人工智能促进教育变革创新（人民时评）
在人工智能支撑下，优质数字教育资源跨越山海，推动教育更加公平、开放
通过云平台布置电子作业，利用数据分析课堂上学生学习行为，推进学校管理流程迈向数字化……前不久，2022国际人工智能与教育会议在线上举行，来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”，畅叙人工智能时代教育发展图景。
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式，也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调，“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革；教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》，并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作；中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地，包括19个教育领域特色基地，研究智能时代各种教育场景下智能治理机制；科技部等六部门联合印发通知，将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景，探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花，为教育变革创新注入强劲动能。
“人工智能+教育”，应用就在身边。音乐课上，虚拟数字人“元老师”跨越时空限制，带领多所学校学生同唱一首歌；体育课上，学生开始跳绳项目测试，智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂，潜力无限。比如，借助虚拟现实技术，学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙，感受浩瀚星河的魅力；通过增强现实技术体验川剧变脸，平面的课本知识变得可感可知。现实中，越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。
“人工智能+教育”，变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助，让教师教得更好；虚实融合多场景教学、协同育人，让学生学得更好；海量线上数据和逐渐强大的算力，让学校管理更加精准。此外，在人工智能支撑下，优质数字教育资源跨越山海，推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县，得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖，门巴族孩子小学入学率实现100%。
我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如，语音识别、视觉识别等技术世界领先；国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源，2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求；教育领域数字化基础条件全面提档升级，全国中小学（含教学点）互联网接入率达到100%，99.5%的学校拥有多媒体教室，学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到，人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外，数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患，相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化，这些都是需要回答好的课题。
着眼未来，应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明，人机对话如何更友好，是“人工智能+教育”的长期课题。一方面，技术应服务育人，在让其“授业”“解惑”的同时，必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面，人也要理解、善用技术，努力提升信息应用能力，让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的，理性思考人与技术的关系，把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量，进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展，才能更好赋能教育现代化，培养顺应时代发展要求的创新人才。
建构人工智能教育学新形态
深度学习
通过追溯学习者多维表现和学习过程的细粒度、过程性数据，实现对学习本质与规律的分析。学习者借助深度学习算法的智能反馈与指导，以机器之深度学习促进自身之深度学习，实现自我导向的发展。
元宇宙+教育
构建具有沉浸性、真实性、交互性、创造性、协同性特征的智能教育环境，实现更加人性化的教学服务与美好学习体验。“元宇宙+教育”有助于打破教育的时空边界，实现终身学习、个性化学习、场景学习与人机互动学习。
人工智能教育应用场景构建高质量教育体系是新时代我国教育事业的发展目标。随着中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》与教育部等六部门印发《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，人工智能正与课堂教学、教师发展、“双减”推进、区域治理、教育新基建等深度融合，推动教育从“数字化”向“数智化”转型。
因材施教。
智能学习环境可以方便获取学习者的过程性学习数据，运用科学的分析技术可以理解和系统分析学习者的学习规律。通过构建综合素养评价体系，可以更好地了解学习者的特点和个性差异，实现教学方法适配与优质资源共享，进而促进学习潜力的最大化提升。
教师专业发展。
教师主动适应信息化与人工智能等新技术变革，积极有效开展教育教学及其改革。智能技术的运用与教育理念的变化拓展了教师专业发展的内涵，教师智能研修、智能教育素养提升与教师智能助手等应用已体现出区域性推进的特征。
“双减”实施。
“双减”的核心是回归学校教学主阵地，人工智能技术与学校的教学场景、教研、教学管理深度融合，可以改变基础教育形态。依托物联网体系中的各类智能设备，采集校内外各类场景的综合数据，辅助实现“五育”并举，在学生良好习惯养成基础上开展精准教学、启发式教学与探究式教学，促进青少年多元智力养成与个性化成长。
区域教育治理。
以数据驱动、人机协同、高效合作为理念指导区域教育治理，提升区域教育服务供给水平，促进区域内各级各类学校教育教学数字互通与开放共享，实现教育管理数据化与教育决策科学化，推动教育治理能力现代化。
教育新型基础设施建设。
人工智能作为“新基建”七大领域之一，正通过提升教、学、管、评、研的智能化水平，提供更加灵活与个性化的服务。高校和中小学正在大力开展的智慧校园建设，也是在构建校内教育新基建基础上，打造智能互联与数据贯通的系统方案，使校园服务更便捷、校园应用更“智慧”。
人工智能教育未来发展趋势随着越来越多的教育活动被数据化，对原始数据的采集、训练与挖掘成为智能教育的核心，其建模的客观性与科学性直接影响系统输出的结果。基于智能学习空间与优化人工智能目标两个方面确立人工智能发展理念，可以形成“有温度”的人工智能教育新应用。
聚焦“育人”理念。
技术虽是人工智能发展的主要驱动力，但认知、技术和设计这三要素共同存在才能对学习产生深远影响。计算教育主义若将任何生动的教育现象符号化，则很难认识到教育中的真问题。因此，人工智能的教育场景研究要遵循真理与价值两大原则，更加完善数据产权的界定，加速形成未来智能教育的数据分类，为正在发生的技术和教育创新提供支持。未来应从单一场景向多场景甚至全场景拓展，继续深入探索场景驱动的智能服务模型，通过基于设计的研究开发原型系统并展开规模性验证。
构建减负增效智能教育形态。
在“双减”背景下，实现智能技术与课程资源、教学内容、作业服务和管理评价等的融合，构建适应性的智能教育实践模式和服务样态。在课内教学上，创设智能学习环境，实现教学模式创新，构建新型课堂教学结构，促进学生在课堂中的深度学习。在课后服务上，要大力倡导科技馆、博物馆、美术馆等深度介入，通过智能技术支持的双屏互动、双师教学等开展场馆学习，丰富学生生活，缩小数字鸿沟。在课后作业实施上，教师可以基于大数据分析的精准测评，在人机协同赋能下系统思考作业相关要素，实现作业设计质量的整体提升。
革新家庭育人环境。
家庭教育历来是教育的重要组成部分。智能时代，技术的普惠性使得高速互联网接入与智能设备日益普及，家庭利用智能学习环境开展教育学习活动变得越来越方便。《教育信息化2.0行动计划》的深入实施以及国家数字教育资源公共服务体系的深度推进，将有效推动家校协同育人与“书房革命”，营造更为浓厚的家庭终身学习环境和氛围，学生的课余生活会更加绚烂丰富。
创新多模态智能形态。
智能技术介入学习过程的研究表明，采集学习者语言、眼动、表情、手势、姿态等多模态数据流，可以对学生课堂学习过程中的专注度、情感状态、认知发展状况等进行更为深入与客观的分析。学校应借助人工智能技术优势，更为精准地判断学情、为学生提供适合最近发展区的干预手段，从而有效提升学习者学习力。为此，需要继续加强复杂计算模型的构建，发挥“多模态数据”的多维整体、真实境脉、实时连续优势，将伦理价值和准则内嵌于设计，以支撑新一代人工智能教育应用与创新。
发展交叉学科引领人工智能协调发展。
人工智能教育需要以智能科学为基础进行数据建模研究，还需要开放的多学科视野，实行多主体协同创新，着力培育一批具备智能素养、数据建模、数据标注、教育场景转换的复合思维型跨界人才。当前，我国高校普遍重视人工智能学科建设，正兴起人工智能学院、人工智能研究院的建设热潮，诸多师范院校也开始拓展数据科学专业，并将智能教育素养作为教师“双核”素养之一进行培育。未来，应继续发挥高校基础理论研究优势，加强关键技术与前沿交叉领域的应用研究，为人工智能与教育的深度融合发展建立底层支撑。
在擘画教育高质量发展蓝图过程中，需要聚焦新时代教育发展的历史使命，在以人为本理念引领下，通过重塑教育结构、变革教育供给关系、创新教学样态等方式，不断推进人工智能教育的创新发展，激发人工智能在教育领域的可持续发展潜力，从而赋能更加公平而高质量的教育。
来源｜
《中国教育报》2022年9月29日07版理论周刊・学校教研
作者｜
李福华张琪作者单位系淮北师范大学教育学院，李福华系淮北师范大学教育学院教授、宿州学院院长
本文系全国教育科学“十三五”规划课题“多维视角下人工智能教育应用的理论框架和实践路径研究”[BCA190082]成果返回搜狐，查看更多
人工智能将如何引发教育领域系统变革
人工智能技术将推动原有教育思想、教育目标、组织形式、内容体系、培养方式、学习空间和评价体系等系列变革。人工智能加快教育向核心素养培养迈进，促进深度学习的科学发生，也督促教师不断提升信息化素养。人工智能环境下的未来教师必须熟悉人工智能带来的教育变革，熟悉大数据分析技术、语音技术、图像技术、虚拟技术，熟悉各种教育平台和APP终端的使用。同时，人工智能也引发教育评价体系的不断变革。
随着物联网技术、5G技术、云计算网络技术的不断进步，人工智能正推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。华为公司今年上半年发布全球产业展望预测：到2025年，智能技术将渗透到每个人、每个家庭、每个组织，全球58%的人口享有5G网络，14%的家庭拥有“机器人管家”，97%的大企业采用AI。人工智能技术正在向社会经济生活的方方面面延伸，教育行业显然不可能置之度外。人工智能必然深刻影响新一轮教育变革。2018年联合国教科文组织发布的报告《教育中的人工智能：可持续发展的挑战与机遇》提出：“人工智能技术能够支持和包容无处不在的学习访问，有助于确保提供公平和包容性的教育机会，促进个性化学习，并提升学习成果。”可见，人工智能进入教育并将深刻影响教育已经成为不可回避的现实问题。1
人工智能引发教育领域系统变革
人工智能进入教育有两层含义：一是把提高国民人工智能素养纳入各级各类学校的教育目标，开设编程算法类课程，培养适应信息社会的人才；二是把人工智能技术手段有效应用于教育教学过程中，注重多渠道研发应用人工智能技术的教育资源。教育的核心使命是帮助学生学会学习。传统教育方式主要是人与人之间的工作，主要依靠口耳相传的教育方式，如今以人工智能为核心的现代教育技术开始向教育领域蔓延，突破了原有的教育理念与方式，使得教育能够在人工智能营造的“虚拟世界”里顺畅地发生，教育已经突破了原有方式、原有边界，向更广阔的领域延伸。
目前，人工智能发展还处于初级阶段。自然语言处理（NLP）和自然语言理解，特别是语音转文字技术、图像处理技术是当前人工智能AI企业研发的重点产品，而教育系统对智能教学助理、助学机器人和语言技术产品的需求日益增多，越来越多的教师开始学习使用语音转文本工具，力求在沟通时保持顺畅和准确。在教育实践领域，人工智能与网络技术相结合，打破线上线下界限，打破地域和空间限制的“双师课堂”开始出现，有效促进了优质资源共享和教育公平。
在学校教育过程中，人工智能技术能够便利提供和营造一种新型的学习场景，使得虚拟学习场景与现实学习场景有机融合，使学生多方互动交流成为现实。学习内容也跨越了学科边界，使跨学科学习成为可能，有利于培养学生系统思维、科学思维、形象思维、艺术思维等能力。同时，人工智能技术在教育中的深度广泛应用，将彻底改变教育的时空场景和供给水平，将实现教育的信息共享、数据融通、人机协同、因材施教，推动教育组织和供给方式的彻底变革，使个性化和多元化教育成为可能，进而构建出一种新的灵活、开放、终身的新型教育生态体系，促进线下学习与线上学习的融会贯通。
当然，人工智能作为一种强大的技术手段和资源平台，可以深刻影响教育变革，原有学校教育目标、组织形式、内容体系、培养方式、学习空间和评价体系等都会受到冲击，但不可能改变教育的本质。教育的本质是促进人的德智体美劳全面发展，立德树人是教育的根本任务。教育永远不能背离“立德树人”“全面发展”的育人目标。数字化时代的青少年，需要通过教育理解人工智能环境下的人、技术与社会的关系，具有正确社会价值观以及解决社会现实问题的技能和能力。学生需要具备数字胜任力、数字素养等必备的社会生存能力，但更需要具备道德品质、审美能力、心理素质、劳动技能和创新精神等核心素养。同时，教育还需要培养学生的社会责任感和社会服务能力。
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人工智能加快教育向核心素养培养迈进
人工智能等信息技术将促进教育由知识信息类接受式学习向必备品格、关键能力培养等核心素养方向转变。知识类、信息类等间接经验学习将会受到人工智能更为严重的影响，相对而言，交往类、社会类、实践类等直接经验学习受人工智能技术的影响则比较小。人工智能背景下的项目式、合作式、探究式等学习变得更加简易可行。教师可以利用人工智能、大数据等技术优势，帮助学生学习设计科学的、合适的个性化学习方案。教师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，开展基于真实生活问题的项目式学习，综合各学科已有的知识经验，在合作学习的环境下设计实施一系列探究活动，并将探究成果或产品进行表达、交流和展示，这就引发了教与学方式的根本变革。
从本质上讲，教育是帮助学生学会学习。教师不能代替学生学习，只能激发、帮助学生学习。人工智能技术的应用其根本目的仍然是帮助学生学习，为学生提供一种更加高效、便捷的跨学科深度学习。大量脑科学研究认为：人的大脑中存在相互联系的两个信息加工通道，即加工言语材料的语音通道和加工图示材料的视觉通道，而加工图像的通道比加工语言的通道更为重要。这就是说，人的视觉记忆比听觉记忆更为重要，这一研究成果成为可视化教学的理论基础，也成为包括人工智能在内的信息技术在教学上应用的理论基础。北京师范大学教授余胜泉认为：认知工具是建构性课堂的核心，可以提升课堂深度，有效促进认知，助力协作、深度学习，延展人类互动空间；改变人类的认知方式，促进教学范式变革。显然，人工智能正是通过一种良好的认知工具，即大数据分析工具及教学辅助工具，可以做到及时反馈、及时指导教学改进。
当前，人工智能最大的优势是进行大数据分析。人工智能在教育上的应用首先是基于学习者大数据分析，提高学习的精准性，为学生提供个性化的学习路径。比如，在学习效果检验方面，过去最常用的办法是让学生做习题，力求将所学知识点涉及的所有习题都让学生做一遍，但这是不可能的，也是极为烦琐无效的事情，造成学生学习负担过重，影响学习效果。有了大数据分析平台，就能根据每个学生的知识与能力图谱，精准推送知识类题目，降低学习的重复性、盲目性，提高学习的针对性和学习效率。比如，依据智能图像识别技术的一些APP终端软件已经成为学生学习的助手，当学生遇到难题时只需要用手机拍成照片上传到云端，系统在1-2秒内就可以反馈解题思路，并且在大数据分析基础上推送适合学生学习程度的相关试题，帮助学生更好掌握学习知识，有助于提高学习效果。
随着人工智能语音识别和语义分析技术的进步，自动批改作业也成为可能。简单的语法、文法错误，机器可以自动识别纠错，甚至提出修改意见，这将会大大提高教师的教学效率。利用计算机视觉技术、体态识别、情绪识别等人工智能技术，教师可以做到对学生在课堂上的动作、行为表现进行分析，帮助教师更好地了解学生情绪和学习状态，及时改进教学方法。
人工智能技术产品营造学习环境，借助移动终端的教育类APP提供一种学习分析技术。学习分析技术能够运用信息跟踪技术和镜像技术，对学习者的学习行为、学习习惯进行记录追踪，并对测试成绩、学习时间、学习路径等进行分析，利用知识图谱点做学习反馈，帮助学习者改善和提高学习的技能。人工智能技术支持个性化学习、游戏化学习、可视化学习、反馈式学习。游戏化学习是一种非常有效的儿童学习方式，目前许多教育专家在研究游戏化学习，采用游戏的趣味性、竞争性、闯关性、可视化、操作性等特点，让学习变成一种自觉主动行为。如果孩子能像玩游戏一样热爱学习，很多教育问题可能会迎刃而解。
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人工智能提供深度学习的资源环境
“深度学习”的概念最早来自人工智能技术发展，后被引入教育系统，与“浅表学习”相对应。教育系统所倡导的深度学习是学习者能够主动、批判性地整合新知识，并以深度理解为起点，以新情境中的迁移为导向，以解决复杂问题和培养创新能力为目标的一种高层次学习方式。
深度学习离不开以人工智能为核心的教育信息化，人工智能大数据技术提供了随处可得的文本和视听觉教育资源，提供更多技术支持和虚拟互动交流机会，能够更好地引导学生解决复杂问题并交流协作，使学习者实现跨时空、跨学科的高效学习，同时建立新旧知识之间的多视角连接。
深度学习需要在教师引领下，让学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展。在这个过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀学习者，成为未来社会历史实践的主人。基于人工智能的深度学习，有助于学生听说读写能力培养，也有助于学生对科学本质的关注以及反思性批判能力的培养。深度学习的目的指向具体的、社会的人的全面发展，是形成学生核心素养的基本途径。
人工智能环境下的深度学习方式及呈现的“学习形态”应该是不拘一格、多种多样的。翻转课堂是深度学习的一种方式，其核心理念就是引发学生深度学习。结合我国中小学大班级教学的实际情况，针对不同年段、不同学科的教学实施深度学习，其方式应该是多样化的。人工智能环境下的深度学习，要求学习者对知识进行主动、批判性获取、加工和理解，其目的是与已有知识基础建立认知关联，构建新的知识结构，在真实情境中应用所学知识与技能解决问题，从而实现有意义学习。
在传统教学中，课堂教学的思路更多提倡螺旋式上升，追求小步子、扎实的思路，打个比方说，就是先让学生见“树”，再让学生见“林”。深度学习提倡的是一种知识贯通式学习，让学生尽快看到“林”的风貌，然后在比较、分析、判别等批判性思维引导下更加了解“树”的本质。基于这种思路，教师需要对现有课程重新审视，对现有教材重新改造，不必拘泥于现有章节进行教学，可以大胆地把一类问题聚集到一起，比如把初中英语教材中1-3年级的所有写作体裁集中到一起教学，用一段时间来集中讲解并练习，即实施大单元教学。
深度学习强调将所学知识迁移到真实的情境中，只有活学活用才算是真正学会知识，因此迁移运用是深度学习的一个重要特征。人工智能能够借助AR、VR等虚拟技术，营造一个又一个鲜活生动的情境空间，提供尽可能多的虚拟教学资源素材，帮助教师创设变化多样的课堂教学环境，特别是提供活灵活现的可视化教学素材，这为学生的知识有效迁移搭建了便捷可得的“脚手架”。
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人工智能促进教师信息化素养提升
2017年国务院出台《新一代人工智能发展规划》，明确提出“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。当前，学校开设人工智能相关课程面临的最大问题是师资，一方面存在教师自身的人工智能素养和能力问题，另一方面是教师对人工智能的思想和态度问题。人工智能引发的教育变革如果没有教师积极参与，那就一定是海市蜃楼、空中楼阁，难以落地生根。
在人工智能影响下的教育形态中，传统学校教师角色会发生变化，以知识传授为主导的角色将逐渐被社会伦理型教师角色所代替，未来教师的角色将被重塑。教师将成为学生学习过程的创设者、帮助者、指导者、评价者。教师将不仅关注学生的学习成绩，而且需要更加关注学生的认知、情感与行为等核心素养的养成。
教师必须熟悉人工智能带来的教育变革，熟悉大数据分析技术、虚拟技术，熟悉各种教育平台和APP终端的使用。教师必须具备运用各种人工智能技术开发数字化学习资源、创设数字化学习环境的能力，实现内容、方法、技术与策略的高度融合，从而将各种信息的运用融于数字化课程、学习资源与环境的建设和运用中。人工智能影响下的教师不仅要专业发展，更要职业发展，需要承担更多“育人”的职业角色。因此，教师的继续教育体系必须增加更多人工智能、大数据技术、虚拟技术等信息化类课程，不断提升教师的信息化和数字化胜任能力。
总之，人工智能的确会影响到教育和教学，也许它不能够影响到今天的教育，但是一定能够影响到未来的教育。无处不在的、泛在化的、互联的智能技术设施，因需而变的、集成的、多样的、智慧的学习场景，开放融合的信息网络结构与人工智能相融合的智慧教育系统，这一切都将影响我们未来的教育。人工智能进入教育成为当今教育改革的基本方向和逻辑起点。人工智能搭建了一种新型的学习环境，又承担了一个技术工具的角色，为教育活动发生提供了强有力的技术支持。
作者：吴颍惠，北京市海淀区教育科学研究院院长
原标题：《人工智能将如何引发教育领域系统变革》
人工智能时代的教育变革
(二)智慧教育蓄势待发
随着人工智能越来越广泛的应用于传统行业，那些机械重复、烦琐枯燥、大量使用体力的职业可能都会被机器人所取代，甚至连一些专家的决策工作也面临风险。比如，拥有大数据分析能力的智能医疗诊断，在某些疾病上比普通医生判断的准确率更高；智能金融系统在风险预测、股票投资等方面大显神通，成为金融机构争先布局的重点领域……随着一系列连锁反应的叠加，人工智能正在触发一场剧烈的社会分工调整，我们很可能会成为人类历史上第一代需要和机器去竞争工作的人。正如“控制论之父”维纳所说：“我们是如此彻底地改造了我们的环境，以至于我们现在必须改造自己，才能在这个新环境中生存下去。”教育作为培养人的事业，将会成为决定人类能否在人工智能时代胜出的关键。众所周知，现行教育体系是工业社会的产物，核心是通过整齐划一的教学流程批量化地生产人才，尽管难以照顾个性差异，但却为人类社会从农业时代进入工业时代提供了必要的人力资源。但是，当人类社会迈进信息时代的新阶段——人工智能时代，这种工业化的教育体系已经无法满足未来社会对人才的需求，时代发展迫切需要一场教育变革。2016年3月，世界经济论坛发布了一份题为《教育的新愿景：通过技术培育社会和情感学习》的研究报告，倡导把人的社会性和情感教育置于应对新工业革命的高度，包括批判性思维/问题解决、创造力、沟通能力、合作能力等四种胜任力，以及好奇心、首创精神、坚毅、适应力、领导力、社会文化意识等六种个性品质。换句话说，教育不是由外而内传递知识，而是由内而外觉悟智慧。这就要求，我们必须打破整齐划一的传统教育形态，构建与人工智能时代相适应的智慧教育体系，利用智能技术对学习环境、学习内容、教学方式、管理模式进行系统化改造，为学生提供富有选择、更有个性、更加精准的智慧教育。
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智慧教育的理念内涵
目前，学术界对智慧教育有两种理解。一种将其视为是对知识教育观的批判和超越。英国哲学家怀特海指出，在古代学校里，哲学家们渴望传授的是智慧，而在现代学校，我们的目标却是教授各种科目的书本知识，这标志着教育的失败；教育的全部目的，就是使人具有活跃的智慧；教育要激发学生的求知欲，提升其判断力，锻造其对复杂环境的掌控能力，使学生能够运用理论知识对特殊事例做出预见。我国著名科学家钱学森从系统科学出发，提出用大成智慧教育培养拔尖创新人才，拆除各门科学技术之间的鸿沟，让科学与艺术不分家，让数学、自然科学与哲学社会科学互连手，从而做到大跨度的触类旁通，完成创新。美国心理学家斯腾伯格倡导学校要为智慧而教，要引导学生智慧地思考和解决问题，让他们学会平衡自我、人际和外部社会之间的共同关切，从而更好地承担社会责任。
另一种视角是将智慧教育视为教育信息化发展的新阶段，是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术的教育信息生态系统，更是信息化元素充分融入教育后发生的“化学反应”。祝智庭教授认为，智慧教育是通过利用智能化技术构建智能化环境，让师生施展灵巧的教与学方法，使其由不能变为可能，由小能变为大能，从而培养具有良好价值取向、较高思维品质和较强施为能力的人才。黄荣怀教授认为，智慧教育是利用现代科学技术为学生、教师等提供一系列差异化的支持和按需服务，全面采集并利用参与者群体的状态数据和教育教学过程数据来促进公平、持续改进绩效并孕育教育的卓越。此外，智能教育也是一个与智慧教育联系密切的概念。狭义的智能教育定位于“以人工智能为内容的教育”，目的是培养掌握智能技术的专业化人才；广义的智能教育则定位于实现个体智能的提升，不仅掌握人工智能等技术，还能初步具备未来工作中实现人机合作的能力。
综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为导向，运用人工智能技术促进学习环境、教学方式和教育管理的智慧转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会，形成精准、个性、灵活的教育服务体系，最大限度地满足学生的成长需要。只有把“人”置于教育的最高关注，发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧，才能从容应对人工智能时代带来的挑战。智慧教育不仅是教育基础设施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒，让万物互联，让世界互通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破学科之间的界限，开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习；三是富有弹性的组织管理，破除效率至上的发展理念，释放学校的自主办学活力，利用人工智能提高教育治理的现代化水平，让学生站在教育的正中央。总之，人工智能为教育提供了全新的视角和机遇，智慧教育的广泛开展将成为教育史上一座重要的里程碑。
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智慧学习环境：从“教育工厂”到“学习村落”
如果把原来的学习环境比作“教育工厂”的话，那么，智慧学习环境就是“学习村落”。在这里，每个学习者都掌握学习的主动权，人工智能可以帮助他们找到志同道合的伙伴和相互匹配的导师，推送适配的学习资源，提供精准的学习支持，从而开展积极主动的个性化学习。它不是为了“统一的教”，而是为了“个性的学”，要利用数据和算法的力量来读懂学生、发现学生、服务学生。
(一)全面感知的学习场所
现在，校园只是一个开展教学的物理场所；未来，校园将变成万物互联的智能空间。人工智能会把冷冰冰的机器设备变成充满温情的“私人助理”，通过不断学习人类的行为和习惯，提出针对性的辅助策略，帮助学生开展积极主动的个性化学习。一是利用物联网技术对温度、光线、声音、气味等参数进行监测，自动调节窗户、灯具、空调、新风系统等相关设备，主动响应校园安全预警，保障学校各系统绿色高效运行，为学生创设安全舒适的学习环境。二是借助情境感知技术在自然状态下捕获学习者的动作、行为、情绪等方面的信息，精准识别学习者特征，全面感知学生的成长状态，提供学习诊断报告、身高体重走势图、健康分析报告等，为学生身心健康发展提供有力支持。三是利用大数据技术对学习过程进行跟踪，了解学生的认知水平以及在学习中存在的优势和不足，提供量身定制的最优学习路径。
(二)灵活创新的学校布局
学校的环境布局一直延续着工业时代的设计标准，目的是满足统一集体授课的需要。随着人工智能时代的到来，教育理念和教学组织形式都在发生深刻变化，学习空间的呈现形式也将随之改变。未来的学习空间将从“为集体授课而建”转向“为个性学习而建”，把千篇一律的教室变成灵活创新的学习空间，把单调乏味的建筑打造成智慧的育人环境。一是创新教室布局，打破工厂车间式的教室设计，配备可移动、易于变换的桌椅设施，支持教师开展多样化的教学活动。二是扩展学校的公共空间，按照多功能、可重组的设计思维，加强学习区、活动区、休息区等空间资源的相互转化，给学生提供更多的活动交往空间，促进学生的社会性发展，弥合正式学习与非正式学习之间的鸿沟。三是优化校园空间，给学生提供动手实践的场地，建立创客空间、创新实验室、创业孵化器等新型学习环境，培育有共同兴趣爱好的实践社群，鼓励学生把创新想法转化为实际作品。北京十一学校龙樾实验中学、巴西的NAVE学校、美国明尼苏达大学的主动学习教室(ActiveLearningClassrooms)、加拿大皇后大学的主动学习空间(ActiveLearningSpaces)等都在这方面做了有益探索。
(三)深度交互的网络学习空间
网络教育的真谛在于实现人文交互环境下的个性化学习。近五年来，全国师生网络学习空间开通数量从60万个迅速激增到了6300万个，覆盖了各级各类教育，很多地方利用网络学习空间进行个人成长记录和综合素质评价，带动了教育理念变革和教学模式创新。但不容忽视的是，网络学习空间的活跃程度并不乐观，交互行为停留于较浅的层面。未来，网络学习空间将从课堂教学的延伸走向教育形态的重塑，构建群体个性化的学习共同体和实践共同体。一是开发智能学习助手，根据学生的学习需求、学习路径和检索痕迹，按需推送学习资源和学习支持，过滤无关的信息，减轻认知负荷，使学生可以随时、随地、随需进行高质量的学习。二是强化成员间的关系网络，加强对互动数据的收集、分析和处理，包括订阅、观看、转发、提问、评论等，精准识别师生、生生互动关系，提供更加匹配的组合方案，形成稳定的趣缘合作共同体，促进深度交互的发生。三是提供远程协作、社会网络、同步课堂等方面的工具，鼓励跨学校、跨区域、跨国别的协同学习，扩大优质教育资源覆盖面，突破常规手段难以解决的教育均衡问题，让亿万孩子同在蓝天下共享优质教育。
04
智慧学习方式：从“学以致用”到“用以致学”
随着互联网时代的到来，以知识为中心的学习方式已经无法满足时代发展需要，学习越来越呈现出实践性、情境性和个性化的特征，仅靠死记硬背就可以掌握的知识或技能逐渐失去价值，人工智能在这些方面可以比人做得更好。这就要求，我们必须转变教育观念，加快推动学习方式变革，从“学以致用”走向“用以致学”，更加重视每个学生的独特体验，鼓励他们在解决问题中学会解决问题，在做事中学会做事，成为能够适应未来复杂挑战的人才。
(一)深度学习
在人工智能的语境下，深度学习指的是一种新的算法，它通过模拟人类神经网络，构建具有多隐含层的机器学习模型和海量的训练数据，让机器自动学习有用的特征，从而提升分类或预测的准确性。在语音识别、图像理解、自然语言处理等领域，采用深度学习算法之后，其准确性都得到了极大的提升。正是这种算法模型的突破，让机器拥有了类似人类的智慧，引发了新一代人工智能的崛起。巧合的是，深度学习既是决定人工智能兴衰的关键所在，也是决定未来教育成败的关键所在。人类要想从人工智能时代的职场中胜出，就必须从强调记忆和练习的传统学习中脱离出来。学习绝不能停留于知识的表面理解和重复记忆，学生要在已有知识的基础上，将所学新知与原有知识建立联系，获取对知识的深层次理解，建立一套自己的思维框架，并有效迁移到其他的问题情境中。深度学习包括五个环节：一是还原知识的丰富情境，知识从哪里来，深度学习的起点就应该从哪里开始；二是面向实践的学习活动，鼓励学生用所学知识解决实际问题，以任务驱动的方式组织学习，提供接近专家及其工作过程的机会；三是用不同视角透视学习，提供社会化软件及其他认知工具来支持学习，允许共同体成员拥有不同的角色和身份，鼓励提出不同观点，让学生在对话和互动中建构知识；四是提供成果展示及表达的机会，促使思维清晰化，引导学生进行反思，实现对知识的深度理解；五是建立更加立体的评价，把关注点从教师的教转向学生的学，强调学生在学习活动中的参与程度、积极性以及突破原有框架的创造力，利用学习分析、课堂观察等技术手段，为不同的学生制定不同的标准，让每一位学生都有出彩的机会。
(二)跨学科学习
人类的智慧来源于知识观的完整，它不是零敲碎打的，而是与整体特征密切相关的。现行的分科教学有利于系统知识的习得，但不利于完整知识体系的形成和综合思维能力的培养。近年来兴起的STEM教育和创客教育，都把跨学科学习作为重点，强调通过不同学科的交叉融合，培养学生的创新精神和实践能力。跨学科学习倡导根据生活中的问题设置主题，将不同学科围绕同一个主题联系起来，构建相互衔接贯通的课程体系。于是，原有的学科林立变成主题式的课程整合，学生有机会运用多个学科的知识来解决问题，在动手实践中形成自己的知识体系，从而实现知识的活化以及向现实生活的有效迁移。跨学科整合有三种取向：一是学科知识整合取向，分析各学科的知识结构，找到不同知识点之间的连接点与整合点，将分散的课程知识按跨学科的问题逻辑结构化；二是生活经验整合取向，从儿童适应社会的角度选择典型项目进行结构化设计，让学习者在体验和完成项目的过程中，习得蕴含其中的多学科知识与技能；三是学习者中心整合取向，这种模式不是由教师预设问题，而是由学习者个体或小组提出任务，任务内容需要学习并运用跨学科知识。值得说明的是，跨学科学习需要坚实的学科基础，没有学科就没有跨学科，两者相辅相成、互为依存，教师要处理好分科教学和跨学科学习的关系，从更广阔的视野认识学习的本质。
(三)无边界学习
陶行知先生指出，“生活即教育”“社会即学校”，教育不能脱离社会、脱离生活。如果学校生活与社会生活联系不紧密，学生的学习不是从自己的直接经验里长出来的，那就是一种呆板的、低效的教育。所以，学校应该是一个开放的组织系统，要建立与真实世界的联系，充分利用外部社会资源开展教育，把整个社会变成学生成长的大课堂。美国的密涅瓦大学(MinervaSchools)就是“一所没有校园的大学”，四年本科学习分布在全球七大城市，包括旧金山、香港、孟买、伦敦等，通过与当地高校、研究所、高新技术企业建立合作，学生可以使用一流的图书馆、实验室等进行学习，利用一切可利用的社会资源开放办学，实现了高等教育的结构性创新。无边界学习是未来教育发展的重要趋势，它包括以下内容：一是把知识学习和现实生活连接起来，学生的学习场所不再固定，随着课程的不同，既可以在教室，也可以在社区、科技馆和企业，甚至可以去不同城市游学，任何可以实现高质量学习的地方都是学校；二是建立实践共同体，加强学校与产业行业之间的合作，共建创新创业实践基地，鼓励学生动手实践，引导他们运用知识去解决现实问题，从而获得真正的本领；三是技术增强的泛在学习，利用混合现实技术，将虚拟场景融入真实世界，或是将真实场景融入虚拟世界，让学生有机会观察微观世界、感知抽象概念，使学习变成一种丰富情境下的亲身体验。
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智慧教育管理：从科层机构到弹性组织
当前的教育管理大多采用科层制，各职能部门分工明确，职权关系等级分明，按照标准化流程开展工作。从专业分工的角度看，这种模式有利于提高工作效率，为现代学校运行提供了有力的组织保障，但在人工智能时代却暴露出致命缺陷：在严格的条条框框下，学校被程序化、行政化，很容易陷入具体细节之中，对新变化缺乏适应能力。原本充满智慧的教育，变成了按部就班的机械操作，学校和教师逐渐失去自主性和创造性，异化为教育的机器，而教育本身也沦落成应试的工具。智慧教育管理要改变这种局面，更加关注人的完整实现，从科层机构走向弹性组织，增强组织运行的灵活性，从根本上激发和释放学校的办学活力。
(一)破除“效率至上”的评价导向
教育作为培养人、发展人、成就人的事业，所有的外在指标都应服务于这一根本目的。现在普遍存在的分数、升学率等量化指标，设计初衷都是为了提高教育效率，保障教育质量，这在过去也确实发挥了重要作用。但在人工智能时代，这种围绕效率而构建的工业化教育体系正面临危机。由于过于强调效率，学生的创新意识、完备人格以及兴趣志向都受到了不应有的忽视，学校也不再是一个令学生向往的场所。实际上，效率从来不是教育的关键，人的智慧成长才是教育应该关注的重点。如果学校以效率为绝对导向，那些需要长期发展才能见到成效的学习活动就无法开展，学生的长远且面向未来的关键能力必然受到损害。一旦学校被功利化、浮躁化的思想所绑架，就会陷入“谁先减负谁就利益受损”的囚徒困境，并最终走向共同毁灭。所以，智慧教育一定要遵循教育规律，破除“效率至上”的痼疾。一是坚持立德树人，不用单一片面的标准评价学生，把品德、行为习惯、身体健康、社会实践等方面的表现纳入评价指标，利用人工智能对定性数据进行分析，更加科学地评价学生的全面成长。二是综合考虑学生的起点水平，引导学校不抢生源、不过分拔高、不恶性竞争，把增值性作为评价学校的基本原则，重点关注学校提供高质量课程的水平和满足学生个性化学习的程度，一流学校不一定是拥有一流生源的学校，而是把一般生源也能培养成一流人才的学校。三是基于大数据的教育管理优化，动态模拟学校布局、教育投入、入学形势、就业渠道等方面的变化，科学预判教育发展趋势，提前做好教育规划，并在规划中更加关注教育公平和教育均衡，着力解决教育发展不平衡不充分问题。
(二)充分激发学校的办学活力
当前，学校作为办学主体，面临着有责无权、权责不对等、人权财权不匹配等突出问题，无力推动更深层面的教育改革，主要精力都用来应付上级部门的各类评比和检查。在学校内部管理中，行政力量往往凌驾于专业力量之上，服从管理取代了专业引领，上下级关系取代了共同体关系，本来应该以学生为核心的学校，变成了以“领导”为核心的“机关”，学校管理呈现出越来越严重的行政化倾向。近年来，一些带有理想主义色彩的名校长被民办学校或社会机构挖角，已经成为一个不容忽视的现象。学校作为培养人的专业机构，如果只注重标准化的科层管理，不考虑教育的专业性和学术性，那就会使学校越来越呆板固化，越来越不像学校。管理转型是智慧教育能否成功的关键，必须解决传统管理与学校创新之间存在的不协调问题，从根本上激发学校的办学活力。一是落实学校的办学自主权，形成政府宏观管理、学校自主办学、社会广泛参与的教育格局，推动教育、财政、人事等管理部门向学校下放权力，让学校享有教师评聘、经费使用、课程安排(包括大小课、长短课、阶段性课程等)、修业年限(包括弹性学期、混龄编班等)、育人方式(包括社会实践、参观考察、研学旅行等)等方面的自主权，从根本上激发学校的办学活力。二是完善学校的内部治理结构，利用信息化手段提高教育治理的现代化水平，促进“管理本位”向“服务本位”转型，建立普通师生、家长、社区以及相关利益方参与学校管理的机制，形成依法办学、自我约束、多元参与、社会监督的网状治理结构。三是增加学术团体的权利，形成新的治理单元，通过职能重新定位，明确划分行政事务与专业事务的边界，强化教师领袖的专业影响力和学术领导力，激发教师的主动性和创造力，构建行政管理和学术引领相融合的学校治理体系。
(三)构建全社会参与的教育生态
作为一项复杂的系统工程，智慧教育决不能“头疼医头，脚疼医脚”，要从构建良好生态的高度进行教育改革，建立学校与外部社会的协同机制，形成校内外相互沟通、资源高度共享、流程无缝衔接的新格局。一是积极引导多元社会主体参与教育，促进和规范民办教育发展，鼓励社会力量提供多样化的教育产品和服务，适当放宽办学资格门槛，为教育公益组织的成长创造更大空间，广泛开展薄弱学校委托管理、第三方教育评价等方面的探索。二是建立行业专家驻校制度，包括科学家驻校、工程师驻校、文学家驻校、艺术家驻校等，鼓励行业专家为学生开设专题讲座、指导研究性学习、开展技能培训等。三是探索多样化的教师补充渠道，提高兼职教师评聘的灵活性，引导各行各业的专业力量参与学校教育，教学的提供者不仅是教师，也可能是科学家、工程师、工人、农民、医生、商人等，任何有专长的人都可以成为“教师”。四是支持学校购买教育服务，加大财政投入力度，拓展教育公共服务的有效供给，帮助学校构建起一套覆盖广、选择多、更加完善的课程体系，为每一个学生提供个性化的课程，最大限度满足学生多样化的学习需求。
人工智能为社会转型带来了新的曙光，相对于其他社会系统来说，教育系统更需要超前部署、未雨绸缪。教育是人类应对人工智能挑战的根本力量，只有通过智慧的教育培养智慧的人，充分发掘生命的内在潜质，才能在人工智能时代立于不败之地。值得注意的是，人工智能在促进教育变革的同时，也隐藏着巨大风险：当机器越来越智能，对学习的预测越来越精准，就会反过来限制学生的选择自由，导致一部人成为量化评估的受害者而非受益者。因为，所有的数据都来自过去，我们完全依赖过去来判断未来，表面看是提供了量身定制的教育，实际上却让学生只能成为过去自己的延伸，而非新生的自我。
作者：曹培杰
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