨学科学习突破学科之间原有的界限和限制,促进多个学科、多个专业知识体系的理念、视角、方法和技术的相互交叉融合,旨在培养学习者的综合实践能力、跨学科思维习惯和创新精神。例如,STSE教育主要涵盖科学、技术、社会和环境,倡导在发展科技、促进生产的同时,强化环境教育,STEM教育则融合了科学、技术、工程与数学等学科。
1.3人工智能时代的教育资源与人才培养环境信息技术驱动新型教育生态的重塑。“生态”一词源于古希腊语的Oikos,指住处、定居地或环境,也指生物在自然环境下的生存状况及其与周边环境的关系。教育生态指教育的结构系统,包含教育发生过程中的相关要素及各个要素之间的相互关系。人工智能等新一代信息技术将彻底改变现有教育的时空场景和供给水平,推动教育组织和供给方式彻底变革,进而构建出一种新的更为灵活、开放、多元、个性、跨时空、终身的新型教育生态体系,真正实现教育的人机协同、因材施教和素质教育,促进实现人的全面发展。
新一代信息技术渗入到教学、学习、研究、评价、监控、管理、生活和文化等各个方面,通过打造智慧教室、智慧课堂、智慧学习活动、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务,形成智慧校园和智慧城市,驱动教育教学环境由网络化、数字化向智能化迈进。教育机器人将增强或延伸教师的表达能力、知识加工能力和沟通能力,形成一种新型的教学形态。人工智能等新一代信息技术能促进教学资源智能化进化、智能化检索和智能化推送,根据学习者的学习需求、学习路径和检索痕迹,智能化向其推送学习资源和学习支持,过滤无关信息,减轻认知负荷。远程协作和同步课堂等能促进跨学校、跨区域、跨国别的协同学习,向世界各地提供优质教育资源,有助于解决教育不均衡问题。
新一代信息技术促进无边界学习,让学生与所有学习者处于教育教学活动中心,凸显学习者的主体地位,形成相互融通的学习场景。无边界学习就是打破传统教育设定的各种边界,打破学习的时空限制,打破现有知识、学科、课程与课堂教学之间的藩篱,打破学习者身份、背景、年龄的界限,打破物理现实空间与网络虚拟世界之间的壁垒,强调教育的互动性和知识经验的分享交流,以及创新在教育中的价值,实现教育的个性化和定制化。
1.4人工智能时代的教育方法与人才培养方式信息技术也驱动教与学全过程的变革,教育方法与人才培养方式将发生根本性变化。人工智能等新一代信息技术的渗透完全改变了传统教学过程中以教师授课、学生听课为中心的单一组织结构模式,改变了教师为知识传递者的角色定位,教师成为教学活动的设计者、学生活动的合作者、学生获取知识的引导者。在智慧化教学环境当中,教与学的模式及师生之间的交互方式等教学因素均发生根本性变化,师生地位被重新定位,机器在教与学过程中的作用更为突出,教师、学生和机器构成智能教与学过程中的三元教学主体。
在人工智能时代,项目式、问题导向式、团队合作式、探究式、体验式等学习方式变得更加简单易行。教师可引导学生从学习知识技能到培育运用跨学科知识解决实际问题的能力,可开展基于真实问题的项目式学习,在合作学习的环境下实施探究活动。依托人工智能等新一代信息技术,教师可依据教学内容、教学目标、教学任务和学生个体的不同,以不同的组织形式,实施差异化、个性化的教学和评价。人工智能等新一代信息技术可辅助教师开展课前智能化备课、课中互动精准授课、课后个性化辅导和日常网络在线答疑等,有助于减轻教师工作压力,提高教学效率。在学生学习方面,学习方式也由以往的完全被动接受转向更为主动的学习,出现深度学习、自适应学习、个性化学习和人机协同学习等。
所谓深度学习,在人工智能视域下是指基于深层神经网络实现的一种模型和算法,通过构建具有多隐含层的模拟人脑模型,让机器模仿人脑的机制来实现对复杂事务的自动化处理。在教育视域下,深度学习是指高层次和主动的认知加工,是与被动记忆和机械接受知识的浅层学习相比较而言的一种学习概念。深度学习着力培养学习者的高阶思维能力,注重学习的社会性、参与性和实践性,教师以现代化的教学工具向学生传递核心的学习知识,学习者需要在深度理解所学知识的基础上进行信息加工,主动建构个人的知识和思维框架,并有效地将知识转化并迁移应用到真实的环境中解决实际问题。
2挑战:面向人工智能时代教育评价面临的主要问题
不可否认,现行教育评价制度对改革开放以来我国教育事业的快速发展起到了重要作用;但是,进入新时代,随着我国教育基本面发生根本性转向,现行的教育评价体系越来越不适应新时期我国经济社会发展要求。特别是在后疫情时代,随着人工智能时代的到来,我国教育发展迎来新一轮重大战略机遇,面临一系列亟待突破的问题。一方面,现行教育及教育评价体系长期存在着的一些问题尚未得到根本性解决,而人工智能时代又对其提出了新的更高要求;另一方面,人工智能等新一代信息技术给教育带来重大影响,但究竟会有哪些方面的影响,尚不十分清晰。人工智能与教育深度融合的科学机理尚未得到揭示,教育尚处于不断变革和发展之中,具有不确定性。
2.1评价方式简单初级当前,教育评价方式主要是以标准化的量化评价为主,质性评价相对较少,定性和定量相结合的评价不能得到有效实施和应用。学生的考试成绩仍然是评价结果的主要甚至唯一决定因素,闭卷考试的分数常常直接决定着学生相当长时间的学习结果。当前评价方式的相对简单初级直接影响着教育评价结果的全面性、科学性、客观性和有效性,不仅不能有效发挥评价结果对未来教学的指导性作用,甚至还会产生负面影响。同时,当前广泛实施的主要是针对教学结果的总结性评价,其评价功能也侧重于人才的筛选和选拔。
在人工智能时代,教育评价的功能将进一步拓展,评价将真正实现由当前的“以决策为目标,重在鉴定和选拔”向“以人为本,重在诊断和激励”转变,评价目的侧重于更好地促进学习。评价将成为教育密不可分的一部分,贯穿于教育教学全过程。评价类型不再局限于当前的总结性评价,诊断性评价、过程性评价和形成性评价将得以广泛实施。通过多元化、多功能的评价,及时、精准、全面地发现教育教学活动中存在的问题,促使教育形成超强的自我纠错和矫正功能。
2.2评价手段传统落后当今科技发展日新月异,但当前我国教育评价使用的手段和工具仍然相对传统落后。教育评价相关者对新兴科技工具使用的积极性不高,科学技术对教学和教育评价过程的融入度不深,先进的科技工具未在教育评价过程中发挥应有的作用和功能。关于能力素养的评判,没有统一、科学、精准的评价工具,导致学生的人文素养、交流能力、协作能力、沟通能力、研究能力、创新能力和发展能力等难以得到有效测评。当前,绝大多数教育评价活动以人工评价为主,主要形式仍是传统的纸笔考试。
智慧性将成为人工智能时代教育评价的突出特征。在人工智能时代,教育评价需要及时全方位、系统、客观地收集、处理和分析教育教学全过程中生成的所有数据。数据不再仅仅是考试成绩,还包括情感因素、心理倾向、实践能力等非结构化数据和信息。教育评价系统将根据收集到的数据,对教育活动作出智慧化研判,形成精准化的评价报告,并针对存在的问题给予个性化反馈意见,甚至适时对教学活动进行指导和干预。如果不改变当前落后的评价手段和工具,不仅会制约未来教育评价系统的智慧化发展步伐,而且会阻碍未来多元化、动态化、综合化、智能化的教育评价体系的形成。
2.3评价内容僵化片面当前教育评价的内容只涉及众多教育目标和教育活动中极少的一部分,更多的是评价学科内容和学科能力,主要是以知识和技能为中心的评价。重视知识认知的评价,却很少评价学生的情感、态度、价值观等非认知方面;重视知识与技能的掌握情况,却忽视团队协作和创新思维等高阶能力和综合素养的评价;重视单科学科知识的掌握,却忽视超越学科的素养和能力评价。评价内容的片面性和不完整性不仅导致评价结果的失真,而且由于“考什么学什么”,导致教育目标和教育活动的功利性和狭隘性。
在人工智能时代,教育评价内容更加趋于完整和全面,除涵盖知识和能力外,核心素养的评价显得尤为重要。核心素养是指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,因其蕴含综合化和内隐性的特性而很难对其进行准确客观的评价。随着先进评价工具的出现和评价方式的多元化,非认知类素养可转化为可精确检测的外在表现,核心素养可深入融入到具体的教育教学活动之中,并呈现为具体的教学效果。由此,教育评价可以客观真实地测评学生的认知和非认知领域,使得核心素养评价得以广泛应用。
2.4评价标准简单单一当前的教育评价主要以分数或升学率为核心依据,过度强化结果在整个评价终端的关键地位,存在着标准相对简单单一的现象。正因为如此,长期以来,我国在教师评价方面形成“唯文凭、唯论文、唯帽子”的倾向,在学生评价方面存在着“唯分数、唯升学”的倾向。评价标准的简单单一有损教育的公平性和公正性,既不利于优等生的拔尖创新培养,也不利于学困生学习积极性的激发。评价标准的简单单一也不利于从多层面、多角度挖掘和培养人才,极易形成教育同质化现象,影响学生的个性化发展,难以满足新时代经济社会发展对多元化复合型人才的需求。
坚持以人为本,实施差异化、个性化评价,将成为人工智能时代教育评价的发展趋势。教育的本质是促进人的个性化发展和全面发展,评价的最终目标是通过激发每一个学生的能动性、自主性和创造性,实现个人价值的最大化。差异化、个性化评价就是充分认识和尊重学生个体之间的差异性,运用不同的要求和标准对不同学习程度和成长特点的学生进行多维度、多层面和全方位的综合评价。差异化、个性化评价突出激励导向,强化教育评价的增值性,以充分挖掘学生内在的特点和潜能为目标,竭力发现不同学生未来成长和发展的可能性,促使教育更加彰显学生的优点和特长,以唤醒和鼓励每一个学生,提高学生的自信心。
2.5评价主体狭窄局限在现行教育评价中,无论是针对教师的评价,还是针对学生的评价,评价主体都较为狭窄局限。尤其是对学生的评价,处于主导地位的是教师和教育行政部门,而缺乏学生的自我评价、同辈评价、家长评价和社会评价,这在一定程度上影响了教育评价的客观性、公正性和有效性。同时,学生长期扮演着被教育、被管理和被评价的角色,影响着学生的自信心、自尊心、责任心和进取心,使其在学习上丧失主观能动性。
在人工智能时代,高度发达的信息技术为教育活动相关者获取教育数据和信息提供了便利,教育信息交流的手段更加丰富便利,信息共享的渠道更加顺畅,教育活动相关者能够及时地表达自身发展需求和价值诉求,能够全员参与评价,在协商与合作中开展评价,形成评价共同体。全员参与的评价为教育评价提供不同的视角,丰富了评价的层次和内容,也有利于评价结果的运用。具体来说,学生可以以主体身份参与到教育评价活动中,由被动的评价接受者转变为主动的评价参与者和合作者。在各类教育教学活动中,学生可以通过平等协商参与评价,主动了解评价标准,自主发现、分析和解决学习过程中存在的问题,在评价中进行自我反思和自我学习。
3技术赋能:人工智能等新一代信息技术助力教育评价体系创新
大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的快速发展为教育发展带来足以改变其业态的新技术和新工具。就教育评价领域来说,人工智能等信息技术将进一步丰富教育评价的方法和手段,拓展教育评价的内容,让教师、学生、家长乃至全社会参与其中,对教与学的过程全方位实时监测,智能化反馈评价结果,智能化推送学习资源,智能化提供学前指导,促进学生个性化发展,让因材施教成为现实。
由于科学技术和评价工具的限制,以往只能注重对学生理论知识和基本能力的评价,很难对其德智体美劳综合素质进行全面评价。新一代信息技术的广泛应用,拓展教育评价的内容和边界,能及时对每个学生的学习状况进行诊断性评价,为全面评价提供了现实条件,可以对教与学的全过程进行智能化分析——诊断分析学习过程,总结描述学习结果,预测未来学习发展,以及对学习过程进行及时调节和干预。通过构建智能化的教育教学监测和分析平台,持续跟踪和记录教师教学和学生学习过程中的各种数据,为教师教学和学生学习提供实时动态的反馈与评价,对课堂教学中师生互动模式进行有效性分析,帮助教师和学生及时调整教与学的进程,并使适时发起教学干预成为可能。
通过大数据分析技术,可以收集考试分数之外的情感态度、心理特征、价值观念、劳动素养、审美情趣、协作精神、抽象思维、创新意识和实践能力等非认知方面的数据和资料,大大拓展教育评价的内容,从而支持从当前单一的学科知识认知评价向全面系统的综合性评价转变,可以对教师的教和学生的学进行全方位的了解和分析。与此同时,基于特定的数据处理和分析系统,通过数据的挖掘和分析,能及时根据每个学生的学习状况,自动生成各个学生的诊断性和发展性评价报告,并为每个学生差异化、智能化推送学习资源,精准提供个性化的学习发展建议。
新一代信息技术可为教师承担一些重复性和机械性工作,起到教师助手的作用。人工智能工具可以智能化出题、智能化批改作业、智能化评阅试卷、智能化诊断反馈,教师将有更多时间和精力去了解每个学生。通过对学生学习过程的了解,可以更好地掌握每个学生的学习特点,为学生制定个性化和差异化的学习方案,实现精准化和个性化教学。学生掌握和使用一定的学习评价工具,可以自我发现、提出和解决问题,或者与同伴合作,互相探讨,共同进步。家长通过评价工具所提供的反馈信息,可以及时掌握学生的学习和成长状况,提高教育评价的参与度。
当前,世界主要发达国家纷纷在为人工智能时代的人才培养谋划部署,力图通过教育评价改革促进本国人才选拔与发展,抢占未来教育竞争战略制高点。在美国,2017年5月,顶尖私立高中联盟推出一种新的学生评价体系,即针对学生的8个方面的素质,用描述性定性评价取代以往的分数定量评价。该体系重视学生全面综合能力素养的考查,将非认知能力因素的评价摆在突出位置。
在欧洲,德国利用科学技术优势,研制科学化、极具操作性的评价工具,在0~6岁的学前教育中构建了以导向质量、结构质量和过程质量为核心的质量评价体系。通过智能化评价技术和工具的介入,提高教师教学能力,提升教育质量和水平。评价方式和评价主体进一步多元化,以及强化过程性和动态性评价,已经成为德国学前教育评价制度的优势。在基础教育的学生评价方面,英国建立了国家评价、教师评价和学生自评与互评三级评价体系。国家评价是“关于学习的评价”,即按照国家统一标准,检验每个阶段的学生收获,旨在评判学生是否达到了国家要求;而教师评价和学生自评与互评则是“为了学习的评价”,旨在促进师生共同关注学习,提高学生的自我评价意识,激发学生的学习动机,促进学生的学习效果。
在亚洲,日本为提高学生的基础学力,近年来推动大学入学考试制度改革,意在建立一套基于“学力三要素”的培养和评价系统。“学力三要素”包括:足够的知识和技能;面对答案不唯一的问题时表现出思考力、判断力和表现力;保持主体性,并能与各种各样的人在协作中学习。该评价系统重视考查和培养学生的非认知能力,而以人工智能、大数据等为代表的新一代信息技术成为本轮改革的重要支撑。
4路径选择:面向人工智能时代的教育评价改革策略
面向人工智能时代的教育评价需要从评价方式、评价手段、评价内容等多方面进行改革。
4.1改进结果评价,注重过程评价,加强质性评价,使评价方式更为多元在当前教育环境下,结果仍具有举足轻重的地位,但要突破结果唯一,注重过程评价,从结果本位向兼顾结果与过程转变。如不强调结果,会在一定程度上导致人才培养质量的弱化,但强化结果在整个学生学习成长评价终端的核心地位,会导致结果至上的功利倾向,失去教育评价的真正功能。
人工智能等新一代信息技术的发展,能实时跟踪和监测教与学的全过程,能把考核从一次性考试变成持续不断的行为分析,为实现真正意义上的过程评价提供可能,为开展多样化评价提供重要契机。同时,要进一步加强定量评价与定性评价相结合,强化质性评价。定量评价在当前备受推崇,是因为其在实践过程中操作简单,便于比较,人工智能等新一代信息技术的发展将有助于提高质性评价的可操作性。
4.2开展理论研究,开发智能工具,搭建数据平台,使评价手段更为智能人工智能等新一代信息技术推动教育实践中许多重大现实问题的解决,与此同时,未来教育发展的强烈需求也倒逼人工智能等信息技术的进一步创新和应用。当前人工智能等信息技术与教育尚处于催化融合阶段,相关核心技术尚未完全成熟,人工智能等信息技术在情绪识别、认知计算、智能感知等方面存在发展瓶颈,目前大多数产品更多关注自适应学习等领域,学习模型以偏概全等问题尚待进一步解决。高校、科研院所和行业企业要利用各自的优势特色,加强协同创新,共同推动智能教育评价的理论创新和技术研发。
当前,面向人工智能时代的新型教育生态体系尚未完全形成,人工智能的价值认识尚存在分歧,既有“唯人工智能”的观点,也有全盘否定人工智能的意见。教师、学生、家长、学校、教育行政部门乃至全社会要进一步树立智能化教育评价理念,改变过去传统的纸笔测试评价思维,主动适应、应对甚至创新面向人工智能时代的教育。数据是人工智能时代教育发展的基础,需进一步消除数据壁垒,搭建和提供开放共享平台和服务,在保护隐私的前提下,合理利用数据和公共信息服务智能教育评价。
4.3坚持立德树人,突出核心素养,探索增值评价,使评价标准更为多维人工智能时代要求人们具备更强的计算思维与实践能力、交流与沟通协调能力、人机协作与组织管理能力、自主学习与谋划未来的能力,人才培养的目标和标准也随之发生改变,需要进一步建立健全面向人工智能时代的教育评价新标准。要坚持将思想品德修养作为学生评价的首要内容,突出身心健康、社会责任、科学精神、审美情趣、创新精神和实践能力等综合能力和核心素养的评价,促进人的全面发展。评价标准应由结果导向的单一终结性评价向过程导向的多维诊断性评价和过程性评价转变,大力探索增值评价。
对不同学段、不同学习程度、不同学习环境的学生采用统一的评价标准显然不够科学。增值评价遵循当前学业水平与未来发展潜力相互补充的原则,注重学生进步的增幅,强调学生发展状态的纵向比较,有利于发挥评价的激励作用和促进功能。增值评价能优先关注教育教学全过程和学生发展状态,能更好地发现各种因素在学生个体发展中的作用,通过“投入产出比”等方面的分析使评价结果更为科学和公平,对实现教育公平和全面提升教育质量具有重要作用。
4.4严格学业标准,强化综合素质,健全综合评价,使评价内容更为全面传统的教育评价更多关注学生对知识的掌握情况,主要是对智力能力水平的评价,而在很大程度上忽略了对学生其他能力素质的评价。教育评价改革应在坚守和健全学业水平评价、严格学业标准的基础上,进一步完善德育评价、体育评价、美育评价和劳动教育评价,强化对学生综合素质的整体评价。
开展综合评价需要构建一个综合的评价指标体系,搭建综合数据信息平台,利用一定的分析方法或模型对学生、教师或学校等评价对象作出全面、系统、整体的评定。人工智能等新一代信息技术为检测学生道德品质、人文素养、情感态度、思维活动、交流协作、创新发展、运动健康、审美表现等提供了现实可行性,评价内容将更为全面。全面综合的评价使教育评价更加系统、立体和多元,弥补了以往单一学业评价的狭隘性和片面性,能真正发挥促进学生全面发展的作用。
4.5多方协同参与,形成联动机制,增进社会共识,使评价主体更为多元教育评价是一个复杂的系统工程,特别是在人工智能时代,社会各种因素更易通过便利的信息技术介入其中。开放、科学的评价体系比以往更加需要学生、教师、学校、政府和社会的协同参与。在教育评价体系中,每个参与者既是评价主体,也是评价对象。人工智能等新一代信息技术的发展模糊了人与机器之间的界限,使人机互动评价成为现实。为此,要充分发挥教师、学生、家长、社区、第三方机构等不同评价主体的作用,共同构建教育的综合评价体系。
在评价主体多元化的背景下,更需要构建多元化的教育评价机制。一直以来,我国教育行政部门在教育评价中占主导地位,教师、学生、家长、学校等评价主体的积极性未充分激发,其评价作用未得到充分发挥。另外,教育评价涉及不同评价主体的发展诉求和切身利益,应统筹协调各方的意见和建议,提升其存在感、归属感、认同感和荣誉感,共同建立多方参与、行政调控引导与市场需求导向相结合的教育评价体系。总之,教育评价是一项社会工程,需要大力增进社会共识,引导全社会树立正确的教育观和成才观,努力构建新时代具有中国特色的教育评价体系。
《中国考试》2021年第11期
智能时代的教育创新趋势与未来教育启示
一部人类文明史,就是教育和科学相互激励、相互促进的历史。纵观工业革命以来的人类社会发展历程,时代变迁总是伴随着重大产业变革和经济社会的跨越式发展,而主导时代变迁的源泉则是科技进步。当前,新一轮科技革命正风起云涌,以人工智能为代表的前沿技术对人们的生产生活产生了重大影响,加快推动人类社会迈向人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。
智能时代,新一代信息技术进入创新密集期。中国应抢抓机遇,积极推进前沿技术与教育教学的深度融合,促进教育理念、教学方式和管理模式创新,为实现教育公平、建设高质量的教育体系以及构建更加开放、包容的终身学习体系夯实基础。新冠肺炎疫情对全球教育体系造成了严重冲击。受疫情影响,全球大部分学校被迫关停,约190个国家暂停了线下课程,超过15亿学生的教育进度受到影响,在线教育成为实现“停课不停学”的唯一选择。在大规模在线教育实践中,现代信息技术不仅发挥了重要支撑作用,同时还引领着未来教育的创新与变革。后疫情时期,面对更为复杂多变的国际国内形势,为确保教育现代化目标任务的实现,我们迫切需要认真反思传统教育体系存在的不足,积极推动信息技术与教育教学的深度融合,加快构建面向未来的教育新生态。研究在对智能时代进行界定和分析的基础上,基于《面向智能时代:教育、技术与社会发展》一书中的团队研究成果,总结提炼智能时代教育创新与变革的十大趋势,并根据智能时代教育创新特征及教育本质,进一步获得研究未来教育的五点启示。
一、智能时代呼唤教育创新与变革
(一)迈向智能时代
人类社会的发展大致经历了农业时代、蒸汽时代、电气时代和信息时代。时代更迭具有三大显性特征:一是科学技术的发展奠定了不同时代的生产力基础;二是生产要素随着时代更迭不断演进,而新生产要素的形成,会驱动人类社会迈向更高发展阶段;三是生产力的飞跃也带来生产关系的重大变革,并引起社会生活各领域发生重要变化。
1956年举行的达特茅斯(Dartmouth)会议被认为是“人工智能”诞生的标志。步入信息时代后,互联网技术的发展和高性能计算机的出现,加速了人工智能的创新研究,也促使其从研究走向应用。近十年来,在新理论和新技术的驱动下,人工智能呈现蓬勃发展态势,产业链条逐步形成、集群发展态势显著、溢出效应日益突出。在人工智能引领下,大数据、云计算、物联网、区块链、5G等新一代信息技术加速突破应用。这些前沿技术不断颠覆传统生产模式、组织方式和产业形态,推动传统产业转型升级、新兴产业发展壮大。同时,前沿技术已从互联网领域渗透至传统行业,其应用场景日益丰富、应用价值不断凸显,在包括教育在内的多个服务行业已经有了较为成熟的应用,极大促进了人们工作和生活的智能化。
前沿技术的创新与应用也推进了经济的数字化转型。当前,全球数据呈现爆发增长、海量集聚的特点,以大数据为代表的信息资源已成为重要的战略资源和新生产要素,并和其他要素一起融入经济价值创造过程,推动生产力变革。生产力的发展也促进了生产关系的变革。随着互联网技术的普及,人们开始降低对传统单一生产资料的依赖,而转向多元化的劳动输出,雇佣关系从紧耦合变成了松耦合。人机协同、跨界融合与共创分享的新型发展模式,也使人们摆脱了机械与繁杂的工作,可以基于自由意志展开个体之间的分工、合作与创作。前沿技术还驱动了知识的高效生产、传播和应用,促进了财富积累方向由资本转向知识,不仅急剧提升了财富增长的速度,也增加了收入分配格局调整的灵活性。因此,相比信息时代的计算机和互联网,以人工智能为代表的驱动生产力变革的新技术已经出现,催生了新的生产要素、改变了传统生产关系。历史发展和实践表明,我们正迈向或已经进入了一个由人工智能技术为引领的智能时代。
如果将时代更迭、技术进步与经济周期联系在一起,通过对工业革命以来全球经济增长五次长波的考察,亦可佐证我们的观点。1939年,著名经济学家、创新之父熊彼特将微观企业创新与宏观经济周期相结合,提出了“技术长波论”,指出在经济发展过程中同时存在着长、中、短三种长度不同的周期,而长周期主要是由以产业革命为代表的重大创新活动(群集)引起的,每个长波均以根本性技术创新为标志。熊彼特认为,经济发展是一个动态、非均衡的过程,而创新活动非连续、非平衡的动态过程与经济的繁荣及衰退是相互对应的。由于新技术的全面应用,生产效率显著提升,周期之后的均衡水平将高于之前水平,这一过程即为“创造性毁灭”,而“创造性毁灭”是推动社会向前发展的根本动力。
自工业革命以来的200多年间,人类社会一共经历了五次经济长波,每一轮长波又分为繁荣、衰退、萧条和复苏四个阶段,每一轮长波都伴随着重大技术创新及其主导的产业变革。第一个长波时间约为1780—1842年;第二个长波时间约为1842—1897年;第三个长波的时间约为1897-1946年;第四个长波的时间约为1946—1991年。第五次经济长波复苏时间约在1982年左右,繁荣期以1991年互联网以及信息技术领域的一系列技术创新高潮为标志,是目前仍在进行且尚未完成的经济长波,波峰出现在2008年左右,并以2008年全球金融危机为标志,第五次长波进入下降阶段。从长波持续的时间来看,前四次长波的平均周期为55年左右,而第四次仅经历了45年,长波持续时间不断缩短的背后是知识和技术迭代速度的不断加快。从1991开始的第五次长波至今已持续近30年,且在2008年左右由上升波转为下降波,繁荣期接近20年,2008—2015年左右是此轮长波的衰退期,从2015—2025年左右,该轮长波将进入萧条期并达波谷,此后在主导技术驱动下经历复苏并开启第六次长波。如果前沿技术和产业变革速度比预期更快、技术的外溢和扩散效应更强,那么第五轮长波周期有可能进一步缩短,第六次经济长波有望在2030年左右开启。
当前,我们正处在第五次长波的下行区间,叠加新冠肺炎疫情影响,未来几年,全球经济很可能面临进一步萧条并逐步探底。然而,下行区间往往是新一轮主导技术的萌芽期和发展期,全球范围正在兴起的新一代信息技术创新浪潮即是最好的佐证。可以预见,作为引领变革的战略性技术,以人工智能为标志的新一代信息技术将成为第六次经济长波的主导技术,其对全球产业格局、经济社会变革的影响将远超历次工业革命,也将成为人类社会迈向智能时代的决定性力量。如果我们把以人工智能为主导技术的第六次长波开启时间作为步入智能时代的标志,那么未来10—20年左右,我们将步入智能时代;如果我们以正在兴起的新一轮科技和产业变革作为智能时代到来的标志,便可以认为我们已进入智能时代。
智能时代,以信息化、数字化、智能化为特征的前沿技术不断催生新产业、新业态和新模式,为新一轮长周期繁荣奠定了坚实基础。根本上,前沿技术的蓬勃发展在很大程度上得益于新一代信息技术群进入密集成熟期,算法向并行化、复杂化、规模化发展。算法与深度学习等不断促使人工智能向“拟人化”方向发展,即机器深度学习人类思维,实现技术本身的智慧化。如果将“智能”理解为语言、逻辑、空间、认知等能力,那么“智慧”便是指从感觉到记忆再到思维的过程,也就是说“智慧”是“智能”的升华与进阶。具体来看,数据是信息的载体,信息与实践融合会形成知识,而知识的获取在于思维的形成,思维形成过程即为智慧。智能时代,低延时的5G作为新“信息高速公路”为各主体间智慧的流动提供了桥梁,构建了万物智联、交融共生的5G信息生态,推动智慧社会的形成。可以说,智慧社会将是智能时代里程碑式的产物,也是智能时代终将形成的新社会形态。智能时代,技术与知识的双重进化是促进智慧社会演进的核心动力。在技术层面,人工智能等前沿技术已为智慧社会的建设提供了技术支撑;智能化、数字化、网络化等新一轮科技革命和产业变革也为其提供了环境基础;智能化浪潮推动了人类社会原有的基础设施、生产方式、发展要素、商业范式、经济形态、治理模式等发生转变,使智慧社会更侧重于人与生活。另外,智慧社会体现了前沿技术对人类社会的生产、生活、组织、思维等方面的广泛应用,促使技术逐步代替人的脑力工作,引发社会的链式突破,推动社会智慧化。在知识层面上,数据、信息、知识、智慧代表了信息资源的不同层级和深度,智慧社会意味着“智能”将成为与劳动、资本、土地、信息、数据等同等重要的新生产要素。
智慧社会的主要构成及服务单位是“智慧人”,即知识、技术所带来的驱动力归于人。主体多元、集体智能、共创共享、智能权利等特征更是源于人,而人的认知能力决定人的发展能力,人的发展能力决定了社会的智慧程度。当前,科学技术从两个方面改变着人类,一方面是“向外的”,即对世界的认识;另一方面是“向内的”,即对自我的认知,毋庸置疑,教育是提高人类认知能力最有效途径之一。所以,智慧社会的建设离不开未来教育的发展。首先,未来教育方式及内容决定了人的认知程度;其次,未来教育为智慧社会的发展和迭代提供人才;最后,教育发展中产生的需求及问题也为智慧社会的发展提供动力与方向。另外,智慧社会以智慧、互联为理念,通过“智联”建设打破知识、空间、时间之间的壁垒,形成三维空间与知识、时间两个维度协同融合的“五维教育”,将推动构建以人为中心的教育生产关系,释放教育潜能,推动智慧社会生产力的变革。所以,时代的更新、社会的发展必将带来教育的创新与变革,而未来教育的变革也决定着未来社会的迭代与升华。
(二)智能时代教育范式的转变
在中国进入历史新方位的今天,智能时代无疑是一个新起点。前沿技术与教育的深度融合,将进一步释放教育在推动人类社会发展过程中的巨大潜力。近年来,我国一系列推进人工智能教育应用的战略与规划陆续出台。2017年发布的《新一代人工智能发展规划》和2018年发布的《教育信息化2.0行动计划》等都对人工智能与教育的融合发展进行了明确规划。2019年印发的《中国教育现代化2035》更是将“加快信息化时代教育变革”列为教育现代化的十大战略任务,进一步部署推进智能教育应用。2019年,习近平总书记在给国际人工智能与教育大会的贺信中指出,人工智能时代教育的重要使命是培养大批具有创新能力和合作精神的高端人才;我们要积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新,充分发挥人工智能优势,加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。因此,站在智能时代的背景下来思考教育的创新与变革,是我们研究未来教育的基本起点。
习近平总书记的指示突出了教育的时代使命与时代对教育的影响两大问题,前者强调教育应培养时代所需的人才,而后者强调时代的科技进步为教育创新与变革带来的机遇,事实上又可以统一到“学习”这个基本出发点上。在知识快速生产、迭代和传播的智能时代,教育范式变革的核心是由被动式的“教”向主动式的“学”转变,建立学习驱动型的教育体系是智能时代教育变革的主要方向。学习动力、能力和毅力的培养让学习者具有高度的适应性,这种适应性是其面对技术和产业的快速迭代及经济社会的急剧变化时所拥有的关键能力,也是社会对未来人才素养的基本要求。主动学习意味着随时学习和终身学习成为一种常态,且学习者学习和掌握的不仅仅是知识和技能,还应当学会在面对复杂社会问题时,主动运用自身的批判性思维及复杂认知去管理目标、促进合作、增进协调,以实现个人和社会发展目标的统一。因此,为建立以学习者为中心的教育新生态,必须充分发挥互联网和人工智能优势,创新教与学方式,加快构建服务全民终身学习的教育体系。
智能时代为构建以学习者为中心的教育新生态提供了前沿技术支撑,构建数字化、智能化的终身教育体系和网络化、可持续的学习型社会已成为新的使命。此时,学校和教育机构不再是封闭的社会单元,而是通过网络汇聚形成集体智慧聚变的节点。智能时代,人们已不再满足标准化的学校教育模式,对个性化教育服务和获取更多的终身学习资源、机会有了更多需求。互联网将成为教育实践的基本支撑平台,能够实现优质教育资源更大规模、更低成本、更有效的分享,通过提供开放的理念、新的组织流程、新的供给模式、创新的思维来改变整个教育组织体系,服务全民终身学习;而以人工智能为标志的前沿技术将广泛应用于教与学的全过程,助力多元化、个性化、弹性化、高品质的学习,显著提高学习的动力、效率和质量。例如,移动设备、互联网技术的进步改变了学习的时间与空间,学习资源的丰富和智能技术的支撑使得学习可以发生在任意时间和地点;虚拟平台的建设促进了公共沟通与合作,为公众智慧的生成与共享提供了平台;在线学习平台、人工智能机器增加了学习机会、推动学习走向“混合”模式,实现实体教室与虚拟教室在空间上的混合、面授教学与在线教学的混合、同步学习与异步学习的混合;大数据为学习成果的表达及学习成果的评价提供了清晰的可视化途径和精准的数据支持;人工智能通过“数字画像”,能够精准刻画学习者的行为特征,有助于更好地了解个体差异,进而开展精准教学、提供个性化学习服务。可见,基于智能技术建立促进个性发展的教育体系,是智慧教育发展的基本趋势。
知识和学习也为智能时代经济社会的可持续发展提供了动力源泉。2019年,联合国教科文组织启动了“教育的未来”全球倡议,目的是让我们重新思考在这样一个充满不确定性的复杂世界里,教育、学习和知识如何帮助我们更好地适应社会、迎接挑战,进而重新塑造人类的未来。人类生活水平的提高有赖于科技进步,而科技进步离不开创新,创新的驱动力则是内生性的知识和学习。因此,知识和学习能够促进生产率提升、扩大经济产出,提高社会生活水平。同时,当知识要素作为投入品用于生产时,会产生强大的正外部性,从而导致规模报酬递增,而一旦有了规模报酬递增,持续的增长也就成为可能。在人人共创知识、分享知识的智能时代,获得知识收益的边际成本几乎为零,这为学习者广泛获取、使用知识提供了便利,而获取知识的过程——学习也具有显著的正外部性,学习的社会效益远大于学习本身给个人、企业、组织等带来的益处。诺贝尔经济学奖得主斯蒂格利茨(Stiglitz)指出,在人类迈向知识经济的过程中,对于持续的发展和增长尤为重要的是,经济发展不依赖传统的资源积累而是基于学习实现技术进步。当前,人工智能等前沿技术创新已成为开启新一轮增长长波的核心动力,而技术的创新和突破则有赖于知识和知识载体——人力资本的不断积累。如何加快知识和人力资本积累?显然,需要通过教育和学习。因此,构建全民学习、终身学习的学习型社会,大力发展各类学习型组织、加快推进学习型城市建设,能够最大程度地激发知识和人力资本对经济社会发展的驱动效应,促进经济高质量增长和社会的全面进步。
二、智能时代教育创新与变革的趋势
我们的研究发现,智能时代教育创新与变革呈现十大趋势:
1.新技术重塑教育生态
智能时代,人工智能等新一代信息技术是实现教育生态重塑的有效手段,也是实现全球教育改革与发展共同目标、保障教育均衡和质量的最有效工具,走向智慧教育是技术重塑未来教育的最终目标。
智能时代,人工智能、大数据、区块链、虚拟现实、5G等新一代信息技术是教育系统变革的内生力量,将承担支撑引领教育现代化发展,推动教育理念更新、模式变革、体系重构的重任。前沿技术的教育应用将强化教育与技术的融合发展,将在技术理论突破、新兴技术教育应用、智能教育技术、交互认知、脑认知机理与教学模式匹配、智慧教育、教育机器人、个性化学习与规模化教育等方面发生突破性进展,甚至是颠覆性创新。在可预见的未来,教育生态体系的重构有赖于人工智能等前沿技术支撑,人工智能教育有助于转变学习模式、促进个性化培养、减轻教师负担、优化教育治理、丰富教育供给等。我们应该理性推进人工智能与教育的融合共生,让人工智能与教育共同赋能未来,实现智慧教育。智慧教育是未来教育的典型形态之一也是未来教育的发展目标,智慧教育系统包括传递教育智慧的智慧学习环境、启迪学生智慧的新型教学模式和孕育人类智慧的现代教育制度。通过智慧教育,实现公平且有质量教育、培育未来社会卓越人才的根本目标。
2.新范式引领学习革命
构建以学习者为中心的新范式是智能时代教育变革的主要方向,由此引发的学习革命将促进主动学习和终身学习成为常态,加快构建和完善面向未来的终身学习生态体系已成为必然趋势。
终身学习强调教育过程由“以教为中心”向“以学为中心”转变,强调学习者要由他律向自律转变,强调学习需求由外驱向内驱回归,强调学习资源、学习途径、学习方式、学习内容等方面的开放性、灵活性和系统性。面向未来学习的终身学习体系将呈现以下特征:随着信息与交流技术的多样化和传播手段、信息、知识和价值观的源泉多样化,个体学习日益发生在正规教育机构之外;传统知识源泉的垄断权威性弱化,终身学习的针对性大大增强,草根满足草根的服务模式开始出现,并且可能更符合人们的学习需求;解决工作中的问题、提前为应对未来社会的变化作准备是人们学习的主要动机,基于工作场景的终身学习使灵活的技能开发和获得职业资格成为可能;正规学习与非正规学习之间的认证机制逐渐得到完善,使得不同群体都能够根据自己的条件和需求,选择适合自身的学习机会,并在学习之后实现对不同学习成果的转换。智能时代终身学习的生态发展路径包括搭建学分“立交桥”、基于大数据的学习地图、终身学习载体建设和发展、草根满足草根的新型服务模式。
3.新需求激发创新能力
未来社会迫切需要创新型、创造型人才,以激发社会创新能力,而创造力教育正是推动人才培养目标变革的重要环节与手段。
智能时代,如何对海量信息进行搜集、筛选、整合和利用,如何在日新月异的技术发展中提出具有前瞻性、创造性和领先性的技术构思,这是当今人才培养必须要思考的问题。在此背景下,未来教育必然需要培养具有“生产性”思维的创新性、创造性人才。智能时代要求创新和创造性人才具有创新人格、数字学习能力、计算思维、设计思维、思辨能力、人机协同六大特征,其中创新人格是创新能力的人性特征、思辨能力是创新能力的思维基础、数字学习能力是应对知识变迁的必备技能、计算思维是实现创新的基础技能、设计思维是实现创新的基础手段、人机协同是顺应智能时代必备技能。前沿技术赋能创造力培养主要体现在营造支持性智慧环境、变革教学模式、推广和丰富学习资源三方面。面向智能时代的创造力培养包括四大途径,即打造智慧学习环境,提供支持性服务;探索新型教学模式,实现全面培养;更新教学内容,紧跟时代需求;依托场馆情境,营造真实氛围。
4.新环境呼唤数字素养
面对智能时代的数字化成长环境及崭新的时代特征,提升数字素养迫在眉睫,只有丰富和发展学习者核心素养内涵,培育数字素养,方能更好地应对未来社会挑战。
智能时代,也是数字经济时代、智慧教育时代、数据文明时代。面对崭新的时代特征,迫切需要丰富和发展学生核心素养的内涵,强化包括信息素养、媒介素养以及数据素养在内的数字素养。区别于工业时代的学习内容与学习方式,智能时代的教育以互联网为基本媒介平台,以个性化学习为主要方式,以提升公众的数字素养为核心目标。在未来社会中,数字素养一定是每个个体生存发展的基本技能。因此,数字素养的培育乃时代之大使命。凭借单一主体的力量难以为继,构建培育和提升数字素养的生态系统实属应有之义。
5.新市场革新人力结构
知识迭代、技术进步与产业升级不断重塑原有的劳动力市场,增加了劳动力市场对创新型、高技能人才的需求,人力资本水平提升和结构优化将为高质量发展创造大规模的人才红利。
新时代的中国正在获得大规模人力资本红利,而教育是人力资本积累的最重要途径,通过提高知识和发展技术能力,教育有助于增加人力资本积累从而提高个人及组织的生产效率。可以预见的是,以劳动密集型产业为主的产业结构将逐渐退出历史舞台,取而代之的是以高技术、高附加值为主的知识、技术密集型的产业发展模式。随着人力资本水平的提升和技术的迭代,劳动力市场中人力资本结构发生变化,智能时代的到来更是增加了劳动力市场对高知识、高技能人才的需求。如果技术革新和进步替代就业岗位的速度大于劳动力市场中人力资本结构变革的速度,短期内结构性失业在所难免。但从长期来看,随着人力资本水平提升,越来越多的劳动者会满足岗位需求,而智能时代也将创造更多新就业机会、扩大生产规模而增加就业岗位。要应对智能时代的挑战,应深化教育和人才培养体系改革、不断更新劳动力的知识、技能和能力,以应对时代要求。
6.新业态丰富服务供给
智能时代,教育服务新业态新模式层出不穷,极大丰富了教育服务供给,推动了教育服务产业的蓬勃发展,满足了学习者个性化、多元化、弹性化、品质化的新学习需求。
智能时代政府、市场和社会组织的多元供给模式形成有助于教育资源的优化配置、推动公平且有质量教育目标的实现。教育服务产业是伴随新一轮科技革命、消费及需求升级快速发展起来的现代服务业,是市场配置教育资源的重要方式,已成为终身学习生态体系的重要组成部分。教育服务产业发展已走过粗放增长时代,互联网下沉与前沿技术创新为产业各细分领域的发展带来新机遇,产业升级与整合的方向将始终与技术创新、政策变化、需求驱动紧密结合。前沿技术将进一步向产业各细分领域渗透,不断创新产品和服务模式,打造全新业态和生态。教育信息化将呈现出广度、深度同时扩张的态势,职业教育、素质教育受益于政策支持也将获得广阔空间,而学前教育、K12教育、国际教育等则可通过科技赋能、品类创新、个性化服务与集团化战略等拓展潜在空间。在强监管、重规范及有序鼓励的总体政策基调下,以提升品质为核心的垂直深耕及以融合创新为核心的生态战略是未来企业赢得市场的必由路径。
7.新投资驱动产业升级
随着宏观经济金融环境、政策导向变化以及科技与教育融合的加速,资本已趋于成熟理性,投资策略也更加注重企业的内在价值与创新潜力,驱动了教育服务产业的提质升级。
教育服务产业发展过程中,金融资本不仅起到了源头的资本供给作用,同时还通过一套完整的资金流动和配置体系,提升了产业发展与金融系统之间的互动效率。智能时代,打造包含投资生态、技术生态和教育服务生态在内的融合型生态体系,有助于促进技术、产业与资本的良性发展。一级市场上,经历了数次泡沫和周期,资本已趋于成熟理性且更加注重长期价值,大额融资将进一步向已具有竞争壁垒的头部企业和项目集中。二级市场上,IPO将成为资本退出的主要渠道,特别是A股IPO将迎来新热潮。同时,尽管A股并购热潮已退,但海外并购趋势仍将持续火热,且呈现内资境外并购、外资入境双向发力态势。总体而言,成熟的资本在产业布局中的核心考量越来越与技术创新、政策支持、需求升级等因素密切相关。未来,科技赋能创造投资空间、政策驱动引领投资方向、市场扩张打开投资蓝海是教育服务产业投融资的三大机遇,但仍要警惕新一轮行业泡沫以及双主业上市公司在整合资源与管理协作等方面可能面临的问题与挑战。
8.新实践聚焦公平优质
依托于前沿技术的教育发展新实践将更加注重有质量的公平,技术不仅在促进教育公平中将发挥更大作用,也有助于优化优质教育资源的配置,提升教育发展的质量。
智能时代,公平和有质量的教育依旧是中国教育发展的主要目标,而前沿技术将在促进教育公平中发挥更大作用。在起点公平阶段,促进优质教育资源的均衡配置与共享;在过程公平阶段,智能技术不仅实现了对海量信息的精准获取,还能促进教育服务的个性化和精准化;在结果公平阶段,通过协作知识建构、基于大数据的过程性评价等,使得学习者能够获得自适应发展的客观科学评价。对于贫困地区、少数民族地区而言,教育帮扶的信息化、技术化与互联网化是改变和保障贫困地区学生受教育权的主要趋势。科学技术的发展同样为特殊需要学生的学习带来了便利和益处。同时,技术创新还促进了教师资源的优化配置进而提升教育质量。然而技术发展对教育公平也将是一把双刃剑,在认识到它对于教育公平的促进作用的同时,必须正视前沿技术发展可能产生新的数字鸿沟以及虚假平等问题。
9.新治理鼓励多元协同
现代化的教育治理体系鼓励多元主体协同参与、重构治理主体结构,为实现智能时代的教育善治目标,应将技术优势转化为制度优势,让技术与法治相互促进、相互保障,通过新制度赋能新治理。
智能时代,信息技术在教育治理的多个环节、多个层面都产生了不同程度的影响,教育生态正经历着信息技术带来的理念、形式、方法和内容的重大转变。在前沿技术支撑下,数据将更易采集且能够实现互联互通,这为科学的教育决策和管理提供了更为有力的数据保障和技术支撑,也促进了“管办评”分离和“放管服”改革。然而在前沿技术与教育融合过程中,隐私泄露、数据鸿沟、数据失信、算法歧视、决策禁锢等问题也不容忽视。智能时代的教育治理,是信息化环境下教育现代化发展与改革的一种拓展和延伸,教育治理应在新的制度和技术辅助下,更加凸显人的主体性,在教育视域内,更加关注学生的主体价值,这也是教育治理和教育现代化的终极目标。现代化教育治理是资源分配、规范体系建设、能力建设等各项任务的同步协调。多元主体参与教育治理,不仅意味着要向社会更大力度地放权,进一步促进教育开放发展,同时还需要落实好公众在教育决策中的参与权、监督和评价权,以及充分利用新一代信息技术环境与设备,将技术优势转化为制度优势,通过制度赋能治理。
10.新财政亟待兼容技术
智能时代教育财政制度创新要兼容教育领域的技术变革,向治理型教育财政转型,是加快转变政府职能的重要内容,也是实现教育治理体系和治理能力现代化的重要途径。
公共财政支持教育发展主要体现在公共财政对学历教育体系中各级各类学校教育的发展支持。但在智能时代,教育科技企业、社会资本等新的教育服务供给者,以及在线教育、智慧课堂、企业参与教育等新的教育供给形态不断涌现。为推动新技术在教育领域应用,实现智能时代的数字化教育,我国出台了一系列重要文件,建立并完善财政支持机制,以项目为抓手推进我国教育信息化发展。除传统政策支持外,我国还调整了相关学科的专业结构,鼓励高校设置人工智能、虚拟现实、微电子等新兴专业。尽管如此,我国现行的教育财政制度仍没有跟上教育领域内的技术创新步伐,现行的教育财政拨款体系并未兼容新兴的教育供给者。向治理型教育财政改革,是加快转变政府职能的重要内容,也是实现教育治理体系和治理能力现代化的重要途径。迈向治理型教育财政需要更加关注财政主体多元性、公众参与性、公益性与回应性、绩效性和法治性,发挥好市场与政府的作用,以及社会组织在提供混合公共产品方面的优势,探索出符合国情、适应社会主义市场经济发展要求的制度体系。
三、研究未来教育获得的五点启示
智能时代下的教育创新与变革即代表着未来教育的发展方向。关于未来教育,理论界和实践界从学校空间重构、学习中心迁移、教育供给模式创新、人才培养模式改革、教与学方式变革、教师角色进化、课程体系重构、评价方式迭代、教育组织管理创新等多维度进行了广泛而深入的解读。这些面向未来的教育变革要想从理论走向实践,离不开技术的支持,数据和技术将成为构建未来教育新生态的核心驱动力。
事实上,关于“未来教育”没有也无需有明确的标准和界定。这是因为,未来充满了不确定性,这使得教育体系需要根据经济社会发展的新形势、新变化不断进行调整与更新。尽管如此,教育又能够让我们在不确定性中获得某种确定,这种“确定”即是我们应对世界变化所拥有的知识和能力。当我们面向未来谈教育时,应该系统思考如何通过学习让我们在面对迅速变革的时代和社会时,能够以更加开放的思路和多元的视角,从容应对问题和挑战、抓住机遇、寻找有效解决方案、创造更多社会价值。这意味着,未来教育不是现有教育体系某一方面的变革或教育体系的边际创新,而是构建一个真正以促进学习、素养和能力提升为核心的全新教育生态,这个新生态可以为个人的终身学习与发展提供公平的、开放的、高质量的、多元的、弹性的、个性化的教育资源与服务,从而让每个人都有平等机会通过学习改变命运、成就梦想;这个新生态必须与时代接轨,紧跟前沿技术和产业变革的大趋势,可以不断满足社会对创新人才的需求,实现“学习”与“社会发展”的紧密衔接。
立足智能时代及教育的内核,我们形成了以下研究未来教育的五点启示:
1.以全人发展为根本
不论教育的形式、内容、方法、手段等如何变化,未来教育的中心依旧是培养人并为促进人的全面发展而服务,所以将人的全面发展与适应社会需求相结合建立起的新的教育生态是未来教育实践的根本立足点。“人”既是智能时代的原点也是教育的原点,所以更要思考未来教育应如何培养塑造人,才能使其适应智能时代的更迭,展现人的价值。智能时代下的教育应该从“工具思维”走向“原点思维”,将不可被人工智能替代的素养与能力作为培养的核心目标。同时,要改变割裂思维,走向关联思维,尤其要警惕将人工智能与人类智能割裂开来的做法,即要在两者关联的意义上思考人工智能与教育的关系。
2.以主动学习为中心
学习是人类获取知识以提升自我价值和社会价值的最主要途径。因此,未来教育应构建以学习者为中心的教育新生态。学习动力、能力和毅力的培养让学习者具有高度的适应性,这种适应性是其面对经济社会的急剧变化时所拥有的关键能力,也是社会对未来人才素养的基本要求。未来教育在摆脱传统的时间和空间坐标的同时打破了对人生阶段“学习期”与“工作期”的两重划分,未来的学习过程与生命过程一样漫长,学习者必须具有主动学习能力才能保证学习的连续性,这要求教育者要教会学习者用自我更新的终身学习理念去适应高速发展的社会,而与终身学习相伴随的是评价方式的革命,所以多元化评价体系的建设应成为未来教育的重要组成部分。
3.以能力提升为抓手
新生产方式的出现在要求新一代学习者具有创造性、适应性与个性的同时,也要具备批判性思维、创造性能力和开拓性精神。未来,学习者不仅要主动学习知识、掌握关键技能,更重要的是能够在社会生活中将知识和技能转变为更高阶的认知能力、批判性思维以及创新创造才能,从而在合作、协调、目标管理等方面促进个人与社会目标的实现。因此,能力培养应被视为应对未来挑战、提升国家教育实力和公民素养的重要内容。为此,未来教育必须超越知识,充分重视并营造更多实际场景以培养和磨练学习者的能力、素养和态度。
4.以优质供给为导向
为了真正形成以学习者为中心的新教育体系,未来教育应不断适应社会和个人的教育需求升级,以供给侧改革为抓手,开创教育对外开放新格局、深化教育与社会的联系、变革教育资源配置的体制机制、创新教育服务供给模式、多渠道扩大优质教育的有效供给,让公共选择机制和市场机制协同发挥作用。为此,不仅应推动正规教育的优质均衡发展,还应通过非正规教育、非正式学习等方式提供更大范围、更加灵活的终身学习机会,实现正规学习与非正规学习融合、学校学习与社会学习融合、正式学习与非正式学习融合,构建并完善正规学习、非正规学习和非正式学习之间学分和人才的双向流动机制。
5.以优化治理为保障
与未来教育新生态相伴随的是一系列不确定性带来的新挑战,新一轮科技产业革命或将摧毁旧生产力与旧生产关系,加剧传统教育制度体系与新生产力之间的矛盾。因此,未来教育需要依靠现代化的教育治理体系以有效应对挑战,同时也需要现代化的治理能力把制度优势转化为管理效能。不论时代如何更迭,政府依旧在教育治理中扮演着重要角色,但时代更迭又赋予了政府新的管理思路、手段和方法,特别是技术赋能治理创新,能够优化政府管理行为,释放教育发展活力。因此,新挑战不仅需要政府在内的多元主体共同协调和解决,技术本身也将成为解决挑战的重要工具。总之,推进教育治理体系和治理能力的现代化不仅是未来教育实践的重要内容,也为其提供了重要的制度支撑和有效保障。
2023人工智能教育蓝皮书:现状、挑战与发展建议|附下载
周丹腾讯青少年人工智能教育负责人
吴朋阳腾讯研究院智慧产业研究中心主任
人工智能作为新一轮科技革命和产业革命的重要驱动力量,正在深刻改变人们的生活、工作和教育学习方式,人工智能技术越来越多地应用在教学管理的各个环节,人工智能课程也逐渐成为中小学阶段的重要教学内容之一。
为贯彻落实《中国教育现代化2035》,更全面地调研我国中小学人工智能课程教学和技术赋能教育的现状,腾讯研究院联合华东师范大学、中国教育科学研究院开展全国人工智能教育现状调研,编写了《2022人工智能教育蓝皮书》,旨在为未来中小学人工智能教育落地提供有效路径参考。
本次蓝皮书面向全国25个省市的中小学校长、教师和学生进行问卷抽样调查,从2021年9月至10月获得有效问卷总计超过19万份,样本量较为充分。蓝皮书从人工智能教育的定义及应用比较、人工智能赋能教育的技术应用情况、人工智能课程的教学设置及师资实践等维度,通过不同地区校长、教师和学生不同视角的比较研究,反映出当下人工智能教育的现状及挑战,并对未来发展给出建设性建议。(文末提供本报告电子版和纸质版的获取方式)
人工智能教育的内涵和关键词
教育学者从不同的视角和层次出发,按照观点内容的指向性,将人工智能教育的内涵分为三大类:第一类是工具,人工智能教育即人工智能赋能教育,主要指向人工智能的应用层面,支持教、学、管、评等教育活动的技术手段,利用智能工具对教育系统各要素进行自动分析,支持规模化教学与个性化学习,加快人才培养模式和教学方法的改革。第二类是内容,人工智能教育即人工智能课程教学,以人工智能为学习内容的教育,包括人工智能知识教育、应用能力教育和情意教育等,是提升个体人工智能素养的泛学科性教育。第三类是工具与内容的组合,将以上两类观点进行整合,实现学习层面与应用层面的统一与融合。
图1人工智能教育的分类
工具:
人工智能赋能教育的重要发现
1.学校信息化智能系统建设仍处于“重硬轻软”阶段。受访学校的信息化硬件设备总体情况较好,并配备了一定数量的智能设备,但是人工智能技术教育应用的相关软件系统还较为欠缺。
图2学校所拥有的人工智能软硬件教育装备情况(N=1423)
图3学校在课堂教学中应用人工智能技术的情况(N=1423)
2.学校管理层愿意推进人工智能教学应用,同时对系统安全诉求强烈。受访校长对人工智能技术在学校管理方面的应用满意度较高,并且愿意继续推进人工智能技术在学校中的进一步应用;学校都愿意通过设立“教学服务团队”、“邀请人工智能专家提供指导”等渠道为人工智能在教育方面的应用提供支持;校长们还认为教师最需要的外部支持是为教师创造在教学中使用人工智能产品的文化氛围、配置成熟的人工智能教学应用产品、增加教师在教学中使用人工智能产品的激励机制。由于人工智能技术在教育应用中可能导致师生的个人信息泄露或被监视等问题,因而校长对搭建校园安全预警防范系统的态度较为强烈。
图4校长对人工智能技术在学校管理应用的满意度情况(N=1423)
3.教师整体认可人工智能教学工具的价值,但也受阻于相关产品的不成熟和系统培训的缺乏。受访教师对人工智能在教学中的应用较为满意,认为在教学中应用人工智能技术可以提高他们的教学自信心,但同时也反映在操作人工智能产品中遇到困难的问题。教师认为最阻碍在教学中有效应用人工智能技术的因素是缺乏成熟的智能产品以及配套的资源与服务,其次是中小学中缺乏对一线教师进行人工智能相关课程的系统培训。
图5教师应用人工智能技术的阻碍因素(N=26806)
4.学生普遍愿意使用人工智能学习工具,希望获得个性化评估与辅导。大部分受访学生都对人工智能教育持有积极的态度,愿意使用人工智能学习工具,并认为使用人工智能技术会促进学习。仅有不到一半的受访学生使用过人工智能学习工具辅助学习,使用过的学生则都能够利用人工智能学习工具自主获取所需要的学习资源,实现学习方式的多样化。
图6学生使用人工智能学习工具的类型(N=54684)
大部分受访学生认为,智能评价系统从不同角度分析学习数据,能精准反映实际学习情况,对学习有很大帮助,并期望智能学习工具能够基于问题给予学生详细的解析思路和过程,在此基础上配备相应的讲解视频,全方位多角度地对学生进行有针对性的辅导。
图7学生期望的智能学习工具(N=46462)
内容:
人工智能课程教学的重要发现
1.政府拨款采购是人工智能课程资源配置的主要方式。受访学校拥有的智能技术硬件设备或软件设施等资源,超过半数以上是通过“政府拨款采购”的方式获取的,这表明在人工智能进入中小学的过程中,政府发挥着重要的作用,为课程资源的配置提供坚实的政策和资金支持。
图8人工智能课程资源获取途径(N=1423)
2.学校管理层普遍积极推进人工智能课程,教师能力培养和课程体系完善是当务之急。对于中小学人工智能课程的发展前景,大多数的受访校长保持积极的态度,认为人工智能课程具有光明的应用前景。超半数的受访学校已经开设或正在筹备人工智能教育教学活动,聚焦人工智能课程的教师培养、课程规划以及硬件设备、设施环境等。
图9人工智能教育教学活动的开展情况(N=1423)
图10学校开展人工智能课程建设的主要工作类型(N=838)
3.人工智能课程的教师数量较少,大部分教师认为自身专业知识和能力一般需要进行系统培训。受访的中小学校中,参与人工智能课程教学活动的教师数量较少,专职讲授人工智能课程的教师寥寥无几,大多数受访教师认为自己对于人工智能专业知识和相关工具的掌握程度一般,且开设的人工智能课程尚处于了解与体验阶段,授课时间频率在1周1课时。
图11教师对人工智能相关知识的掌握情况(N=2159)
图12教师开设人工智能课程的阶段(N=2159)
讲授人工智能课程的教师普遍认为,中小学有必要开展与人工智能教学相关的职前培训,仅有三成左右的教师在高等教育阶段接受过人工智能教学培训,且认为培训课程的难易程度适中。
中小学人工智能课程教材的获取途径主要分为两种:直接采购和自主研发;教材的购买主体一般为学校,而教材的开发主体一般为人工智能课程教师,仍有近三分之一的教师表示其所在学校的人工智能课程并没有配备相应的教材资源。
图13人工智能教材资源的配套情况(N=838)
4.学生学习人工智能课程普遍喜欢课外活动、竞赛等多元化的教学方式。大部分受访的学生对自主探究和小组合作的授课形式表示满意,认为项目式的学习方式有益于教学活动的开展,贴近生活的情境学习可以激发他们的学习兴趣,运用人工智能技术解决问题的方法能够提高他们动手实践和创新思维的能力,希望学习人工智能课程可以走出课堂,参加丰富多元的课外活动或竞赛。
图14学生期待的人工智能课程开展形式(N=105955)
地区发展差异分析
1.东部地区学校的信息化基础设施情况和人工智能设施设备情况都是最好的,而东北地区的人工智能系统情况不够乐观,这将导致地区间差异逐渐拉大,更会影响后续人工智能课程的开设与发展。
图15不同地区学校在课堂教学中应用人工智能技术情况
2.东部地区的校长对于人工智能在教育管理上的应用持有赞同态度的比例最高,而东北、中部、西部地区的认同态度比例明显低于东部地区,中部地区最低。
图16不同地区校长对工智能教育管理应用的赞同比例
3.目前各区域人工智能教师培训内容以人工智能教育的理念和理论为主,其中东部地区人工智能教师的培训内容丰富度最高,其他各方面的占比均高于其他地区。
图17不同地区人工智能教师培训内容
4.根据学生使用人工智能工具类型可看出,东部地区中小学生能够自主寻找网络资源满足自己的学习需求,并根据系统的评价与反馈进行自我反思,其信息化素养较高且利用技术解决现有问题的意识也比较强烈,人工智能工具对西部地区中小学生的学习有着更为明显的促进作用。
图18不同地区学生使用人工智能工具情况
5.大部分区域中开设人工智能课程的学校已经具备相关的配套教材资源,其中教材获取途径以学校自主研发为主。
图19不同地区人工智能教材配套情况
6.在“双减”政策下,各区域均考虑开展人工智能课程的课后托管服务,其中中部地区最为突出。
图20不同地区学校考虑开展人工智能课后托管情况
人工智能教育的未来展望
综观人工智能教育发展现状和主要问题,未来发展可从以下几个方面重点考虑:
一是构建公平而有质量的人工智能教育生态系统。人工智能发展带来了社会全方位的变革,也对教育提前布局人力资本提出前所未有的要求。首先,从国家战略的角度要对人工智能教育进行顶层设计,在国家层面制定宏观的规划与方案,再根据地区的差异因地制宜进行调整。其次,国家要大力投资与人工智能教育相关的研究项目,制定高精尖人才培养政策,建设人工智能精英人才库,为人工智能人才提供实践的大舞台。最后,要树立正确的人工智能价值导向,培养人工智能时代具有社会责任感的中国公民,并高度重视人工智能教育发展可能带来的伦理问题,为构建一个和平、包容、稳定的社会做出贡献。人工智能专业人才的培养,不仅依托智能化资源与内在价值认同等基础条件,也需要社会生态与文化情境的有力支撑。
二是提高教师应用人工智能教育技术的能力。未来的课堂,将由人类教师与人工智能教师共同协作承担教学任务,两者各自发挥优势,各司其职。其一,积极开展跨校际、跨区域的教研活动,利用课堂教学智能分析系统,结合不同地区优秀教研员的点评分析,为研修教师提供精准服务,指导、组织、协助研修教师进行深度学习。其二,组织开展人工智能的相关技能培训,转变教师的教学理念,帮助教师精准掌握人工智能的技术,完善学校教师的激励机制,推动教师积极应用人工智能技术开展教学活动,协同实现个性化教育、公平教育与终身教育,促进人的全面发展。
三是推动学校教育评价改革,完善学生评价机制。响应《深化新时代教育评价改革总体方案》中提出的“改进结果评价、强化过程评价、探索增值评价、健全综合评价”、“提升教育评价的科学性、专业性、客观性”的明确要求,一方面,借助大数据、人工智能等技术,以学生在学习过程中的动态数据为基础,实施学习诊断分析,建立围绕学生成长的数据档案,探索各学段学生学习情况的全过程纵向评价。另一方面,优化教育评价方式和转变评价焦点,定期完成核心评价指标的统计和分析,聚焦学生核心素养发展,构建“五育并举”的学生综合素质评价体系,推动德智体美劳全要素的横向评价落地,构建一条完整的人工智能赋能教育领域的清晰路径。
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人工智能时代教师专业发展的机遇和挑战
摘要:本文从教师专业发展的动因、新师徒制的发展、精准教育的实现及泛在学习的推进出发,分析人工智能时代教师专业发展的机遇,强调教师应在教学内容上求创新、课堂教学上求突破,告别传统题海战术,探索教学新方式,重视学生反馈,在数据支持下实现精准教学。
关键词:人工智能;教师专业发展;机遇;挑战
随着教育信息化的深入,教育将不可避免地受人工智能影响。笔者从人工智能的发展前景及其对传统教育的改变出发,基于我国教育改革和人工智能的研究现状,剖析人工智能时代教育模式、教育理念、教学形态的转变及发展趋势,同时结合教育改革背景下教师专业发展的调整方向,探求教师专业发展新策略。人工智能的发展已经引发师徒制、精准教育、个性化学习、泛在学习等教育之变,笔者希望相关研究能为教育改革提供一定的借鉴。
一、人工智能时代教师专业发展的动因
总体来看,业界对“人工智能+教育”的研究是在近几年火热起来的。笔者以“人工智能+教育”为主题进行检索,检出论文813篇,其中综述类文献仅27篇,可见该领域研究空间很大。学术界在肯定人工智能对传统教育带来冲击的同时,也存在着“人工智能威胁论”的说法。香港中文大学徐扬生教授认为人们的想象、创造、情感、直觉是人工智能所不及的,“教育怎么把这些东西放进去,才是最大的前景”。清华大学钱颖一教授认为未来人工智能首先会替代那些在我们教育制度下培养学生的优势,即对已有知识的积累。著名学者GrahamBrown-Martin在《人工智能对于教育行业来说意味着什么?》一文中指出:“这使得翻译和语音识别系统变得流行起来。”诸多研究都认为人工智能对传统教育的冲击不可避免。
综观众多学者的研究,笔者认为:人工智能时代,教师的教育目标将从“知识传授”转为“能力培养”。但是,教师依旧有其不可取代之处,因为人类在想象、创造、情感、直觉方面的优势是人工智能所不及的。如何打破传统教学中以教师为中心的思维惯性,变革以知识灌输为手段的教学模式,在人工智能浪潮下保持教师与教育的先进性,这是所有教育工作者需要思考的重大问题。笔者认为,“人工智能+教育”主要呈现以下几个特点。
(一)教育模式的改变——新师徒制的发展
笔者对国内外关于人工智能如何影响教育模式的文献做了分析,发现大多停留在“设想”的层面。汤敏先生在“未来教育与新师徒制”报告中,以“双师教学”“戴你唱歌”等教育新模式为例引出“互联网下的新师徒制”的概念。同时,汤敏先生对其优势进行了介绍,并阐述了人工智能对“互联网下的新师徒制”的影响。汤敏先生认为人工智能可以数据分析的形式满足相关个性化需求,而被人工智能前期技术淘汰的那些人需要应用一种低成本的有效方式来转换他们的工作。
近年来双师教学持续升温,人工智能将为此类新型教学模式带来怎样的改变值得关注。众多研究表明,依托大数据、云计算以及深度学习的人工智能正在不断革新传统教育模式。人工智能深度学习的特性决定了其对教育模式的改变是必然的。面对人工智能对教育模式之变,教师唯有图变,才能在大数据时代得以发展。正如汤敏先生所说,人都需要不断地充电——持续地学习新知识并掌握新技能比以往任何时候都更为重要。
(二)教学方式的革新——精准教育的实现
教育是线性发展的,而人工智能是呈指数发展的。目前的人工智能只能辅助教育,但若干年后就难以估量了。诸多研究都认为人工智能将推动精准教育发展,尤其是在个性化教学方面。
学者关新认为将来的教育应是往精准教育的方向发展,而人工智能时代的小学教育将充分实现“因材施教”。精准诊断,精准评价,精准辅导,精准练习……一切从学生个体的实际情况出发,以人工智能驱动个性化教学。江南大学牟智佳教授认为“个性化学习是技术与教学深度融合在高级阶段的表现形式,以机器学习和深度学习为关键支撑的人工智能技术的回归,对个性化学习进行了重塑和再造”。
总之,有关人工智能对教学方式影响的研究相对丰富,不少学者对于人工智能如何影响教学颇有见地,但对于理论的完善和实践的摸索依旧“在路上”。一方面,对于人工智能和教学方式革新的逻辑与内涵有待明确。另一方面,人工智能时代教育发展的具体内涵、因果关系有待明晰。但不可否认的是,借助人工智能可以针对学生做精准判断与个性化诊断,并为学生自主学习提供的个性化辅导,确实驱动了精准教育发展。精准教育服务有望实现日常教育与终身教育定制化。
(三)教学环境的更迭——泛在学习的推进
目前讨论人工智能在金融、交通、医疗等领域的应用较多,但在教育领域则相对较少。关于人工智能与教育关系的讨论较为深入的一次也许是在“人工智能与未来教育”高峰论坛。人工智能对于教学环境的改变可在互联网对教学环境的改变上有所洞悉。在华东师范大学袁振国教授的《人工智能的时代,依然会有诗和远方》一文中,他认为人工智能难以替代人类感知和思维的整体性与统整性,以及人的情感性与社会性。人工智能将彻底改变传统的教育,使任何人在任何地点任何时间可以学习任何的内容,即泛在教育。在人工智能发展的过程当中,人类自身一定会不断发展。
泛在学习强调智能化环境的创设,目标是创设让学生随时随地利用任何终端进行学习的环境,实现以学生为中心的教育。学生在时间、空间上的自由度将是传统教育所不能及的。目前国内外关于人工智能和泛在学习的理论相对较少,袁振国教授的研究在国内处于相对领先位置,但依旧没有形成系统的理论。泛在学习的有关观点虽具一定的合理性和前瞻性,但因为太过“年轻”,缺乏足够的说服力。
二、人工智能时代教师专业发展的机遇
(一)教育模式之变:新师徒制,以学生为中心
在我国,“学而优则仕”的思想根深蒂固,传统的教育模式依旧有其影响。在新课程改革热潮下,中国的教育模式正在从应试教育向素质教育过渡。大数据时代,发达的网络催生了“互联网下的新师徒制”——以互联网为媒介,由某一领域的行家里手,以长期言传身教的方式,带领较大规模的徒弟们用碎片时间进行学习与实践的一种新型教育模式。它改变了传统的教育模式,实现了教育史上的一次革命。人工智能可以通过数据分析为徒弟们匹配相应的教师,从而满足学习者的个性化需求,甚至以机器教师的身份在线为学习者提供有针对性的指导,或通过人机交互技术协助教师为学生在线答疑。此类教育模式以学生为中心,突破了传统课堂对学生的束缚,更是顺应了我国教育改革的趋势和方向。教师在专业发展过程中需主动适应人工智能时代新型教育模式,不断提升自我信息素养以顺应时代之变。
(二)教学方式之变:精准教育,重视个性化学习
人工智能是通过机器学习、深度学习来工作的,而其也能相应地推动学生对知识的深度学习。可以说,个性化学习的目标是满足学生的需求和兴趣,而人工智能技术则能基于学生的个性化信息数据进行情绪识别、情感计算、自然语言处理与分析,为个性化学习提供智能支持,从而实现精准教学。常见的模式有个性分析、智能推送和精准反馈服务。未来,每个学生会像拥有智能手机一样人手一个陪伴自己成长且能学会解决复杂而抽象问题的机器人。人工智能可以成为教师的助手,而学生则可以通过机器人辅助从而拥有“私人”教师团队。时代在进步,21世纪的小学生与“智能”走得太近,如果教师能够全面突破传统,瞄准精准化、个性化、弹性化、融合化的变革趋向,强化“共享共创”“个性定制”“体验参与”意识,更加有利于把握人工智能时代的教育新机遇。
(三)教学形态之变:泛在学习,随时随地学习
传统的学习资源分散无序、共享性差、聚合性差,而在泛在学习时代,资源深度聚合让学习变得“泛在”与即时。相比火热的在线教育,“人工智能+基础教育”的融合之路要审慎、复杂得多。随着互联网的发展及人工智能在教育上的应用,泛在学习将会真正实现。人工智能改变了教学的形态,也促使教育打破传统思想边际,加快教育教学转型,以适应新形势下的教学形态之变。同时,人工智能可以实现教育资源的相对公平。智能教育将让更多的人享受一样的资源,得到一样的受教育权利,让更多的少年儿童在人生起跑线上不因资源的不同而被区别对待,而从这一视角上来看人工智能对于教育的改变将是革命性的。此外,人工智能为学生构建的群体智能学习环境将能有效满足学生的学习需求,让学生适应未来的学习工作模式,甚至创造新的模式。教师的专业发展是与具体的教学情境联系的动态的知识建构过程,如何提前适应泛在教学形态并在此情境下提升自我教学能力及教学效果,是每位教师需要思考的问题。
三、人工智能时代教师专业发展的挑战及应对
(一)教学内容求创新,课堂教学应突破
人工智能催生了泛在学习,也将扩充教学资源。不仅教师能够接触深度聚合的教学资源,学生亦能唾手可得海量的学习资源。在这样的情况下,教师对教学内容进行创新就显得很有必要。单纯依靠书本上的“死知识”显然很难满足学生的需求,书本上原原本本的内容,学生依托人工智能便可学习。未来,人工智能时代的教育是“人性为王”的教育,教师应加强教育对德、仁、情等人性特有的东西的关注。在课堂教学中更多地关注对学生创造力、社交能力等人工智能难以代替因素的培养。
(二)告别传统题海战术,探索教学新方式
受应试教育的影响,教育被许多人狭隘地理解为“刷题”,其实教育并非仅灌输知识与传授技能。知识主要依靠人的记忆力和逻辑判断力进行消化。可以说,任何一个机器人都可以记忆五万个数字,所以机器在这一点上是很容易取代传统的注重知识灌输的教育的。如果一位教师最大的兴趣就是做重复的工作,那么在效率优先的人工智能时代,他是肯定会被替代的。传统行为主义下对学生反复操练的教学方式显然在人工智能时代是立足不了的。真正的教育过程,从来就不是师生之间单向的机械操作。教学主体不是冷冰冰的“程序载体”,而是有血有肉有思想有灵魂的人,情感交流绝对不是没有温度的人工智能能够做到的。教师应有意识地转变传统的题海战,寻求教学新方式,注重教学的艺术性,将学生放在主体地位。教师要在泛在学习大趋势下巧妙利用好教学情境,变灌输为感化,增强自身的能动性,提高效率并降低事件重复率。
(三)学生反馈应重视,依托数据精滴灌
人工智能将为学生的个性化学习提供技术支持,从而推进教师精准教学的开展。人工智能时代,教师对于学生学习的认识被画上新的问号,多元学习环境下作业和考试已很难反映学生的学习全貌。人工智能所带来的数据分析技术将为教师开通对学生学习情况诊断、反馈的绿色通道。此外,在教学中,教师对于学生学习情况的反馈与矫正是一个循环往复的过程,这就要求教师的反馈要及时、准确,而这些恰恰是人工智能所擅长的。如何应对人工智能所带来的挑战,积极利用它而不是被其取代,是每位教师需要认真思考的问题。
人工智能时代教师专业发展正受到越来越多人的关注,人们也正在致力于这方面的探索与实践。人工智能时代,教育模式、教学方式、教学形态等被重新解读,担负着教育信息化和教育改革使命的教师也应转变传统教学观念,重新定位角色,发展专业素养,从讲授者转向指导者,适应新师徒制、个性化学习、泛在学习等发展要求,思考教育的本质和内涵,重视教育过程中的情感投入,在实践和反思中不断提高教学的艺术性和创造性,拥有仁爱之心、恻隐之心,逐渐达到专业发展的目的。
[1]徐扬生。我排完课程表后,发现人工智能最大的冲击是教育[R]。中国源头创新百人会年度论坛,2017-07-06。
[2]汤敏。未来教育与新师徒制[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[3]伏彩瑞。人工智能,打造个性化定制化教育[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[4]牟智佳。“人工智能+”时代的个性化学习理论重思与开解[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[5]袁振国。人工智能的时代,依然会有诗和远方[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
(作者董瑶瑶系浙江师范大学教师教育学院博士生;李志超系浙江师范大学教师教育学院副教授)
责任编辑:祝元志
人工智能给未来教育带来深刻变革
当前,在云计算、大数据、物联网、互联网、智能识别、知识管理等新技术新理念快速发展和经济社会需求的双重驱动下,信息技术疾步迈入智能化阶段。国内外高科技公司纷纷布局人工智能、国务院出台《新一代人工智能发展规划》等表明,人工智能发展迎来了新纪元。
因此,当教育信息化基础设施尚在普及完善、“互联网+”和教育尚在互相催化融合时,人工智能作为信息技术的更高发展阶段,毫无疑问会深层次推动教育教学改革与创新发展,进而给未来教育带来机遇和挑战。
一方面,人工智能改变了育人目标。正如机器取代简单的重复体力劳动一样,人工智能将取代简单的重复脑力劳动,司机、翻译、客服、快递员、裁判员等都可能成为消失的职业,传统社会就业体系和职业形态也将因此发生深刻变化。适应和应对这种变化与趋势,教育必须回归人性本质,必须褪去工业社会的功利烙印。当人工智能成为人的记忆外存和思维助手时,学生简单地摄取和掌握知识以获取挣钱谋生技能的育人目标将不再重要。教育应更加侧重培养学生的爱心、同理心、批判性思维、创造力、协作力,帮助学生在新的社会就业体系和人生价值坐标系中准确定位自己。教育目标、教育理念的改变将加速推动培养模式、教材内容、教学方法、评价体系、教育治理乃至整个教育体系的改革创新。
另一方面,人工智能改变了校园环境。未来,校园环境信息化将向更高层次的智慧校园迈进,各种智能感知设备和技术无处不在。校长、教师、学生不知不觉已经镶嵌到有形的校园物理空间和无形的虚拟数据空间中。当学生踏进校园就可以完成签到,离开校园自动告知家人,进入教室多媒体设备已经开启,身体不适发出报警求助,上课开小差收到友情提醒,练习测验后生成学情分析报告……这些都表明,校园物理环境、教室教学环境、网络学习环境已经充分融合,实现了从环境的数据化到数据的环境化、从教学的数据化到数据的教学化、从人格的数据化到数据的人格化转变。校园看上去还是那个校园,却充满了人类的温度和智慧。
人工智能也改变了教师角色。有专家指出,“创意工作者”“人际连接者”和“复杂模式的判断者”这三类人是最不可能被人工智能替代的。教师这一职业同时满足这三类人的特点,因为教师必须适应变化的教学政策和教学环境,面向不同性格特点和需求的学生,处理多样化的教育教学问题。所以,人工智能并不能轻易取代教师这个职业。但在未来,人工智能可以改变教师的角色和作用。教师可以从低附加值的简单重复工作中自我解放,从而更加专注于构建和谐稳固的师生关系和促进学生全面长远发展。教师就不再仅仅是知识的传授者,而是满足学生个性化需求的教学服务提供者、设计实施定制化学习方案的成长咨询顾问。
另外,人工智能对学习范式进行了巨大改变。语音识别和语义分析技术可以用在口语测评,图像识别技术用在作文批改和拍照搜题,人工智能可以让每个孩子拥有自己的智慧学伴,只要用手机拍一下、扫一下、说一下、点一下,就会实现答案解析、打分点评,知识点、考点、难点的自动生成和推送。随着认知科学、脑科学和学习科学的快速发展,人机协同增强智能、群体集成智能成为人工智能发展的新方向。人工智能不仅能从知识关联和群体分层方面分析学生知识掌握情况、推送学习建议,更能从大脑思考方式、个体性格特点、所处环境特征等方面,为每个学生提供个性化、定制化的学习内容、方法,激发学生深层次的学习欲望。
人工智能不断演进,去往何处尚未可知,能否为人类所驾驭亦引发伦理担忧,对未来教育发展提供机遇的同时也带来一系列挑战。从近期来看,尤其要避免过度依赖和隐私泄露,这就需要教育避免过度依赖人工智能。人工智能绝非万能,涉及成人育人的教育领域绝不能盲从。对一道题解法的误判也许只影响一时,但对一个人成长的误判则可能影响一生。教师的高阶脑力活动和教学经验,学生的学习能力和逻辑思维习惯,绝非天生具有,往往需要低阶脑力劳动甚至体力劳动的重复训练和积累。过度依赖人工智能可能导致眼高手低、好高骛远,知其然不知其所以然,从而容易导致师生变相成为人工智能的助手和附庸,教师失去应用的教学能力和职业素养,学生失去独立思考的能力和健全的心智性格。
同时,也要避免疏于师生隐私保护。人工智能的技术基础和前提是海量的数据积累和训练挖掘,师生的社会属性数据和教学行为数据体量越大、维度越丰富、时间跨度越长,人工智能所提供的教学服务就越精确、学习建议就越科学、知识内容就越合理,产生的教育质量和效益就越显著,与之相伴的是师生隐私泄露的风险在急剧增加。人工智能可以为未来教育插上腾飞的翅膀,但绝不能以牺牲师生隐私为代价,必须保证师生对所收集数据的知情权、选择权、访问权、所有权和控制权,必须保证数据安全,防止泄露滥用。
未来已来,对于人工智能,教育不仅要在姿态方面迎接未来、在态度层面正视未来、在认知层面读懂未来,更要抓住机遇,直面挑战,在管理决策、教人育人等实践层面积极构建属于自己的美好未来。(作者系北京教育科学研究院教育信息中心副主任 唐亮)
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AI时代教育人工智能辅助教学现状及挑战
AI时代教育人工智能辅助教学现状及挑战时间:2023-04-1503:24:59
摘要:随着人工智能时代的来临,各国纷纷出台相应的规章政策以顺应这一潮流,并加快人工智能在教育领域的发展。纵观全球教育人工智能的发展情况,可以发现人工智能已渗透进教育的方方面面,重点探究教育人工智能的发展现状以及发展阻碍,使教育人工智能技术更加进步,早日实现教育智能化和智慧化。
关键词:人工智能;辅助教学;教学形式;环境保护
为迎接人工智能时代的来临,各国纷纷颁布法律法案,以便在AI领域占领先机。2016-10美国率先《为人工智能的未来做准备》,其中谈到了AI的发展现状、对劳动力的影响、法律法规的制约、国际合作等问题,英国紧随其后了《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》,表明AI是一场新的革命,是数字革命时代的引擎,已经对人们日常的生活、商业活动和政府的治理带来了重大的机遇。日本内阁审议通过的《科学技术创新综合战略2016》中,进一步明确提出了“超智能社会”的内涵和框架,紧跟人工智能全球发展的潮流。中国政府在2017-07《新一代人工智能发展规划》提到:“人工智能在教育、医疗、养老、环境保护、城市运行、司法服务等领域广泛应用,将极大提高公共服务精准化水平,全面提升人民生活品质”[1]。至此,全球已经掀起发展人工智能的浪潮,教育领域也不能置身事外。2018-04,教育部了《教育信息化2.0行动计划》,该计划明确指出将信息技术纳入初、高中学业水平考试,从提高学生在IT技能应用到提高IT成就[2]。以前人工智能主要运用在高等教育,基础教育阶段还是以传统教育方式为主,但是随着“教育+AI”领域的技术发展,基础教育也必将受到影响,每一个教育者和受教育者都要做好迎接转变的准备。
1教育人工智能发展现状
1.1改革传统学校
人工智能对学校的改变体现在两种形式上,包括对传统学校进行改革或创办虚拟学校。中国河南省教育厅于2019年决定在全省遴选10个县(市、区)作为全省中小学人工智能教育实验区、500所中小学校作为全省中小学人工智能教育实验校。美国虚拟学校教育是K-12教育中发展最快的教学形式之一,自2012年以来,美国已有32个州的教育部门主动提供了中小学在线教育。以路易斯安那州为例,2010年开设了全州第一所远程学习高中,该所高中提供在线或混合授课,学校从不同的教育供应商选择课程,并能灵活调整课程内容与教学安排。1.2辅助课堂教学智能辅助系统可以模拟一对一人工辅导,尊重学习者认知需求,提供适当的活动和反馈。在美国得克萨斯州,每年有超过十万名学生辍学,面对这个惊人的数字,许多地区正在创建虚拟在线系统来代替学校帮助落后生重回正常的学习轨道,摆脱辍学的风险。Plato是提供高中核心课程的在线程序,由课程的教程、应用程序和测试组件组成,提供的主要学习活动就是让学生阅读材料并进行测试,测试的题目包括概念、原理和排序,也会对学生进行写作训练;Apex最初是为高级选修课而创建的在线程序,现在已经对其课程进行了修改,增加常规的高中核心课程和能恢复学分的课程。
1.3开放教育资源
当今全球交往通过互联网技术的联系日益密切,全球学校也跨越国界团结起来,教育资源的开放程度也成为衡量各国教育人工智能发展水平和教育公平的一个标准。“开放教育资源”(OER)一词最早于2002年在联合国教科文组织举办的关于高等教育开放论坛上被提出,英国公开大学是最早采用OER的高等教育机构之一,该学校于2006年启动了OpenLearn平台。中国通过教育部的中国精品课程计划将开放教育资源纳入政府政策支持,并为OER的开发和维护提供资金。美国联邦政府在《每个学生都成功法案》中数字学习定义部分强调了开放资源以增强学生的教育体验,该法律也明确允许各州使用联邦整体拨款运行开放教育资源项目。
2人工智能辅助教学的应用
2.1提供个性化学习方案
因材施教一直是教育者遵循的重要教学原则,但在传统课堂中,由于时间和精力的限制,教师要做到这一点非常困难。随着AI技术的发展,这一问题将得到有效解决。计算机程序能给学生提供各种学习资源并使学生参与互动学习,当学生在回答问题时犯了错误时,程序会在学生与程序的所有先前交互中搜索模式并进行分析。同时,计算机程序创建了一个学生模型,并将其用于最佳响应,其给学生的回复可能是建议复习相关知识,观看短片或者回答一系列难度增加的问题等,这个回复不仅取决于一个错误的答案,还取决于该程序至今已积累的有关学生的全面知识以及学生的最近发展区,使学习目标的达成既不容易也不困难。2.2降低辍学率使用人工智能技术对学生的家庭信息、考试成绩、上课记录、图书馆借阅记录等信息的分析能够帮助学校筛选出辍学风险较高的学生。校方可以提前采取措施,最大限度地减少辍学人数。比如佐治亚州立大学每年夏天都有10%~20%的学生辍学离校,为了缓解这种情况,佐治亚州立大学引入了人工智能系统,在佐治亚州立大学使用聊天机器人Pounce的第一年,夏季的辍学人数减少20%以上,收效显著。
2.3改进教育评价模式
在一段时间学习后衡量学生的成绩,这种总结性评价对于总结一个阶段内的教学效果很有用,但对指导日常教学却没有帮助。相比之下,以学生为中心的形成性评价在指导教学和支持学生学习方面很有用,却不能总结和对比学习成果。为解决这一问题,现可以将这两种评价模式合并到人工智能评价系统,系统可以使用两种评价方法,并利用计算机技术、教育测量方法来解决。例如ASSISTments平台可通过首先评估标准化考试中学生所需的知识,根据学生已有的和所需的知识提出量身定制的问题,在总结性评估和形成性评估之间提供良好的协同作用。
2.4辅助特殊教育
在特殊教育领域,人工智能系统将帮助更多生理或心理缺陷儿童完成学业。为期3年的欧洲项目MaTHiSiS将在意大利、西班牙和英国大约二十所学校进行试点,选取5~18岁患有多重感觉障碍、智力困难或自闭症的学习者与主流教育的学习者使用MaTHiSiS系统,评估该系统对每个学习者的促进作用。该项目通过分析学生的面部表情和反应来使因疾病或精神残疾而出现严重学习问题的人继续学习,创建了新的教育框架,使新技术与正规和非正规教育相结合[3]。
3教育人工智能发展的挑战
3.1增加教育成本
无论哪个国家要在教育中普及AI,成本和可持续性都是必须考虑的问题,教育人工智能的程序、软件和其他教育资源一样,都需要创建和维护的成本。佐治亚州立大学所使用的Pounce程序价格为每名学生7~15美元;弗吉尼亚州有22所学校尝试使用了弗吉尼亚社区学院系统,其中包括GETAnswers视频和经济援助聊天机器人,这些软件的报价从17500~385000美元不等。可见在教育领域普及人工智能,必然会增加教育成本和教育投入,这也需要政府在资金方面进行大力支持。3.2教师和学生缺乏情感互动师生之间的接触和对话是影响教学效果的重要因素,面对面的课堂交往使得教师和学生间的互动更加便捷、高效,互动方式也多样化,更容易进行情感互动和集体教育。而在网络学习时,任何互动都是通过在线进行,会使学习者产生孤独感和沮丧感,从而影响了其对学习的兴趣。欣慰的是,许多通过网络授课的教师已经认识到这一问题,增加对学生的有效监控和及时反馈,调动学生参与学习的积极性。
3.3教师队伍建设亟需改进
《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》要求“教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革,积极有效开展教育教学”[4],并将教师队伍建设作为推动人工智能时代教育变革的关键,放在优先考虑的地位。同时教育者的角色和责任也将被重新定义,教师的任务变为支持学习者寻找、发现和整合信息,并使学习者们成为独立的思考者。因此在新时代,教师的专业发展不仅仅是教育教学专业知识的增长,还要学习人工智能工具的使用,以此来顺应时展。
3.4尚未建立标准的审核体系
当在线教育这种学习方式在未来越来越普及时,人工智能程序可能会取代教科书,成为未来主要的教育资源。教科书的推广使用会经过教材审定委员会的重重考查,但对种类繁多的人工智能教育程序或软件进行审查的评估系统却还没有建立,并且基于人工智能的自动分类系统可作为补充和协助人类的一种手段,但目前尚不能替代人类对教育资源和教育内容分类。目前也缺乏专门的教育平台或系统用于评估在线教育,主要还是依靠教师进行考核评估,因此建立一个标准化的审查评估体系对于教育人工智能长久发展具有重要意义。
参考文献:
[1]国务院.国务院印发关于新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].[2017-07-20].
[2]教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].[2018-05-08].
[3]教育部.普通高中信息技术课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2017:27.
[4]中华人民共和国教育部.中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见[EB/OL].[2018-12-27].
作者:胡静漪单位:喀什大学
人工智能在教育领域中的应用面临哪些问题和挑战
再比如说,可以了解你的学习能力的情况,可以对你的学习负担提供各种监测,当然这个是要遵循伦理,研究伦理的前提下,可以通过对你的数据和你的表情的分析知道你处在疲劳状态,处在轻生状态,这个在研究里面已经在做了,当然这个前提要尊重个人隐私、伦理的前提下,监测学生的上课状态。如果你过分疲劳,对学习效率很低的。
再比如说可以通过人工智能和虚拟现实结合,提供增强性的虚拟探究环境,供学习者进行探究,进行发现,比如再通过一个虚拟环境,可以回到两千年前去发掘那个时代的历史以及历史演化的过程,智能加虚拟现实结合。等等,人工智能可以在学习环境、学习过程上提供非常多的很好的支持。
第三,人工智能可以对学习过程的评价起到非常重要的作用。他可以分析出你在学习过程中对哪些知识掌握的情况,每个知识点上学科能力的情况,你的核心素养的情况,以及你的体质健康发展情况、心理健康发展情况,可以使得我们的教育评价从单一的学科知识的评价到全面的综合性的评价,可以使得我们的评价从以前只是期末一次考试变成过程性的评价,可以嵌入到你的学习过程中,对学习者进行一些评价,而且评价不仅仅是评价你的知识,还可以评价你的问题解决能力方面。
另外,这种评价可以使得老师的工作大幅度减轻。以前我们只是由人工来做各种各样的评分、观察,需要很大的工作量,现在人工智能可以由计算机进行自动测评,比如英语口语测试,现在已经产业化了,都已经实用化了,很多中考、高考的英语考试都是用实际的系统。
另外,英语作文的批改,现在基本上实用化了,在实验室里面,我们的问答题、论述题、作文题,这些主观题的批改,也已经取得了实质性的进步。今后这方面会取得实质性的突破。取得实质性突破以后,我们老师改作业,统计分数,这些工作就会大幅度降低。人工智能会在教育评价上发挥非常重要的作用。
另外,人工智能对教师的工作可以起到非常重要的作用,起到教师助理的作用。比如,智能出题、智能批改、智能阅卷、智能化的辅导,各种评价报告的自动生成,以及针对学生因人而异的给学生提供各种反馈,像现在我们老师面对一个班,可能面对40个-50个学生,他很难,以前很难做到每个学生都给个性化的反馈,因为他的时间精力不允许,他也不可能了解每个孩子的具体情况,但是现在基于人工智能的技术,我们完全可以了解到孩子在学习过程中存在的各种问题,在人工智能的帮助下,可以根据不同的问题,每个学生提供个性化的反馈,实现对学生个性化的支持,做到既具有规模化,又做到个性化,这是我们中国教育现代化2035所追求的目标。
中国教育现代化2035提出,我们要推进兼容个性化和规模化并重的教育。这个时候人工智能可以大幅度提高老师对学生个性化支持的一种能力,降低教师工作过程中的负担。
第五,人工智能还可以在我们的教育决策、教育管理,以及教育公共服务方面,起到非常重要的作用。比如,人工智能可以使得我们的教育公共服务,从面向群体到面向个体,比如政府,要提供教育公共服务,以前只能面对群体来提供,现在有了人工智能以后可以了解学生个性化的需求,通过网络提供个性化的教育公共服务,相比北京市,北京市有一个中学教师开放性辅导计划,这个计划就是我们在支持,在运行。
它的核心工作就是动员了10788个骨干教师常态性的在网上给学生提供一对一的答疑服务,以及直播课的服务,以及问题解答的服务,以及微课共享的服务。在这个过程中,每个学生在学校里面都有个性化的需要,这种个性化的需要以前是政府不解决的,而现在有了大数据,有了人工智能,有了互联网以后,可以使得政府可以购买教师的在线服务,给学生提供个性化内容的服务,使得我们教育公共服务更个性化。
第二,我们有了学习过程中的各种数据,以及我们办学过程之中的数据,可以使得我们的决策不再只是基于我们个体经验,而是有个体的经验加上科学的数据结合,人机结合的决策,可以使得我们的管理,我们现代教育的治理更加科学、更加精准,也更加符合我们现在民众利益主体,参与度越来越高的诉求,可以大幅度提升政府的现代教育治理的功能。
第三,还可以促进教育对各种环境的集成管控,可以实现把一些隐患的问题,在事情还没有发生之前就可以事先进行预测、进行管控。比如,刚才举的例子,校园外的一些不法分子,完全可以通过数据甄别出来,可以在一些事情上没有被发生之前就可以预测。再比如说校园的各种公共设施,如果出现了小的漏洞,小的漏洞完全可以及时通过人工智能技术集成联通以后,集成远程控制,及时发现。不是等小事情酿成大事情再进行补救,从事后补救变成事前监管,事前预警。实际上人工智能在这五个方面都可以发挥很多很多的作用。
主持人刚刚余教授听您在人工智能教育领域方面的应用非常广泛。但是可能很多人跟我有一样担心,人工智能现在在教学领域能发挥这么大的作用,未来会不会真的把老师取代了?和教师之间会存在一种什么样的关系?是合作还是相辅相承?
余胜泉
教师永远不会被取代。因为我们教师是促进人的成长,有两个职能,一个是教书的职能,一个是育人的职能。今后如果只是知识性的讲授,知识性的传授的工作,会越来越多的被人工智能所提高效率,但是完全取代是不可能的。因为人需要人和人之间的沟通,面对面的沟通,这种情感的沟通,和我们面对屏幕的沟通还是有差异的。
人永远不会取代。但是我们很多的讲课的效率,会大幅度提升。另外,教师除了教书以外还有育人,还有解决学生成长过程中的各种问题,这种问题的解决,需要人工智能来增强。教师在教育教学中非常重要的。我觉得教师和人工智能的关系,是一个相互赋能、相互增强的关系。
相互赋能是什么意思?教师的智慧会越来越多的转化为规则性的东西,使得人工智能具有教师的能力,把老师的个体智慧或者集体智慧转化为人工智能的能力,把人工变成了智能。
另外,人工智能也会赋能教师,教师利用人工智能可以提高,可以使得我们教师提高工作效率,而且能够做到以前做不到的事情,是一个相互赋能、相互增强的关系。人工智能首先是教学效率提高,比如说以前讲测考练,原来需要10个小时完成的事情,可能一两个小时就完成了,针对学生个性化辅导,作业批改。
现在老师一个人带三个班,每天都要改一百多份作业,这一百多份要认真改的话,要两三个小时,工作量非常大。如果今后人工智能发展了,完全可以让人工智能实现批改,实现批改以后可以给出你各种分析报告,每个孩子出现问题是什么地方,给他什么样的改进措施,都给你自动生成。你拿这个报告,可能比老师自己改效率还高,比你自己改还更好地了解孩子。通过这种方式给提高老师的工作效率,把原来需要花很多时间和精力的事情取代掉了。老师有更多的时间,更多的精力关注孩子的成长。心理、身心健康。
另外一方面,人工智能可以增强教师,就是可以使得我们老师做到以前做不到的事情。比如,举一个非常简单的例子,我们有个团队在做一个研究项目叫“AI好老师”,我们孩子在成长过程中,经常遇到各种各样的问题,比如说小的问题,打架、不守纪律、网络成瘾、过分崇拜明星、早恋等等这些问题,这些问题背后都是有教育学、社会学、心理学、生理学的一系列的原因,但是这些原因是很深的,一般的老师很难说把各种知识都很了解,我们很多老师、很多家长面对孩子出现这些问题的时候,总是简单地打骂或者简单的斥责,这样对孩子于事无补。
这个时候,像我们就做了一个项目叫AI好老师,我们建立了0-18岁儿童成长过程中常见的典型的问题知识库,以及每个问题背后的教育学、心理学、社会学、生理学这方面的原因,以及一些如何干预,对这些问题如何进行干预的优秀教师的案例,我们收集了优秀教师处理这些问题的案例,这样就会形成智能的系统。
只要和那个系统说,我的孩子早恋了,他会问你几个表现,如果你确认之后,他说这可能是早恋,他分析早恋的原因是什么,社会学、心理学的原因是什么,再给出某一个很好的老师处理过这个事情他是怎么和孩子沟通的,他可以把符合教育教学规律的案例,让老师学习。这样可以提高我们老师的育人的能力,提高家长和孩子相处的和谐程度,促进学生身心健康的发展。
再比如体质健康,现在儿童成长过程中的身体体质这些方面的发展越来越重要。除了知识以外,身心健康其实更重要,我们完全可以通过一些智能手环、智能肺活量的工具、智能跳绳工具,以及运动器材,会通过5G加上传感器以后,可以自动采集学生运动过程中的各种数据,把这些数据通过5G传送到云平台以后,就可以限定学生的心率、血氧、运动脉搏各种各样运动参数的常模数据库,有了这个数据库以后,可以对学生的运动知识、运动技能、营养情况、身体发育等这些方面的情况进行进一步的分析,分析可以发现学生在体质健康上存在哪些问题,或者哪一种体质类型,可以给出有针对性的运动处方的方案,也可以发现学生在运动中有哪些优势,从而增强他的优势。
我举这些例子就是想说明,我们很多教育中理想中希望老师能做到的事情,但是由于传统的时间精力以及能力的问题,我们做不到,现在人工智能可以增强我们教师,使得我们教师能够做到这些事情。人工智能和教师是相互赋能、相互增强的关系。
但是,虽然人工智能不会取代老师,但是会使用人工智能的教师会取代不使用人工智能的教师,我们教师还要主动适应互联网、大数据、人工智能时代新的技术的变化、新的技术的变革,不断进一步的学习,善于使用,关注最新的进展,希望老师能够努力把这些东西融入到他的日常教学中,从而提高自己的教学效率。
主持人
刚刚您说了很多人工智能和教师之间的互相赋能、互相增强的关系,随着人工智能的普及或者应用,对教师的压力是不是挺大的?教师之前可能只要备好课、教好学生,关心学生成长,现在要学习更多的人工智能方面的知识。人工智能在人才培养方面,我们是不是现在也是一个非常重要的环节?
余胜泉
人工智能的知识学习有一个渐进的过程,人工智能核心就是智力的自动化,像机械是我们体力的延长一样,人工智能是我们脑力的延长,可以使得我们人能够处理以前无法处理的复杂事情,实际上是提高我们老师的效率,适当的学习这些知识。像我们生活中,比如天天拿着手机录语音,那个复杂吗?不复杂。但是,背后的技术是很复杂的。
但是对于应用来说并不复杂。我们老师对人工智能的学习不要太担心。但是,你刚才提了一个很重要的问题,人工智能人才的培养。确实,人工智能人才的培养是我们国家和整个社会迈向智能时代的一个非常关键的地方。
我觉得,一是面向大众来说,我们要培养了解人工智能,未来会对我们的社会产生哪些影响,了解人工智能在现实生活中有哪些应用,这样理解这个社会的变化,主动拥抱这些变化,这是对非专业的人士。对一些专业人才,我觉得可能我们国家,一个是要加强人工智能的职业教育,在职业教育大力普及人工智能的一些技术,人工智能工程方面的工作。
比如要向使得人工智能的发展,今后数据处理是很重要的能力,数据收集、数据标记、数据关联、数据工程。第二,今后机器学习、机器训练,了解典型的各种机器学习的原理,以及它的训练的技巧、训练的方法。
另外,了解人工智能和各行各业,对各行各业特定的领域知识库的应用,以及应用系统的配置管理,我们要在职业教育里面大力加强人工智能专业的发展,让他能够很好地支持、管理以及推进人工智能在各行各业的应用,使他有序化。
另外,人工智能还要加强研究性人才的培养,大学里面研究性人才的培养。因为人工智能不是一天练成的,是一个信息科技在一个时间段内持续性发展的一个过程,智能爆发。智能爆发的背后是有成千上万研究者的智慧转化为我们生活中可以实际应用的系统,这个时候我觉得,在人工智能领域里面,高校的职责,一个是把我们信息科技,计算机相关专业办好,这是人工智能的基础。
另外,希望有一些有实力的高校多办人工智能的专业,尤其是研究性高校,这是推进技术往前进步的核心动力,需要有精英参与。另外,这个过程中,我们特别要避免计算机教学,或者人工智能教学、人工智能研究,以唯论文为核心,论文很重要,光有论文解决不了问题,一定要以解决实际问题,形成开源的系统。
像国外,计算机科学,很多大学做的那些开源的系统,对这个行业的发展,对这个研究的发展起着非常大的推动作用,但是在我们国家,这种有影响的,寥寥无几,而且不受认可,做一个几百万人用的开源系统可能还不如人家写一篇SCI论文,这是不健康的,因为这些东西最后使得我们纯理论化,对于整个行业、整个产业发展是不利的。
所以我们特别希望在计算机科学的教育,以人工智能的教育,要强调多结合实践,当然不是不发表文章,文章还是要,需要解决重大实际过程中去发文章,而不是为发文章而发文章,要解决重大实践问题,做出能够得到广泛使用,能够推动这个行业往前迈一步的应用系统,这样的话,才使得我们的研究和产业发展能够一步一步往前走。
我现在看到我们在北京市的一些中小学,他们已经开设人工智能课程了。现在在中小学开设人工智能课程,会不会太早了?
我也看到了,现在有很多学校开一些人工智能的课。还有一些企业专门编了中小学的人工智能课程。当然我觉得,在中小学,适当普及人工智能的常识是对的,但是有一些过于急功近利不值得倡导。我看过一套人工智能的教材,从三年级就开始开人工智能,很多词汇术语可能都不清楚,现在给他讲很复杂的知识,这是不合适的。因为这些知识,这个时候去学,同样一个东西理解,可能两三个星期才能明白这个词说什么意思,但是等到成年以后,可能只花两三个小时就能明白这个事情。
所以我不鼓励太多复杂的知识进入到中小学,但是适当的让小孩子理解人工智能对现实社会的变化的影响,了解人脸识别,可以做什么,了解各行各业里面应用的现象,就像我们了解汽车、飞机可以飞的道理。比如同样一个力,我们小学生也要学力的概念,但是只要知道力是相互作用的就可以了,但是到了大学就要了解力和力之间复杂的关系,甚至还要了解宏观的力和微观的力是完全不同的性质。
同样是讲人工智能,你对低年级的时候应该以浅显、形象了解为主,到了那些知识复杂算法还是应该到大学,到研究生阶段再去教比较合适。适当地让学生有一些体验性的活动,以结合信息技术课,寓教于乐,结合信息技术课,尤其是在小学,我不赞成系统开人工智能的课,但是可以让学生有感性的认识、感性的体验性的可以的。
但是概念体系和编程能力,并不见得要那么系统化。但是适当到了初中和高中的时候,结合信息技术课,因为本身信息技术课是有的,结合信息技术课适当渗透人工智能的知识,这是可以的,这是合适的。否则容易超前教学。现在什么东西都要往中小学渗透,中小学的负担太重了。
实际人的心智是有个发展的过程,当心智发展不全的时候,学一个东西花很长时间,抽象思维水平到了一定程度以后,花几个小时就学会了。要提高他到了成年以后的学习能力,小的时候要适当地给他留白,留空。让他不受过重的学习负担的压力。因为过分的学习负担的压力会造成学生学习的厌倦、倦怠,以及泯灭他的好奇心、求知欲,一旦一个孩子成长过程中,没有了好奇心、没有了求知欲,养成了功利性读书的习惯,对于他一辈子的成长都会起着巨大的障碍作用。
真正的杰出的人才都是具有很强的自学能力,很强的自律意识,很强的好奇心、求知欲在这里驱动,是内在驱动的,而不是外在驱动的。外在驱动,环境变化,有外在的驱动力弱了以后,基本就停滞不前,现在过分的学习负担过重,会对小孩子的好奇心、求知欲会起到压制作用,长期来说不好。
主持人
感谢余教授提出的中肯的意见。我们知道余教授所在的北师大未来教育高精尖创新中心是2015年成立的,到现在四年时间了,你们肯定也在致力于人工智能在教育方面的落地和研究,您觉得,通过这四年的努力和研究,有没有发现我们国家人工智能现在在我们教育领域当中会不会存在着一些问题或者挑战?
余胜泉
目前人工智能在实际应用过程中,还存在一些问题,我觉得代表性的可能体现在,一个是目前产业界对人工智能应用的场景过多的关注讲测考练,知识性的教学太多,都在用人工智能提高知识教学的效率,比如都在适应性学习,做题库,经典推荐,当然有一定作用,但是这个是对原来我们教学优势的一种强化,有时候强化的极致以后反而成了一些问题。
用人工智能进行应试教育方面做得比较多。我们其实特别希望人工智能不光是要做应试教育这方面内容,更多的需要人工智能在学生身心健康发展方面,学生体质健康发展方面,降低学生负担方面,帮助我们教育做科学决策方面,发挥更大的作用。应用场景一定要多元化、多样化。
比如我看到过一个美国的公司做的产品,给盲人做了一个智能手环,拿手在书上划,就能把书上的文字变成语音,让盲人也能听到,这种应用非常有价值,我们国家都是在搞知识性教育,原来学生做五道题,再给你做五道题,纯讲测考练的,这样就有点违背我们的教育教学的规律。这是第一个问题。
第二个问题,我觉得,目前人工智能还存在数据的问题。就是人工智能真正要发挥作用,需要有各种各样的学习数据,而且这个数据要贯通形成,有更多的数据才有更多的智能。形象地说,人工智能像汽车,数据就像汽油,没有数据,汽车就跑不起来。这种数据目前还存在着,一个是数据的孤岛,数据隔离的现象,每个系统都有各自的数据,数据没有融会贯通。
第二,数据使用的规范也存在问题。学习过程中的数据,涉及到孩子的隐私,目前隐私伦理在教育数据利用方面还缺乏清晰的规范,我觉得应该有这种清晰的教育数据利用的伦理和规范,尊重儿童身心健康以及个人隐私的前提下,合理利用数据。当然也不是说完全不用,完全不用会扼杀这个产业。一是数据贯通,一个是要遵循数据的伦理和规范。
第三个问题,人工智能还存在着技术上本身还有很大的发展。目前真正大规模使用的,像英语口语考试、英语的学习,以及英语作文的批改,这些方面做得相对成熟一些,智能教学,仪器教学装备有了一些。但是很多我们理想上问题的解决,还有待人工智能技术的进一步的成熟。这种成熟关键在于,一是要把人工智能产业界的技术人员和我们教育体系里面的人员结合在一起,形成交叉融合。
如果纯技术驱动,不懂教育规律,有时候就用技术强化我们教育中的很多违背规律的做法。实际上要在正确的教育思想、教育理念、教育规律下发挥技术所应该发挥的作用,一定要在遵循教育规律下不断地推进我们的技术成熟。这对于人工智能的发展也会起到非常重要的作用。
另外,人工智能还要避免两个极端思想。一种极端思想就是认为人工智能能做一切,什么问题都能解决。唯人工智能论。今后人工智能会取代老师,人工智能会取代学校,这都是比较简单的过分乐观的,像我们接触过原来一些企业界的,未来互联网会消灭学校,走了20多年,学校还很好,不可能的。
人工智能不会取代学校,也不会取代老师,不要过于乐观。另外,也要防止那些过于悲观。有些认为人工智能一点用没有,花架子之类的,也要防止这种过于的悲观。这两个之间要有些平衡,要防止这两个极端的事情。
另外,人工智能在用于一些关键性业务的时候,高利害业务的时候,可能还需要各种保障机制,像前段时间,印度就出了一个事情,印度的高考,由于它的高考阅卷系统出现故障,造成很多孩子都不及格,印度那段时间自杀了十几个,自杀了好多孩子,因为印度的高考是高利害的,和我们二三十年前一考定终身差不多,这也给我们启示。高利害的这些应用一定要慎重。比如说我让人工智能来阅卷,这个阅卷是高利害的,决定一个人的很大利益的。
这个时候我建议应该采用多种原理的技术,因为人工智能同样实现这个东西,可能有不同原理,不同原理的技术,比如我找三个产品来同样做这件事情。如果这三个产品都能够有一致性,这就比较稳定。如果有差异,这个产品好,那个产品差,有分歧的时候,这时候人工介入。这是比较科学的。在高利害的应用领域里面,还需要人机结合的思维方式。这种方式非常重要。
主持人
谢谢。今天非常感谢余教授和大家一起分享人工智能在我们教育领域目前的应用。包括我们未来还需要解决哪些问题,受益匪浅。非常感谢您。感谢大家收看我们今天的节目,下期见。
|来源:人民网
|美编:甄宏莉返回搜狐,查看更多