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人工智能何以促进未来教育发展 人工智能时代知识的重要性

人工智能何以促进未来教育发展

原标题:人工智能何以促进未来教育发展

自工业革命以来,人类社会的发展总是在技术与教育的角逐互动中前行。技术作为推动人类历史发展的核心推进力,与教育这一“人力资本发动机”竞相成为推动经济社会发展的主力。人工智能作为第四次工业革命的显著标签,其飞速发展正在逐步塑造社会、经济、生活等领域的业务新形态,也不断带来颠覆性、丰富性、创新性的新业态。面对人工智能技术对整个社会发展的刺激,教育如何发展,成为值得思考的重要问题。

人工智能凸显创新人才发展挑战

作为引发第四次科技革命的核心技术,人工智能促进社会经济和科技的指数级发展,对人力资本的质量与供给产生了新的需求,人工智能与人力资源之间的相互依存关系产生了前所未有的张力,教育的超前性更是受到前所未有的挑战。第一,知识增长的指数发展使得未来人才需要哪些方面的准备具有极大的不确定性。第二,智力劳动者比重增加,创新人才成为时代发展的刚需。人工智能技术与生产过程的深度融合,会极大压缩生产领域的从业者需求,特别是那些人工智能胜出的领域。第三,人工智能技术的兴起引发高技术产业、新兴产业、新型服务行业更广阔的发展空间,从而使得创新型人才、复合型人才、高技术人才等在劳动力结构中需求激增。人工智能技术无法取代的创造性、灵活性、人文性等能力将成为智能化时代人才竞争的关键。教育肩负培养创新人才、为未来人才提前布局的使命。回溯历史,我们可以得到的经验是,只有教育领先于技术的发展步伐,为技术推进的社会提前做好人力资源的布局,社会的发展才有后劲。因此,在人工智能推进社会更飞速发展的今天,必须回答好什么样的教育才能承载提前布局人力资源的使命,以应对未知社会的人才挑战这一问题。

人工智能催生新的知识生产方式

在人工智能的影响下,人类知识生产加剧变化,知识增量呈现指数级态势。教育的传承性发展将不再局限于知识的传授与继承,而强调知识创造与创新,人工智能的介入更是催生了新的知识生产方式。其一,人工智能强大的知识发现能力缩短了知识生产周期。随着深度学习、强化学习等新的机器学习算法的发展,人工智能除了可以加快知识的生产、访问和利用,还可以从数据中提取隐含的、未知的、潜在的、有用的信息(知识),从而扩展知识创造的能力。其二,人机协同的智能模式扩大了知识创造的机会与可能性。人工智能技术不仅促进人的群智协同创新,而且可以实现人类与人工智能代理协同,后者所具有的超强计算能力,可以极大加速知识生产,催生知识的众创,以及人机协同知识创新。人工智能催生的新的知识生产方式对教育的挑战是,教育不再局限于知识传承,而更是知识的创新。未来学校教育必须教会学生如何与人工智能技术协同合作,呵护学习者“能学”,以及高度重视学生辨析知识能力的培养,召唤学习者“会学”,促进学习者在人机交互中实现知识更新与创造。

人工智能变革学习方式带来创造力与活力释放可能

人工智能已经引发了诸多领域与行业的深刻变革,对教育的系统性变革更是呼之欲出,为学习方式的变革带来了可能。首先,人工智能技术带来规模化教育的个性化可能。人工智能构建的智慧学习环境不仅创造灵活的学习空间,还能感知学习情境、识别学生特征,为学生提供个性学习支持。其次,人工智能技术带来标准化教育下的适应性可能。人工智能通过动态学习诊断、反馈与资源推荐的自适应学习机制,可以适应学生动态变化的学习需求,从而打破标准化的教育限制,释放出学生的创造力与活力。最后,人工智能改善结构化的授导方式,释放教师的创造力与教学活力而专注于人性化的学习设计。教师烦琐重复性的工作能够被智能机器所替代,智能分析技术能为教师精准定位学生的学习问题与需求,教师的角色将转向更加优秀的学习设计师,专注于“如何让学生学好”,注重培养学生的能力和思维,将更多时间用于学习活动设计以及与学生的个性化互动交流,为学生提供个性化学习支持服务。人工智能的发展以及与教育教学的深度融合,给教育的改革创新带来了更多选择,教育需要发挥技术的赋能、增能、使能优势满足教育的功用性追求,也要坚守教育的育人初心和使命传递人文性价值,以学生的成长发展为前提探索可以实践的学习方式、学习设计,通过人工智能释放出教育的更大活力。

人工智能引发领域与行业变革催生教育生态升级

人工智能对其他领域与行业的变革影响也会延伸到教育领域,因为教育是关乎社会发展全局的事业。一方面,人工智能所发挥的增强、替代、改善、变革等作用,突出体现在对社会生产和生活各个领域所产生的行业重塑作用,以及对人力的释放。另一方面,这些重塑作用和人力的释放,引发了社会领域与行业的变革,促使了社会人才需求的转向;而教育是社会人才资源输出的重要领地,需要为此作出有力回应,从而催生教育生态升级。人工智能加速了教育深化改革的进程,推动了系统内部的更新再造。数字技术已经对教师学生、课程、教学方式、学习体验、评价、管理等教育要素产生了深刻影响,并通过逐步的再造教育流程,变革着教育生态。而人工智能则在进一步加速这一过程,以一种颠覆性创新的态势,拓展系统内各要素的内涵,改善和延展系统内部关系,重塑教育系统功能与形态。人工智能拓展了教育边界,助推未来学校建设。未来学校将借助技术的力量,把校外学习场所(如科技馆、博物馆)和线上学习场所都纳入“学校”的范畴,整合社会各领域的教育资源,形成一种全新的育人环境。同时,数字孪生等新技术促进现实空间与虚拟空间的交互融合,通过创建人、物、环境数字孪生体,实现物理空间与数字空间的双向映射、动态交互和实时连接。对教育系统内部的升级改造以及空间资源的拓展,能够使其更好地与社会领域衔接,更好地提供适应未来生活和工作的创新人才成长场所。

人工智能关乎强国战略目标实现

教育应服务于国家战略布局,为抢占人工智能发展先机,构筑先发优势;为国际竞争、社会发展输出创新人才,支持科学技术的自主研发。当前,世界各国纷纷把发展人工智能上升到国家战略的高度,以抢占新一轮科技革命的机遇高点以及全球竞争中的主动权。《新一代人工智能发展规划》提出我国要“成为世界主要人工智能创新中心”的战略目标,全局部署了经济、教育、科技、社会发展和国家安全等重要方面。教育强国战略是科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略等重要战略的逻辑起点,人工智能对教育的人才培养能力提出更高要求。近年来,世界各国在发展人工智能的同时也面临巨大挑战,如创新人才问题、高新技术自主可控问题等。人工智能的国际竞争本质是人才的较量,这需要教育从战略层面予以回应。因此,教育在战略上起引领作用,就要既充分发挥智能技术优势推动教育生态系统升级,又谋篇布局为国家发展提供人才支撑。立足技术与教育在角逐中互为塑造的视角,对人工智能促进未来教育发展的探索,更需要在战略上把握先机,通过教育为社会各领域输出创新人才,支撑社会各领域转型升级以及人工智能等高新科技的创新发展,为强国战略注入持续活力与能量。

教育在与技术的角逐中共同推动社会的发展。教育具有超前性、人文性、传承性、战略性及生态性等特点。在人工智能技术的指数式发展面前,教育的超前性变得难以维系;需要慢工出细活的人文性与满足社会用人需求的工具性之间呈现时空拉锯和矛盾;对人类知识的传承则变身为历史传承、人际共创以及人机共创的多重特征。随着人工智能技术推动的发展加速,教育的发展战略、前瞻性谋划,是一个时不我待、任重道远的重要课题。

(作者:顾小清,系国家社科基金重大项目“人工智能促进未来教育发展研究”首席专家、华东师范大学教育信息技术学系教授)

(责编:郝孟佳、孙竞)

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人工智能促进教育变革创新

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。(吴丹)

人工智能的历史、现状和未来

如同蒸汽时代的蒸汽机、电气时代的发电机、信息时代的计算机和互联网,人工智能正成为推动人类进入智能时代的决定性力量。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷转型发展,抢滩布局人工智能创新生态。世界主要发达国家均把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,力图在国际科技竞争中掌握主导权。习近平总书记在十九届中央政治局第九次集体学习时深刻指出,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。错失一个机遇,就有可能错过整整一个时代。新一轮科技革命与产业变革已曙光可见,在这场关乎前途命运的大赛场上,我们必须抢抓机遇、奋起直追、力争超越。

概念与历程

了解人工智能向何处去,首先要知道人工智能从何处来。1956年夏,麦卡锡、明斯基等科学家在美国达特茅斯学院开会研讨“如何用机器模拟人的智能”,首次提出“人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)”这一概念,标志着人工智能学科的诞生。

人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,研究目的是促使智能机器会听(语音识别、机器翻译等)、会看(图像识别、文字识别等)、会说(语音合成、人机对话等)、会思考(人机对弈、定理证明等)、会学习(机器学习、知识表示等)、会行动(机器人、自动驾驶汽车等)。

人工智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述人工智能自1956年以来60余年的发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能的发展历程划分为以下6个阶段:

一是起步发展期:1956年—20世纪60年代初。人工智能概念提出后,相继取得了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起人工智能发展的第一个高潮。

二是反思发展期:20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望,人们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了一些不切实际的研发目标。然而,接二连三的失败和预期目标的落空(例如,无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等),使人工智能的发展走入低谷。

三是应用发展期:20世纪70年代初—80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功,推动人工智能走入应用发展的新高潮。

四是低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大,专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。

五是稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,加速了人工智能的创新研究,促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出“智慧地球”的概念。以上都是这一时期的标志性事件。

六是蓬勃发展期:2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”,诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术突破,迎来爆发式增长的新高潮。

现状与影响

对于人工智能的发展现状,社会上存在一些“炒作”。比如说,认为人工智能系统的智能水平即将全面超越人类水平、30年内机器人将统治世界、人类将成为人工智能的奴隶,等等。这些有意无意的“炒作”和错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。因此,制定人工智能发展的战略、方针和政策,首先要准确把握人工智能技术和产业发展的现状。

专用人工智能取得重要突破。从可应用性看,人工智能大体可分为专用人工智能和通用人工智能。面向特定任务(比如下围棋)的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰、领域知识丰富、建模相对简单,形成了人工智能领域的单点突破,在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域。例如,阿尔法狗(AlphaGo)在围棋比赛中战胜人类冠军,人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中达到了超越人类的水平,人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平。

通用人工智能尚处于起步阶段。人的大脑是一个通用的智能系统,能举一反三、融会贯通,可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题,可谓“一脑万用”。真正意义上完备的人工智能系统应该是一个通用的智能系统。目前,虽然专用人工智能领域已取得突破性进展,但是通用人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远,人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。当前的人工智能系统在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著,但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱。总体上看,目前的人工智能系统可谓有智能没智慧、有智商没情商、会计算不会“算计”、有专才而无通才。因此,人工智能依旧存在明显的局限性,依然还有很多“不能”,与人类智慧还相差甚远。

人工智能创新创业如火如荼。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷调整发展战略。比如,谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展战略从“移动优先”转向“人工智能优先”,微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。人工智能领域处于创新创业的前沿。麦肯锡公司报告指出,2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长阶段;全球知名风投调研机构CBInsights报告显示,2017年全球新成立人工智能创业公司1100家,人工智能领域共获得投资152亿美元,同比增长141%。

创新生态布局成为人工智能产业发展的战略高地。信息技术和产业的发展史,就是新老信息产业巨头抢滩布局信息产业创新生态的更替史。例如,传统信息产业代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等,互联网和移动互联网时代信息产业代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等。人工智能创新生态包括纵向的数据平台、开源算法、计算芯片、基础软件、图形处理器等技术生态系统和横向的智能制造、智能医疗、智能安防、智能零售、智能家居等商业和应用生态系统。目前智能科技时代的信息产业格局还没有形成垄断,因此全球科技产业巨头都在积极推动人工智能技术生态的研发布局,全力抢占人工智能相关产业的制高点。

人工智能的社会影响日益凸显。一方面,人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,正在推动传统产业升级换代,驱动“无人经济”快速发展,在智能交通、智能家居、智能医疗等民生领域产生积极正面影响。另一方面,个人信息和隐私保护、人工智能创作内容的知识产权、人工智能系统可能存在的歧视和偏见、无人驾驶系统的交通法规、脑机接口和人机共生的科技伦理等问题已经显现出来,需要抓紧提供解决方案。

趋势与展望

经过60多年的发展,人工智能在算法、算力(计算能力)和算料(数据)等“三算”方面取得了重要突破,正处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有诸多瓶颈。那么在可以预见的未来,人工智能发展将会出现怎样的趋势与特征呢?

从专用智能向通用智能发展。如何实现从专用人工智能向通用人工智能的跨越式发展,既是下一代人工智能发展的必然趋势,也是研究与应用领域的重大挑战。2016年10月,美国国家科学技术委员会发布《国家人工智能研究与发展战略计划》,提出在美国的人工智能中长期发展策略中要着重研究通用人工智能。阿尔法狗系统开发团队创始人戴密斯·哈萨比斯提出朝着“创造解决世界上一切问题的通用人工智能”这一目标前进。微软在2017年成立了通用人工智能实验室,众多感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。

从人工智能向人机混合智能发展。借鉴脑科学和认知科学的研究成果是人工智能的一个重要研究方向。人机混合智能旨在将人的作用或认知模型引入到人工智能系统中,提升人工智能系统的性能,使人工智能成为人类智能的自然延伸和拓展,通过人机协同更加高效地解决复杂问题。在我国新一代人工智能规划和美国脑计划中,人机混合智能都是重要的研发方向。

从“人工+智能”向自主智能系统发展。当前人工智能领域的大量研究集中在深度学习,但是深度学习的局限是需要大量人工干预,比如人工设计深度神经网络模型、人工设定应用场景、人工采集和标注大量训练数据、用户需要人工适配智能系统等,非常费时费力。因此,科研人员开始关注减少人工干预的自主智能方法,提高机器智能对环境的自主学习能力。例如阿尔法狗系统的后续版本阿尔法元从零开始,通过自我对弈强化学习实现围棋、国际象棋、日本将棋的“通用棋类人工智能”。在人工智能系统的自动化设计方面,2017年谷歌提出的自动化学习系统(AutoML)试图通过自动创建机器学习系统降低人员成本。

人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透。人工智能本身是一门综合性的前沿学科和高度交叉的复合型学科,研究范畴广泛而又异常复杂,其发展需要与计算机科学、数学、认知科学、神经科学和社会科学等学科深度融合。随着超分辨率光学成像、光遗传学调控、透明脑、体细胞克隆等技术的突破,脑与认知科学的发展开启了新时代,能够大规模、更精细解析智力的神经环路基础和机制,人工智能将进入生物启发的智能阶段,依赖于生物学、脑科学、生命科学和心理学等学科的发现,将机理变为可计算的模型,同时人工智能也会促进脑科学、认知科学、生命科学甚至化学、物理、天文学等传统科学的发展。

人工智能产业将蓬勃发展。随着人工智能技术的进一步成熟以及政府和产业界投入的日益增长,人工智能应用的云端化将不断加速,全球人工智能产业规模在未来10年将进入高速增长期。例如,2016年9月,咨询公司埃森哲发布报告指出,人工智能技术的应用将为经济发展注入新动力,可在现有基础上将劳动生产率提高40%;到2035年,美、日、英、德、法等12个发达国家的年均经济增长率可以翻一番。2018年麦肯锡公司的研究报告预测,到2030年,约70%的公司将采用至少一种形式的人工智能,人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。

人工智能将推动人类进入普惠型智能社会。“人工智能+X”的创新模式将随着技术和产业的发展日趋成熟,对生产力和产业结构产生革命性影响,并推动人类进入普惠型智能社会。2017年国际数据公司IDC在《信息流引领人工智能新时代》白皮书中指出,未来5年人工智能将提升各行业运转效率。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求,在消费场景和行业应用的需求牵引下,需要打破人工智能的感知瓶颈、交互瓶颈和决策瓶颈,促进人工智能技术与社会各行各业的融合提升,建设若干标杆性的应用场景创新,实现低成本、高效益、广范围的普惠型智能社会。

人工智能领域的国际竞争将日益激烈。当前,人工智能领域的国际竞赛已经拉开帷幕,并且将日趋白热化。2018年4月,欧盟委员会计划2018—2020年在人工智能领域投资240亿美元;法国总统在2018年5月宣布《法国人工智能战略》,目的是迎接人工智能发展的新时代,使法国成为人工智能强国;2018年6月,日本《未来投资战略2018》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国也已逐步形成以加速发展智能化武器装备为核心的竞争态势,例如美国特朗普政府发布的首份《国防战略》报告即谋求通过人工智能等技术创新保持军事优势,确保美国打赢未来战争;俄罗斯2017年提出军工拥抱“智能化”,让导弹和无人机这样的“传统”兵器威力倍增。

人工智能的社会学将提上议程。为了确保人工智能的健康可持续发展,使其发展成果造福于民,需要从社会学的角度系统全面地研究人工智能对人类社会的影响,制定完善人工智能法律法规,规避可能的风险。2017年9月,联合国犯罪和司法研究所(UNICRI)决定在海牙成立第一个联合国人工智能和机器人中心,规范人工智能的发展。美国白宫多次组织人工智能领域法律法规问题的研讨会、咨询会。特斯拉等产业巨头牵头成立OpenAI等机构,旨在“以有利于整个人类的方式促进和发展友好的人工智能”。

态势与思考

当前,我国人工智能发展的总体态势良好。但是我们也要清醒看到,我国人工智能发展存在过热和泡沫化风险,特别在基础研究、技术体系、应用生态、创新人才、法律规范等方面仍然存在不少值得重视的问题。总体而言,我国人工智能发展现状可以用“高度重视,态势喜人,差距不小,前景看好”来概括。

高度重视。党中央、国务院高度重视并大力支持发展人工智能。习近平总书记在党的十九大、2018年两院院士大会、全国网络安全和信息化工作会议、十九届中央政治局第九次集体学习等场合多次强调要加快推进新一代人工智能的发展。2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,将新一代人工智能放在国家战略层面进行部署,描绘了面向2030年的我国人工智能发展路线图,旨在构筑人工智能先发优势,把握新一轮科技革命战略主动。国家发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏、浙江等地方政府都推出了发展人工智能的鼓励政策。

态势喜人。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计,我国已成为全球人工智能投融资规模最大的国家,我国人工智能企业在人脸识别、语音识别、安防监控、智能音箱、智能家居等人工智能应用领域处于国际前列。根据2017年爱思唯尔文献数据库统计结果,我国在人工智能领域发表的论文数量已居世界第一。近两年,中国科学院大学、清华大学、北京大学等高校纷纷成立人工智能学院,2015年开始的中国人工智能大会已连续成功召开四届并且规模不断扩大。总体来说,我国人工智能领域的创新创业、教育科研活动非常活跃。

差距不小。目前我国在人工智能前沿理论创新方面总体上尚处于“跟跑”地位,大部分创新偏重于技术应用,在基础研究、原创成果、顶尖人才、技术生态、基础平台、标准规范等方面距离世界领先水平还存在明显差距。在全球人工智能人才700强中,中国虽然入选人数名列第二,但远远低于约占总量一半的美国。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家人工智能计算芯片企业进行了排名,我国没有一家企业进入前十。另外,我国人工智能开源社区和技术生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强,国际影响力有待提高。我国参与制定人工智能国际标准的积极性和力度不够,国内标准制定和实施也较为滞后。我国对人工智能可能产生的社会影响还缺少深度分析,制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快。

前景看好。我国发展人工智能具有市场规模、应用场景、数据资源、人力资源、智能手机普及、资金投入、国家政策支持等多方面的综合优势,人工智能发展前景看好。全球顶尖管理咨询公司埃森哲于2017年发布的《人工智能:助力中国经济增长》报告显示,到2035年人工智能有望推动中国劳动生产率提高27%。我国发布的《新一代人工智能发展规划》提出,到2030年人工智能核心产业规模超过1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。在我国未来的发展征程中,“智能红利”将有望弥补人口红利的不足。

当前是我国加强人工智能布局、收获人工智能红利、引领智能时代的重大历史机遇期,如何在人工智能蓬勃发展的浪潮中选择好中国路径、抢抓中国机遇、展现中国智慧等,需要深入思考。

树立理性务实的发展理念。任何事物的发展不可能一直处于高位,有高潮必有低谷,这是客观规律。实现机器在任意现实环境的自主智能和通用智能,仍然需要中长期理论和技术积累,并且人工智能对工业、交通、医疗等传统领域的渗透和融合是个长期过程,很难一蹴而就。因此,发展人工智能要充分考虑到人工智能技术的局限性,充分认识到人工智能重塑传统产业的长期性和艰巨性,理性分析人工智能发展需求,理性设定人工智能发展目标,理性选择人工智能发展路径,务实推进人工智能发展举措,只有这样才能确保人工智能健康可持续发展。

重视固本强基的原创研究。人工智能前沿基础理论是人工智能技术突破、行业革新、产业化推进的基石。面临发展的临界点,要想取得最终的话语权,必须在人工智能基础理论和前沿技术方面取得重大突破。我们要按照习近平总书记提出的支持科学家勇闯人工智能科技前沿“无人区”的要求,努力在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破,形成具有国际影响力的人工智能原创理论体系,为构建我国自主可控的人工智能技术创新生态提供领先跨越的理论支撑。

构建自主可控的创新生态。我国人工智能开源社区和技术创新生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强。我们要以问题为导向,主攻关键核心技术,加快建立新一代人工智能关键共性技术体系,全面增强人工智能科技创新能力,确保人工智能关键核心技术牢牢掌握在自己手里。要着力防范人工智能时代“空心化”风险,系统布局并重点发展人工智能领域的“新核高基”:“新”指新型开放创新生态,如产学研融合等;“核”指核心关键技术与器件,如先进机器学习技术、鲁棒模式识别技术、低功耗智能计算芯片等;“高”指高端综合应用系统与平台,如机器学习软硬件平台、大型数据平台等;“基”指具有重大原创意义和技术带动性的基础理论与方法,如脑机接口、类脑智能等。同时,我们要重视人工智能技术标准的建设、产品性能与系统安全的测试。特别是我国在人工智能技术应用方面走在世界前列,在人工智能国际标准制定方面应当掌握话语权,并通过实施标准加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。

推动共担共享的全球治理。目前看,发达国家通过人工智能技术创新掌控了产业链上游资源,难以逾越的技术鸿沟和产业壁垒有可能进一步拉大发达国家和发展中国家的生产力发展水平差距。在发展中国家中,我国有望成为全球人工智能竞争中的领跑者,应布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台,配合“一带一路”建设,让“智能红利”助推共建人类命运共同体。

(作者:中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室副主任、中国科学院院士)

人工智能时代学习兴趣、学习能力至关重要,要养成终身学习的习惯

人工智能在未来一定要服务人类,人类肯定还是主体,但是人工智能的发展肯定会对人类现有的工作的机会带来一些冲击。某种意义上来讲,会形成一种竞争关系,这个竞争不可避免,实际上目前已经有一些岗位被机器取代了,未来肯定还会有一些岗位被人工智能大面积的替代,可能会呈现出加速的趋势。

图为中国教育智库网总负责人、未来学校研究院执行院长郑德林

现在的孩子在未来,必然跟人工智能可能会存在“正面交锋”的状态,我想有有这么几种选择。

第一,尽可能做一些知识创新类的工作,人工智能总是要人来驾驭的,如果你是一个算法工程师,能够驾驭、升级人工智能,那么肯定就没有太多的焦虑。

第二,我们需要分析哪些工作是更容易被人工智能替代的?但凡是能够标准化、程序化的工作,人工智能都比人更有优势,因为人工智能不需要吃饭,不知道疲倦,没有加班的24小时。所以我们应该错位找到人的优势,例如和创意相关的、和学科交叉相关的,和情感关怀相关的等等,未来在这些领域的岗位需求是非常多的。

在当下和未来终身学习已经不再是一种很高的追求,而是生存必须的技能。在现在和未来,所有人都必须是一个终身学习者,否则很容易因为不能适应当下和未来的社会被淘汰掉。那么终身学习要求人具备什么样的素质呢?

首先,必须要有学习的兴趣。当下很多课外培训机构,包括学校对学生的教育还停留在填鸭式的应试刷题,这种教学方式对学生最大的伤害是可能会扼杀了学生的学习兴趣,如果孩子一旦失去了学习兴趣,在不得不终身学习的未来社会,是非常“危险”的。

其次,必须要有学习的能力。毫无疑问,填鸭式的教育,大量的刷题肯定不是在培养人的学习能力,而是训练人的应试能力、条件反射能力。如果校内和校外培训机构应试的培训,可能会给孩子们带来一些消极的影响,很难提高孩子们在人工智能时代的竞争力。

所以,教育不能单单看分数,而是要符合人的发展归路,这是国家一直在强调“破五唯”的原因。学习的兴趣,学习的能力比成绩反映的学习结果要更加的重要。

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校外教育是学校教育的有益补充,“劣币”对行业造成不好的影响

高书国:

目前校外教育之所以对孩子影响这么大,对家长影响这么大,我觉得不是单方面的原因。有这样几个方面:

第一,很多家长对于孩子的希望过高,希望孩子们能够上比较好的学校,成为一个社会上所谓的“优秀人”。

第二,是中国的就业制度。中国的就业率在世界上是最高的,特别是妇女的就业率,城市地区甚至达到了90%多,这种情况下父母可能没有太多的时间和精力来照顾孩子。

第三,就是独生子女。很多孩子在放学回家之后没人照顾。

图为中国教育学会副秘书长、教育部教育发展研究中心研究员高书国

所以,我觉得政府层面应该要根据市场需求控制一下培训机构的规模和数量,对校外培训进行规范引导。校外教育机构也要对自身能做一个客观的分析,避免机构与机构之间的恶性竞争。例如诋毁名誉,恶意降低成本,采取不正当招生方式等。我认为,校外教育培训是不可缺少的,它是学校教育的补充,两者是互补的,但是由于市场竞争和家长的焦虑,校外教育培训走的有点偏,有点过激了。

安柏:其实校外教育培训机构有很多是偏兴趣类的,我们家孩子初一的时候在校外上过科学兴趣班,课上会做一些实验,这些经历激发了他的学习兴趣,对他后来学物理有很大帮助。

郑德林:

您的经历代表了一种现象,孩子们在校补习班并不一定全部都是“苦大仇深”的,即便是面对学科,一些校外的教育它可能动手实验的比例更大,学生上手的机会更多,指向真实场景的学习更多,这对提升孩子的学习兴趣很有帮助。另外一些语言类的校外教育的老师是孩子们非常崇拜的人,一个学习者跟着自己崇拜的人一起学习,对孩子学习的主动性,学习兴趣,包括学习能力的发展都有帮助。

所以,我们要客观、辩证的看待校外培训对于学习者的影响。校外教育是学校教育的一种必要的补充,这种补充是有价值的。当然任何一个行业有“良币”有会有“劣币”,这些“劣币”会对行业造成一些不好的影响。

03

校外教育要从粗放的规模增长向高质量转变,教师队伍要专业化、高素质

安柏:还有一些语文类、阅读类的课程,有时候孩子看到一些特别大部头的枯燥的书就不愿意去看,如果碰到特别好的老师,他会给孩子讲讲这本书里有什么好玩的人,有什么事情特别有意思,孩子就会去看了,这样的引导式的、兴趣类的校外教育也是挺好的。

图为家长代表、教育类公众号“海淀花生妈”创始人安柏

高书国:

校外教育很关键的一点是如何提高教师队伍的素质和能力,提升教育品质。有很多校外辅导机构的老师还是采用刷题的模式,老师一定要是某个领域的行家里手,而不是简简单单的塞给孩子一些试题。以阅读为例,校外阅读是非常阅读的,但大部分家长不知道阅读是分级的,甚至是分性别的。其实校外机构完全可以做一些专业化的、细分的工作,提供一些专业化的服务。

所以,未来校外教育教师队伍的建设一定要朝专业化、高素质这样的发展,而不是简简单单的依靠刷题,以规模取胜。要以质量和品质取胜,这样才能够真正适应未来教育的发展,才能真正成为学校教育的补充。

所以需要校外教育在发展模式上有一个很大的转变,由原来粗放的规模增长到现在的质量提升。

安柏:其实家长还是希望孩子能够多方面发展,也不希望孩子整天刷题,也想让孩子多阅读。我相信通过国家的监管以及培训机构自身的调整,校外教育应该是会越做越好的。返回搜狐,查看更多

为理解而学:人工智能时代的知识学习

摘要

人工智能教育应用背景下,面对巨量的信息洪流与便捷的获取方式,为获得而学正面临着极大的挑战。为理解而学的提出旨在回应深度学习的真实发生、高阶思维的发展及个人价值的实现。为理解而学旨在发展学习者能够基于移情理解开展意义性联系与反思性运用,强调以迁移与运用为本的知识学习过程,进而实现知识与理解间的转化与生成。

正文

一、人工智能时代为获得而学的限度

在人工智能技术的教育运用背景下,无边界的线上学习资源极大地丰富了学生知识学习的资源,知识获取的方式也极为便捷,这一系列智能技术时代的教育红利也提供了反思为获得而学这一传统知识学习信条的契机。

1.人工智能时代知识形态的变革

今天学校教育的知识载体或知识本身已经冲破传统纸质书本的桎梏,开放性、联系性、不确定性正是人工智能背景下知识存在形态的性质。人工智能技术所开创的网络化学习空间也隐含着知识的风险。虚实结合的网络化学习资源中,学习者被潮水般的知识和信息笼罩。然而,人工智能技术仅仅提供了丰富的信息来源和便捷获取的方式,难以确保所提供的知识和信息的真实性、事实性与正确性。

2.人工智能时代知识获取方式的变革

(1)巨量的信息洪流

无边界的线上学习资源逐步涌入学校知识体系,信息膨胀、资讯洪流正在以超链接等方式进入学生的学习情境。

(2)便捷的获取方式

智能技术不仅能够自动化地筛选、分析、加工并处理信息,实现知识创造,而且还能够根据学习者的学习需求等相关数据自动分析、自动识别与主动推送。

二、人工智能时代为理解而学的依据

面对巨量的信息洪流与便捷的获取方式,为获得而学的限度日益突出。为理解而学的提出回应了人工智能时代我们真正需要的学习方式、思维特质及个人价值实现等问题。

1.理解是深度学习的基础与目的

要应付好人工智能的挑战,学习者应超越信息、事实,能够基于理解而积极、灵活地运用知识,这样的学习是一种深度学习。理解不仅是深度学习的基础,而且也是深度学习的目的。深度学习体现为基于理解而展开的学习过程与结果的统一体。

2.理解是高阶思维发展的核心

面对人工智能时代的挑战,个体所需要的思维品质不是指向知识获得的,而是基于理解而发生的批判性思维、创新性思维等。这些思维也被称为高阶思维。高阶思维集中体现了人工智能时代人才培养的新兴要求、人才发展的思维特质,同时彰显出人工智能时代对学习者思维技能的高层次追求。长期以来,教育学界将理解视为高阶思维发生的基础,其本身并不是高阶思维。

2.理解是个人价值实现的关键

面对人工智能时代的挑战,学习者如何实现个人的价值,如何能成为健全的人,所需要的不单纯是认知层面的知识获得,还包括发展基于理解的情感、意义、价值等。这些基于理解的非认知维度是一种能够设身处地、换位思考,以及感同身受的同理心或体谅他人观点的学习能力和道德体验,概称为移情理解。

三、人工智能时代为理解而学的涵义

为理解而学作为人工智能时代的知识学习方式,在学习结果、学习过程,以及知识与理解的关系等方面超越了为获得而学。

1.理解作为预期学习结果

为理解而学区别于碎片化知识的获得,旨在超越信息、知识,强调整体关系性、反思与创造性思维等认知层面的发展。理解与获得最大的区别便在于,后者是以假定学习内容真理性为前提的,掌握、认知更多的指向“信解”。而理解是以反思、批判、想象、确证为基础的,它不仅关乎“是什么”与“为什么”,更涉及“如何做”与“做什么”。

将理解视为预期的学习结果,不仅在于回应人工智能时代知识形态的新变化,而且理解也是每个时代学校教育皆在努力实现的学习结果。这里需要指出,人工智能教育运用背景下知识形态及其获取方式的变革更加凸显了这一预期学习结果的重要性。

理解作为预期的学习结果,还关注到理解的非认知层面,并与认知层面融为一体。这是人工智能时代对理解作为预期学习结果的独特阐释。人工智能时代是一个知识共享的时代,每个人都是知识的创造者。知识的分享、共享也成为这一时代知识生产的突出特征。面对这一时代的挑战,学校教育应通过强调理解的道德性、社会性凸显人的主体地位及其价值实现。

3.以迁移与运用为本的学习过程

面对无边界的学习资源,驰骋于开放、联系、不确定的网络海洋之中,今天的知识学习不再是简单地获得、记忆、掌握相关知识,而是要培养能够在巨量信息资源中开展基于移情的迁移、运用的能力。理解作为这种能力的集中概括,生成在知识的迁移与运用的过程之中。

3.处理好知识与理解的关系

人工智能时代的知识学习应处理好知识与理解的关系,认识到两者间的关系并非两极对立、非此即彼,进而促进两者间的互动转化与共同生成。首先,知识是理解生成的条件。其次,理解是知识学习的目的。最后,知识与理解应相互转化、共同生成。

四、结语

人工智能技术的教育运用所构建出的泛在化、无边界的学习时空,正在更新学校教育中的知识形态、特征、来源及其获取方式。泛在化、无边界的学习时空中开启了一个充满分歧的知识网络,真相与谎言、知识与意见交织,谣言与误传也裹挟其中。面对呈几何指数增加的未经确证的信息、知识,如果依旧沿用已有的知识学习信条——为获得而学,学习者势必会淹没在信息的洪流之中,丧失自己的判断与理解。面对巨量的信息洪流与便捷的获取方式对知识学习的挑战,为理解而学作为人工智能时代知识学习目的与方式的集中概括,其核心在于学习者能够基于移情理解开展意义性联系与反思性运用,通过理解来促进深度学习的发生,切实发展学习者高阶思维能力并实现个人价值。

摘自:《湖南师范大学教育科学学报》2021年第1期

人工智能时代的工作变化、能力需求与培养

摘要:在人工智能时代,程序化工作和一部分非程序化工作将被人工智能取代,工作将向高度智慧化转移,劳动者的工作定位将发生升级方式、介入方式、前进方式、转移方式和集中方式等不同的变化。为了适应人工智能时代,要在学校教育和企业教育中注重提高受教育者的人工智能素养、培养创造性思维能力、社会交流能力以及环境应变能力。应对人工智能时代培养所需人才的关键措施包括:突出个性化培养理念;构建人工智能素养教育体系;实施问题导向及跨学科合作探讨的学习方式;利用人工智能技术提高学习效率。

关键词:人工智能;工作定位;能力需求;能力培养

基金项目:本文系中国社会科学院登峰战略企业管理优势学科建设项目、中国社会科学院京津冀协同发展智库研究课题的阶段性成果。

 

当前,我们正处在全面进入人工智能时代的过渡期,几乎所有领域都出现了装载有人工智能技术的机械设备。18世纪中期以来,人类历史上先后出现了蒸汽机、内燃机与马达、计算机与互联网技术。这些技术极大地改变了人类的生产生活方式,推动了人类社会的发展。可以说,人工智能是继三大技术之后的又一重大技术。况且,与以往技术不同,人工智能可以替代人的脑力劳动,这将大幅度地改变人们现有的工作内容,并要求人们拥有不同于以往的特殊能力。然而,关于如何界定人在人工智能时代的工作定位及所需能力、如何培养人工智能时代所需要的人才,是尚未解决的课题。目前,有研究围绕人工智能可能产生的就业影响,尤其是结构性失业风险以及社会经济对策等方面进行了分析(万昆,2019;陈明生,2019;王君等,2017;潘文轩,2018),也有研究对人工智能背景下职业教育体制改革与发展问题进行了探讨(南旭光,汪洋,2018;毛旭,张涛,2019;丁晨,2019),但深入到工作能力层面,从劳动者角度探究人工智能时代的人才培养问题的相关研究还较为少见。鉴于此,本文基于技术—工作—能力—培养的视角,结合前沿研究进行理论分析,阐明人工智能对工作业务的影响机制,明确人工智能时代的工作定位与能力需求,探讨能力培养的战略思路和关键方法。

一、人工智能时代的工作变化

人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)是指可以感应环境、做出行动,并获取最佳结果的合理主体(RationalAgent)(S.J.Russell,P.Norvig,2018)。感应环境、做出行动和获取最佳结果,属于人的智慧行为,而这些行为通过计算机程序(合理主体)被再现出来,就成为了人工智能。换言之,人工智能就是具有人类智慧的计算机系统。而在现实的工作环境中,人工智能的计算机系统又是与大量的感应器、超高速通信网、大数据收集分析装置、终端设备、机器手等组成更为复杂的系统来进行实际作业的,如机场出入境管理的人脸识别系统、汽车自动驾驶系统等。因此,可以说人工智能就是装载有可以模拟人类智慧行为的计算机程序的自动化设备。

现阶段的人工智能可以在一定程度上替代人完成识别、决策和操控方面的任务。在识别方面,人工智能可以进行信息判别、分类与检索,如从影像中发现癌变征兆;从音调语速中检测情绪;从图像中监控设备异常、天气异常、用户账号异常等。在决策方面,人工智能可以进行数值形式下的物象评估与匹配,如预测销售额、GDP指标、民意度、信用风险、病变风险;推断消费者爱好、产品推销时机;根据消费者爱好、习惯不同而推荐不同内容的商品广告等。在操控方面,人工智能可以进行表现生成、设计行动最佳化及作业自动化,如自动撰写新闻稿件、概括文章大意;设计项目路线图、商品标识、网页布局、药品成分、建筑物结构;优化游戏策略、送货路线、店铺布局;实施自动驾驶、客户咨询等。只要人规定好了计算机程序的信息处理目的和分析方式,人工智能就能准确无误地替代人工进行作业(安宅和人,2015)。

(一)工作变化的特征

人工智能时代工作变化的特征体现在以下三方面。

1.程序化工作被人工智能取代

所谓程序化工作,按照美国经济学家奥托(D.H.Autor)等的定义,是指变化少、可以按照事先规定的程序进行的工作(Autoretal,2003)。程序化工作又分为主要使用认知能力的程序—认知型工作和主要使用肢体能力的程序—肢体型工作。认知能力是指直觉、判断、想象、推理、决策、记忆、语言理解等能力;肢体能力是指体力。程序—认知型工作具有重复性、单一性、目的明确并且主要使用脑力等特点,如行政事务、会计工作。程序—肢体型工作虽然也有重复性、单一性、目的明确等特点,但主要使用体力,如流水线组装、仓库运输业务。由于程序化工作相对简单,易于编制成计算机程序,所以人工智能对人类劳动的替代,首先会从这些工作开始。例如,产品组装是按照作业标准反复实施同样内容的工作,而作业标准完全可以编制为计算机程序,所使用的设备以及动作也完全可以建立成模型,因此,产品组装就可以由人工智能来代替实施。再如,需要一定认知能力的会计业务,人工智能也可以通过扫描或接受电子信号等方式获取相关数据,而后根据规定程序进行分类、汇总等作业。因此,在人工智能时代程序化工作会呈现明显的减少趋势,以往的自动化设备,基本是替代体力劳动的蓝领劳动者,而人工智能将替代白领劳动者。英国剑桥大学学者弗雷(C.B.Frey)与奥斯本(M.Osborne)在2013年发表的报告中指出,美国在未来20年里将有47%的工作存在被替代的可能性,电话推销员、标题审查与摘要人员、手工缝纫工、技工、保险受理员、手表修理工、货物运输人员、税务代理员、照片处理工、会计助理、图书馆技术员、数据输入员等工作被取代的概率可高达99%(C.B.Frey,M.Osborne,2013)。日本经济新闻和英国金融时报2017年合作进行的调查显示,制造、餐饮、运输等23个产业的2000项工作中有超过3成的业务可能被替代,制造业被替代的比例是80.2%,包括焊接、组装、裁缝、制鞋等业务;餐饮业被替代的比例是68.5%,如客服、点餐、食材准备、餐桌与餐具摆放等业务;运输业被替代的比例是48.4%,包括车辆维修、飞机驾驶、运输信息提供等业务(ShotaroTani,2017)。这些研究表明,被取代概率高的工作基本上都是重复性、单一性、目的明确的程序化工作,其中不乏白领岗位的部分业务。

2.一部分非程序化工作被人工智能取代

相对于程序化工作,非程序化工作通常变化较大,难以按照事先规定的计划进行。这一工作又分为两类,一类是非程序—认知型工作,如科学研究、文学创作、作曲作画、经营管理、医疗诊断、诉讼辩护等;一类是非程序—肢体型工作,如烹饪、理疗、看护以及汽车驾驶等。非程序—认知型工作需要高层次的文化水平、分析能力和想象力,现阶段的人工智能还达不到完全替代的水平。烹饪、理疗、看护以及汽车驾驶等非程序—肢体型工作需要高度的人际间互动、灵敏的环境反应能力以及灵活的肢体动作,而这些要求现阶段的人工智能尚不能完全做到,所以这些工作基本上还需要人来承担。但随着人工智能技术的发展,人工智能在未来不仅会代替人做更多的程序化工作,而且有望将一部分非程序化工作纳入替代范围,如自动驾驶、行走助力、编制诉讼方案、作曲作画等(Autor,2015)。届时非程序化工作完全由人来完成的局面就会发生变化,进而带来业务重组,从以前由人承担所有业务变成由人工智能和人共同分担业务,如影像诊断由人工智能完成,最终诊断由医生完成;围棋陪练由人工智能承担,棋艺解说由教练承担。

3.工作向高度智慧化转移

装载有人工智能的设备可以替代人的程序化工作,甚至部分非程序化工作,但现阶段人工智能仍有很大的局限性,如人工智能不能设定目标和规划未来、不能产生意识、不能对未曾有的变化作出反应、不能提出问题、不能设计分析框架、不能产生灵感、不具有常识判断力、不具有指挥人的领导能力(安宅和人,2015)。所以现阶段仍有四类工作是人工智能所无法替代的。一是高度创造性的思维工作。如通过综合分析各种知识归纳和提出新概念、通过多方面分析发现问题并提出解决方案、基于情感创造出文学艺术作品等。二是高度社会化的沟通工作。如包含理解、说服、交涉在内的工作,人际间交往与协同作业等。三是高度灵敏的肢体型工作。如演奏乐曲、表演舞蹈、高难度手工艺等。四是高度非程序化的工作。如看护、清扫工作。这些工作看似简单,但需要人根据知识、经验以及常识等对情境作出判断,如在清扫时对发现的废纸需要进行判断,确定它是重要笔记还是真正的废纸,而人工智能的扫地机是无法做到的(野口悠纪雄,2018)。但即使如此,现在几乎所有领域中都在使用人工智能,并且人工智能的工作领域还在不断扩展。在看护工作中,移动搀扶患者机器人已经开始出现;人工智能已能够进行文学、绘画及音乐的初步创作,人与人工智能协同作业的状态已成为普遍现象。在这种状态下,人的工作内涵必然要向高度智慧化转移。

(二)人机关系与工作定位

在刚开始引进人工智能的生产过程中,人仍是作业的主体,人工智能起辅助性和支持性作用。人工智能辅助人进行数据和信息处理方面的业务,支持人做一些复杂的、技术性的工作,从事需要肢体劳动的、程序化的操作,但对于需要高度认知能力的工作,如推理与决策,以及需要与人沟通的工作,如协调、开发与咨询、沟通与互动,人工智能的贡献相对较少,但这种情况将会发生改变。世界经济论坛《职业前景报告2018》发表了2018年人与设备的工作时间占比值和2022年人与设备的工作时间占比的预测值(见表1)。对于所有业务,2022年设备的工作时间占总工作时间的比值会增加,其中设备在信息和数据处理、探索和获取业务信息的工作时间占比将超过人的工作时间。在行政、肢体的程序化任务、识别和评估业务信息、执行复杂技术任务中,设备的工作时间占比也将超过四成。即使在推理与决策以及沟通与互动这样原本主要由人来完成的业务中,设备的工作时间也将提高三成左右。因此,未来人工智能不仅能在生产过程中起辅助、支持的作用,而且在一些业务中将会作为“数字劳动力”发挥主导作用。进而言之,在人工智能时代,智能设备将越来越多地替代人的劳动,人机协作的关系将越来越显著。

 

表12018年、2022年人与设备的工作时间占比值单位:%

资料来源:作者根据世界经济论坛《职业前景报告2018》整理。

 

在人工智能时代,一些职业及一些工作被替代是不可避免的趋势,因此劳动者必须对职业及工作选择有清楚的认知。美国管理学学者达文波特(T.H.Davenport)和卡比(J.Kirby)认为,人工智能时代劳动者的工作定位,即如何选择能实现自身价值的职业,有五种方式,分别为:一是升级方式,即提升管理素质和掌握超越计算机的大局思维,向高级管理岗位发展。这要求对经营系统有透彻的理解,并需要有充分的计算机知识与技能。随着人工智能质量的提高、数量的增加,高级管理岗位的事务性工作将被大幅度替代,因此升级到高级管理岗位的人数会比以往少;二是转移方式,即转移到不能程序化、结构化的工作领域。现阶段,人工智能设备尚不能完全替代人的劳动,因此工作流程中会保留一些人的岗位。但随着人工智能水平的提高,这些岗位也将逐渐被替代,因此,这些岗位的劳动者,要有充分的危机感;三是介入方式,即学习计算机的程序化决策过程,掌握监视和调整计算机功能的新型能力,以现场管理者的身份介入基本上由人工智能实施的作业过程中;四是集中方式,即以计算机程序尚未渗透到的领域为唯一标准来选择职业或工作。这种方式要求特殊、高超的人类智慧及技能,需要早期、长期训练,甚至需要天赋;五是前进方式,指与时俱进,加大学习力度,研究开发能改变当前领域工作效率的高水平智能机器(T.H.DavenportandJ.Kirby,2015)。从与人工智能的关系看,升级方式、介入方式和前进方式,都需要学习人工智能技术。对这些人群,国家应该对他们的学习进行资助。转移方式中劳动者没有学习新技术的欲望或能力,他们的收入可能会减少,就业也不稳定,国家应从就业政策角度进行援助。集中方式需要从中小学起通过个性化教育对这方面的人才进行培养。

二、人工智能时代的能力需求

随着人工智能在生产过程中的普遍应用,人在生产中的地位不断发生变化,大量程序化作业、甚至越来越多的非程序化作业都将由自动化设备实施,而人必须能够驾驭智能设备,发现和解决工作流程中的问题,对智能设备进行更新创造,从而使其更好地服务于人类社会。从劳动者角度看,必须具备符合人工智能时代所需要的能力,才能使自己的劳动付出变得更有价值;从企业角度看,具有符合人工智能时代能力的员工,是创造价值所不可缺少的人力资源,值得大力引进和培养;从社会角度看,劳动队伍和后备力量都具备符合人工智能时代要求的能力,就可以稳定就业,促进社会经济持续发展。关于能力,可以对有认知能力和社会情感能力的基础理论进行研究。为了探讨能力与社会需求的关系,能力被分成诸多子能力,以验证与不同技术条件的适配性。在解析这些研究之后,笔者将提出符合人工智能时代要求的能力要件,以便为理论研究和政策决策提供参考。

(一)能力的两个方面

理论上看,人的能力一般包含两个方面。一个方面被称为认知能力,另一个方面是非认知能力。其中关于非认知能力有着几种不同的命名,如社会情感能力、软能力、社会能力、人格特质、性格(Heckman,Kautz,2012)。以下将沿用经济合作与发展组织(OECD)(2015)的表述样式,用“社会情感能力”来表示非认知能力。该研究认为,认知是关于获取和应用知识经验的过程,而认知能力就是所有与获取和应用知识经验有关的能力。认识能力有三个层次:第一层是基本能力,如模式识别、计算和记忆;第二层是获取能力,如检索、分类和解释;第三层是应用能力,如思考、推理和概念化。这三层能力的复杂程度从低到高、依次递进。与认知能力不同的是,社会情感能力是对目标实现、社会协作和情感控制产生影响的人格特征。例如,目标实现方面的忍耐、自律、意愿;社会协作方面的沟通、开放、体贴;情感控制方面的自尊、灵活、自信等。

在实际中,人是认知能力和社会情感能力的载体。换言之,这两种能力在人的身体中同时存在,相互影响、相互作用,形成了人的脑力活动和肢体行为。例如,批判性思考就是两种能力合二为一的结果。批判性思考既有认知能力的特点,即能够客观地进行逻辑推理,严守成本收益原则,冷静地进行战略分析。同时,因为批判性思考的对象是现实中的新问题,仅仅依靠过去的经验和教科书手法是不够的,还必须对新现象持有开放心态,根据具体情况,灵活改变思路和行动,而这些特点正是社会情感能力范畴的内容(池迫浩子,宫本晃司,2015)。

(二)能力需求变化与预测

技术进步使得工作环境发生变化,对劳动者的能力需求也出现了新变化。20世纪70年代以来,以大型计算机、电脑终端和互联网为代表的信息通信技术迅速发展,制造业以及服务业的生产过程大为改观,这使得对劳动者的社会情感能力的需求显著提高(Deming,2015)。在1980-2012年间,需要高度社会情感能力的职业就业人数占美国所有就业人数的比例增长了近12个百分点,而只需要认知能力的职业就业人数占比减少了3个百分点。另外,需要高度社会情感能力的职业的工资增长也比其他职业更快,并且2000年以后的增幅大于2000年之前。这是因为生产过程自动化,岗位任务重组,人员重新分配,团队形式增加,而社会情感能力可以降低协调成本,加强不同作业领域的有效合作。

以数字技术为轴心的自动化设备的应用,不仅要求劳动者提高社会情感能力的水平,同时也要求其认知能力和社会情感能力综合水平的提高。维因伯格(Weinberger,2014)利用美国职业大典的数据,对1977-2002年间各职业就业人员具有的计算能力、人际能力以10阶段法进行了赋值,根据数值把职业分为了两类,一类是计算能力与人际能力赋值均高于5的职业,一类是两种能力中一方赋值高于5而另一方赋值低于5的职业。分析发现,两种能力赋值均高于5的职业的就业人数增加,仅一种能力赋值高于5的职业的就业人数减少。该研究还以1972年和1992年的高中3年级中的两个年级层为对象,考察了各层人群的高中数学成绩、领导经验和高中毕业7年后的工资之间的关系。结果表明,同时具有数学能力和领导经验的人的工资在增加,只有一方面能力的人的工资没有变化,不具有这两方面能力的人的工资在减少。这个结论揭示了能力间互补的重要性,即认知能力与社会情感能力,不是各自单独产生价值,而是相互组合(互补)来产生更大的价值。技术进步并没有否定人的任何一方面的能力,而是要求在提高各自水平的基础上达到新高度的互补。由此可以推论出,兼有两种能力的劳动者在以人工智能为轴心的新技术时代将为社会所需,他们的劳动价值会得到社会认可。

 

表22018年、2022年关键能力需求

资料来源:世界经济论坛《职业前景报告2018》。

  

以上的推论不仅在以往的数据研究中得到了验证,在近未来的预测研究中也得出了同样的结论。世界经济论坛的《职业前景报告2018》发表了313家跨国企业管理高层的调查数据,从中可以看出2022年需要的关键能力中,属于认知能力的有8个,分别是:分析性思考与创新,主动学习与战略性学习,创造性、独特性和主动性,技术设计与编程,批判性思考与分析,解决复杂问题,问题推理与构思,系统分析与评估。与2018年相比,技术设计与编程、系统分析与评估是新增项目,反映出人工智能时代对劳动者的数字技能的强烈需求,揭示了劳动力素质提高的方向。而领导力和社会影响、情绪性智商属于社会情感能力的范畴。这两个能力同时出现在2018年、2022年两个时间段里,由此可以说,社会情感能力在未来的人工智能技术环境中是不可缺少的。只要生产过程中有人的存在,只要市场及组织内部环境不断变化,就需要社会情感能力去发现问题、运用技术技能去解决问题从而实现劳动的价值。另一方面,包括脑力、肢体在内的基本认知能力的需求将会减少,如操作灵活性、持久性与准确性,视觉、听觉与说话,读、写、算等能力。一些基本操作能力的需求也会减少,如财务和物资资源管理、设备安装与维护、质量管理与安全管理等能力。这些能力基本用于实施程序化业务,其工作的操作标准简单明了,个人发挥创造性的空间较少,从能力层次看,虽然属于知识经验应用能力范畴,但处于低级层次。

世界经济论坛在2016年对人工智能时代的能力需求变化进行了探讨。当时的研究报告指出,高层次认知能力不仅在当时受到重视,而且在2020年对其的需要将会进一步增加。而对于与肢体相关的能力,专家大都认为其需求将会减少。尤其是设备维护、质量管理与安全管理等能力,2016年报告中还有五成的人认为需求会处于稳定状况(世界经济论坛,2016)。由于2016年、2018年的调查方式不同,因此不能对其进行严格的对比,但可以看到能力变化的趋势,即对高层次认知能力的需求一直处于增强趋势,而对设备安装与维护等低层次能力的需求则明显减弱,这反映出人工智能时代对能力的高层次化有着越来越强的需求。

巴克什(Bakhshi)等利用美国和英国数据预测了两国2030年各职业的就业增长和职业所需的能力(Bakhshietal,2017)。该研究中的职业能力包括120项。美英两国各职业最为重视的能力有15项(见表3)。从表3看,美国和英国总体情况类似。在美国,与人际交往有关的能力会越来越重要,这些能力包括指导、社交知觉/认识、协调、服务导向、主动倾听,以及相关知识,如心理学和人类学、教育和培训、治疗和咨询、哲学和神学。认知能力范畴中的应用能力也会越来越重要,如要求能够了解当前和未来形势并且能够做出行动规划(战略性学习);能够了解新信息对当前和未来问题的解决与决策发挥影响(主动学习);能够提出有关某个主题的许多想法(思想流利性)。在英国,有10项属于认知能力范畴中的应用能力,这些能力是判断和决策、思想流利性、主动学习、战略性学习、原创性、系统评价、推理、解决复杂问题、系统分析、批判性思考。在人工智能技术更为广泛应用的近未来,劳动者只有充分具备这些能力,才能够有效解决新环境中出现的新问题,并且能够有针对性地提出新想法,积极吸收新信息;能够识别社会技术系统的变化,了解社会技术系统各环节的互连和反馈关系并采取正确行动。另外,英国对于人际交往的能力也非常重视,这些能力包括指导、协调,以及相关知识,如教育和培训等。

表32030年美国、英国各职业中最重要的15项能力

资料来源:作者根据Bakhshi等(2017)整理。

 

2017年,日本人才咨询公司阿德卡(Adecco)对309家上市公司管理高层进行了抽样调查,收集到了两个时间点(调查时间点为2017年、人工智能普遍应用的2035年)对各种能力的需求程度。结果显示(见表4),2035年最需要的前10项重要能力中,5项为认知能力,包括创造性、分析性思考与抽象性思考、解决复杂问题、信息收集和解决简单问题。5项是社会情感能力,分别是人际关系、灵活性、挑战精神、领导力和积极性与主体性。2017年的前10项重要能力中,4项为认知能力,依次是分析性思考与抽象性思考、解决复杂问题、创造性和信息收集;6项是社会情感能力,如人际关系、积极性与主体性、挑战精神、团队工作与协调性、灵活性和目标实现意愿。从数量看,不论是2017年还是2035年,认知能力和社会情感能力的排名基本相当,表明无论什么时代,均衡能力结构都是必要的。从内容看,不论是2017年还是2035年,认知能力和社会情感能力的子项目基本相同,反映出企业能力需求具有一定的稳定性。从个别能力变化看,有两个突出现象,一个是认知能力中,创造性需求的大幅上升。这表明在人工智能时代企业将进行业务重组,要求员工在高价值工作领域创新工作方式和取得突破;另一个是社会情感能力中,对灵活性的需求有所提升。这反映出企业需要员工充分发挥主动性,去发现生产流程中的问题、发现新的社会需求,而不仅仅是执行指令。

表42017年、2035年最需要的前10项重要能力

资料来源:作者根据西村崇(2017)整理。

 

(三)符合时代要求的能力要件

综合以上研究,笔者认为,在人工智能时代,能力的首要内容应该是与人工智能有关的新知识、新技能。此外要在人工智能的学习与应用过程中提高社会情感能力,主要是指与人沟通的方法与相关知识。再者,劳动者的能力结构要向高层次升级,应重点发展高层次认知能力。具体概括为两个方向:一是应用人工智能技术创造新产品、新服务的能力,这里称作创造性思维能力;二是发现新问题和解决新问题的能力,这里称作环境应变能力,包括主动学习与战略性学习、解决复杂问题等。在人工智能时代,对于劳动者而言,重要的是使能力结构升级以符合技术发展需要,不仅认知能力要达到新水平,还要与工作方式变化相匹配,而且与人工智能技术互补的社会情感能力也要同步发展。鉴于此,人工智能时代的能力要件可归纳为以下四个方面。

1.人工智能知识

正如读、写、算是工业社会所必须的基本能力一样,对于要在人工智能技术条件下工作的劳动者而言,人工智能的基础知识是不可缺少的。这是以往时代所没有的全新的能力。所谓的人工智能知识,首先是数学知识。因为人工智能的基础就是数理模型,主要包括概率、统计、线形代数等内容;其次是数据科学,是在计算机上收集、解析数据的知识和技能,需要有数理和计算机语言知识,需要计算机操作能力。有了这两方面的知识,就可以形成关于人工智能的新技能:能够使用程序语言,利用既成模块,编制、操作或使用具有简单的感应、解析、反馈等智慧行为的自动化装备。劳动者掌握了人工智能的新技能,不仅可以理解新设备的基本机制,甚至可以研究更先进的人工智能、或利用人工智能来提高生产效率。根据领域、岗位、业务的不同,涉及人工智能的内容会有所不同。国家的教育、经济以及科技部门应该与企业联手设计内容、层次不同的教材,设定认知资格制度,作为评价人才的标杆。

2.社会交流能力

在人工智能时代,要创造新价值,人际或社会交流能力愈发显得重要。创造新产品、新服务及新的工作模式,意味着要对现状有充分的了解,利用人工智能对现状进行改变、重组。这需要周边很多人及社会的理解、帮助及合作。因此,在人工智能时代,人应该提高自身的社会交流能力,能简明扼要地说明目的,开诚布公地寻求理解与帮助,诚实守信地与人合作。社会交流能力的基础是情感,所以人在情绪、意志等方面的情商以及对于文化艺术的审美都非常重要。人工智能时代社会交流能力的特点,就是大量运用网络社交媒体、互联网等工具。这些工具有其便捷之处,但也存在虚假信息等伦理道德问题以及易受黑客攻击的脆弱性问题。社会交流能力与创造性思维能力一样,需要长时间的培养,需要社会氛围的支撑。社会交流能力的特殊之处在于它涉及性格,而性格有天生的因素。所以,在学校教育以及企业教育中,既要传授基本的交流方法,也要考虑个人性格中的天生因素,因人施教,调动有利因素,培养能够从社会中学习、有益于社会的人才。

3.创造性思维能力

人工智能技术使程序化的工作自动化,把人从单一循环、重度及危险的劳动中解放出来,给予人更多的时间,为人的创造性思维提供了更大的可能性。同时,人也必须发挥自己特有的创造性思维能力,才能在人工智能时代确立自身的存在价值。所谓创造性思维能力,是利用人工智能技术,结合自己所在的特定领域,去发现社会及市场需求,提出关于新产品、新服务以及新工作模式的能力。创造性思维能力包括抽象能力、综合能力和应用能力。抽象能力,就是能够概括出事物本质并发展成为概念的能力。借助抽象能力进行分析和推理,才会产生新的认识。综合能力,就是能够融会贯通,把不同领域的知识连接起来,进行整合、分析和再创造的能力。经济学家熊彼特认为,创新有五种形式,即产品创新、技术创新、原材料创新、市场创新和组织创新,它们无一不是生产要素间组合与创造的结果(约瑟夫·熊彼特,2016)。利用人工智能提出关于新产品、新服务以及新工作模式的设想,是对人工智能与其他知识进行融合与创造的过程,所以需要综合能力。应用能力,是能够把知识应用于解决现实问题,也就是解决问题的能力。其中的关键是有目的意识,能够发现问题,使创造性活动具有经济价值与社会意义。而这恰恰是人类特有的能力,无法用计算机程序再现。创造性思维能力,需要长时间的培养,从幼儿园到大学、甚至到就业之后都必须接受持续的教育或启发。同时,要在家庭教育、学校教育和社会上形成鼓励独创、容许差异的宽松氛围。

4.环境应变能力

环境应变能力,就是能够根据不同情境作出不同决策的能力。在人工智能时代留给人的工作基本上都是非程序化工作,它们不可事先预测,也无法编制操控指南,需要劳动者根据自身掌握的知识、经验、常识以及悟性来灵活行动。现阶段的人工智能可以通过大样本学习来增加经验和提高应变能力,但世界是复杂的,很多变化都带有偶然性,解决方案没有经验可循,这限制了样本数量,从而制约了人工智能应变能力的提高。与人工智能不同的是,人所特有的生命体的构造使得其对事物的理解在很多情况下只需要小样本学习和借助常识就可以完成(李开复,王咏刚,2017)。在以往的人才培养中,人们也注意到了环境应变能力,但人工智能时代的特殊之处在于劳动者要接触更为复杂的数字技术,而数字技术的进步日新月异,人们为了防止知识的陈腐化,要能够主动学习,因为仅仅靠教师或上级安排的在岗或离职学习完全不够,要根据自己的具体情况,不间断地吸取新知识。战略性学习,是具有前瞻性的、有长远目标的学习。这个长远目标,可以是对自己所在领域发展前景的预测、自我发展方向的判断,也可以是对企业战略的理解,提前着手学习新知识,当环境变化时就可以游刃有余地应对。人工智能时代的劳动者往往处于与自动化设备合作的作业环境中,生产过程中的故障不仅有硬件的问题,也有计算控制系统的问题,只有在对硬件、软件充分理解的基础上,才能解决现场工作中的复杂问题。总而言之,人工智能时代的环境应变能力,有其鲜明的时代要求,在学校教育和企业教育中必须使用有针对性的教学方法来培养有用人才。

以上归纳了符合人工智能时代要求的四个方面的能力,这四个方面的能力并不是独立存在的,它们之间有着不可分割的联系。人工智能知识是新时代劳动者能力的基础,有了它才能够驾驭自动化设备,进行新产品、新技术及新价值的创造。创造性思维是人工智能时代劳动者能力的核心,突出显示了人的智慧价值。而社会交流能力和环境应变能力则对人的气质或性格提出了新要求,要求处于人工智能时代的劳动者区别于越来越聪明的自动化设备,在纷繁复杂的社会和飞速变化的技术环境中发挥人的作用。

三、人工智能时代的劳动者能力培养

为了培养与人工智能时代相适应的人才,提高全社会的智慧水平,我们应该在理念、内容以及方式、手段上有所变革。

(一)突出个性化培养理念

在工业时代,大批量单品种生产是主流方式,为了提高效率实施机械化、专业化分工,产生了大量单一循环、目标明确的标准化工作岗位。企业将作业编成操作手册或计算机程序,要求劳动者达到按照手册或程序正确操作的能力标准。在这种体制下,劳动者和设备、产品一样都是标准化管理的对象,因此人才培养也是标准化的。体现在高等教育、职业教育及企业教育上,就是培养能够按照标准进行反复、简单作业的劳动者。教育方法基本上依靠大量、统一的习题,或反复练习。这样的理念与方法培养出来的学生或劳动者,只能做单纯的工作,其不仅在精度、速度方面要输给人工智能,并且会变得只能简单地对工作中的变化作出机械的反应,缺少发现问题、解决问题的能力,更谈不上创造新价值,而这种能力恰恰是人工智能时代的劳动者最需要的。因为程序化的工作都由人工智能完成,需要人来做的正是去发现工作系统的问题,不断地进行更新改进,提高生产效率,或者通过新思路、新方法创造新价值。因此,人工智能时代的人才培养,尤其要重视学习者的创造性思维能力,要在因材施教的理念下,充分发挥个人的潜在优势。

(二)构建人工智能素养教育体系

把人工智能教育贯穿小学、初高中、大学以及工作后的全部阶段,提高全社会的人工智能基本素养。目前,包括中国在内的主要国家都已经在小学及初高中开展计算机编程教育,在大学实施更为专业的人工智能教育。同时,针对在职者的相关教育也极为重要。这是因为人工智能技术对劳动的影响面越来越广泛,工作甚至职业变得愈发不确定,在职者要提前做好转业与转岗的准备。为了维持社会经济的可持续发展,国家应该就全社会、全生涯的人工智能素养教育制定战略规划,集结教育及各行业行政管理部门的力量,从资金、设备、师资、教材、技术资格认定、学习费用补助等诸方面制定具体措施。对于义务教育的中小学阶段,应该完善每个学校的信息网络,要使高速Wi-Fi网络覆盖全部校区,使每个学生都有自己专用的终端设备(电脑或平板电脑)。在教室等集体授课的场所,安装可以触屏输入、可以数据储存传递的电子黑板,在教学过程中使用人工智能设备。当前,教育界中能担任人工智能教学的教师人才十分欠缺。国家应该制定紧急行动计划,至少要在5年内填补中小学相关基础素养课程的空白,使每个学校至少有一名该学科的教师。教师的来源,可以直接从博士毕业生、企业的工程师等专业人才中招聘,可以不受教师资格的约束。在大学阶段,理工科要学习高度的人工智能技术,文科及美术、音乐等学科,也要开设人工智能专业课程,因为今后人工智能将在模拟人的艺术感受方面深入发展,需要既懂艺术又懂人工智能的人才。由于人工智能技术发展很快,要组织学术界和企业界的力量,及时更新课程,并且根据人在不同生涯阶段的特点编制有针对性的教材。应该利用大数据来补充劳动力市场信息系统并监控不断变化的技能需求,以适应所提供的课程与教材(OECD,2016)。要尽快设立国家人工智能技术资格认定制度,使学习成果能在社会上受到评价,提高学习者的学习积极性。对于在职人员的学习,应给予费用和时间上的支持。对于企业实施的员工培训,应该以减免培训费等激励政策给予扶持。

(三)实施问题导向及跨学科合作探讨的学习方式

创造性思维能力、社会交流能力的具体表现是能够利用人工智能技术解决现实问题,以及能够利用人工智能创造新产品、新服务与新工作模式。以往“满堂灌”的学习方式难以培养这些能力,今后应该加强问题导向及跨学科合作探讨方式的学习。所谓问题导向,就是有明确、真实并且具体的现实问题,解决这些问题是学习的目的。这需要企业与学校共同制订学习目标,引导学生进行社会实践。问题导向的学习方式,还需要学习材料具有现实性。数据要真实,设备及材料要先进,教材要能够反映前沿理论与实践。跨学科合作探讨学习包含四个方面,首先是跨学科的学习内容,即学生根据具体问题学习数学、统计、数据、人工智能以及物理、化学、生物、艺术等多学科知识,这需要打破以往文理分科的界限;其次是跨学科的学习成员,即打破以往班级学习约束,组成由不同专业背景学生构成的小组,尤其是大学阶段要尽可能采取这种办法;再次是小组学习方式,即在教师指导下以小组为中心进行讨论和得出解决方案。同时,要构筑互联网学习平台,教师与学生之间、学生与学生之间有充分的提问—反馈—讨论的渠道。跨学科合作探讨形式的学习方法,不仅有利于提高学习自主性和团队合作性,也有助于进行知识碰撞、知识整合和知识创造,从而提高综合能力和应用能力。

现阶段,包括中国在内的一些国家都在进行问题导向及跨学科合作探讨学习方式的实践,诞生了STEAM(Science,Technology,Engineering,Art,Mathematics)教育课程、问题/项目导向型教育课程(Problem/Project-BasedLearning:PBL)、创新思维课程等方法。但这些方式都处在发展过程中,需要专家和学者不断吸取有益经验对其进行改进。日本为了培养人工智能人才,制定了国家战略推行STEAM教育,并研究整理了具体案例,为各学校及企业提供参考材料。如日本某职业高中与企业合作,开展了STEAM教育课程。该课程的项目之一是设计使用便利的人工智能设备,推进智能化农业生产。项目分四个阶段进行。第一阶段引发学生对农业和机器人的兴趣,使用4个课时。教师启发学生考虑联系农业作业的实际需求,确定制作机器人的具体内容。企业技术专家介绍机器人控制语言,演示机器人的动作。学生进行讨论,得出关于制作方向的结论;第二阶段进行机器人控制与数学、物理等学科知识的应用,使用4个课时。具体任务有两个,一个是解剖分析现有农业机械,获得感性、基础认识,再使用控制语言设计机器人基本雏形,另一个是运用数学知识,探讨马达转速与机器人动作的关系,设计控制程序,制作马达。企业技术专家讲解高感度彩色感应器、图像识别等技术,联系物理知识,讲解关于摩擦作用的处理方法;第三阶段学习机器人开发的基本程序,使用4个课时。技术专家讲解现实社会中技术人员如何编写“产品规格书”、通用计算机语言、数据解析工具等,引导学生继续使用控制语言模块制作机器人;第四阶段进行总结和演示,使用4个课时。学生演示、讲解自己制作的机器人的特点以及与农业作业的关联。同时,教师引导学生梳理学习内容,激发今后学习机器人技能的兴趣(经济产业省,2019)。

(四)利用人工智能技术提高学习效率,增强学生的创造性思维能力、社会交流能力

现阶段的人工智能已经可以代替教师对学生进行辅导,提高学生的学习效率,如X-Tech、EdTech、LearnTech等技术。这些工具可以根据每个学生的实际情况,给出不同的学习指导方案,提高学习效率。有国外学校在教学中引进了人工智能系统,学生使用平板电脑阅读数学教材、做习题。人工智能系统收集所有学生的学习信息,包括答案、解题过程、速度、集中力、理解力等,在此基础上判断出每个学生的强、弱项,给出符合个人学习水平的阅读材料和习题,大大提高了学习效率。该学校利用人工智能对小学六年级学生进行了初中一年级上学期的数学课程教育,常规需要14周的学习内容仅用2周就完成了,并且学生们的考试成绩都超过了常规教育的平均点。如果能如此高效地接受知识,学生就可以把时间更多地用在联系实际的项目学习以及体育、艺术等活动上,强化学生创造力和社会交流能力的培养。如果说铅笔、笔记本、橡皮是传统必需的学习工具,那么当前与互联网无障碍连接的电子终端已经成为人工智能时代学习的必要工具。国家应该尽快完善义务教育、高中教育、大学教育和在职教育的电子化环境,引进人工智能设备,提高全社会的学习效率。

目前,人工智能正以前所未有的速度部分或完全替代人的劳动,社会生产率将会大大提高。我们必须精准理解人工智能对职业、劳动和能力的影响,从国家层面制定战略规划,运用市场经济杠杆和政策手段提高包括义务教育、高中教育、高等教育和在职教育在内的生涯教育的人工智能基本素养,维持社会经济的稳定发展。

 

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人工智能时代需要怎样的教师

“我的工作会被机器人取代吗?”人工智能的迅猛发展,让越来越多的人开始担心自己的“饭碗”。而随着人工智能进军教育领域,许多教师也开始忧虑起来:“机器人会让我失业吗?”

实际上,这种担心并非空穴来风。2016年5月,美国佐治亚理工学院计算机科学教授艾休克·戈尔,在自己的网络课程中,将一款聊天机器人安排为自己的助教。这一聊天机器人在后台回答问题的功能非常强大,学生们根本没有注意到自己的聊天对象是机器人。人工智能会取代教师吗?

教师被人工智能替代的几率为0.4%

“如果你的工作包含以下三类要求,那么你被机器人取代的可能性非常小:社交能力、协商能力以及人情练达的艺术;同情心以及对他人真心实意的扶助和关切;创意和审美。”北京师范大学教育学部副部长余胜泉说,“反之,如果你的工作符合以下特征,那么被机器人取代的可能性就非常大:无需天赋,经由训练即可掌握的技能;大量的重复性劳动,每天上班无需过脑,但手熟尔;工作空间狭小,坐在格子间里,不闻天下事。”

余胜泉告诉记者,英国广播公司(BBC)基于剑桥大学研究者的数据体系,分析了365种职业未来的“被淘汰概率”。其中,电话推销员、打字员、银行职员等职业,分别以99.0%、98.5%、96.8%概率,被列为可被人工智能取代的职业;而艺术家、心理医生、教师等职业,分别以3.8%、0.7%、0.4%的概率,被列为最不可能被人工智能取代的职业。

“BBC分析认为,教师被机器人替代的概率只有0.4%,但英国教育专家AnthonySeldon则预测现在离人类教师消失只剩下3000天。孰是孰非呢?”《华东师范大学学报(教育科学版)》主编杨九诠说,“我想不可能有也不应该有肯定的答案。但值得注意的是,此‘教师’已非彼‘教师’。在未来新的社会样态、教育样态、知识样态和学习样态中,教师的思想观念、心智结构、生活方式和角色意识等,以及教师与社会、组织、学生、同行的关系,都可能发生颠覆性的全新变化。”

“传道、授业、解惑,是教师的主要职责。随着人工智能的出现,智能机器人可以代替教师传授知识、解疑答难、展示方法、考试阅卷,但在‘传道’这一块是替代不了的。”新疆呼图壁县教科局局长朱新宇说。

“目前的智能教学系统还是对优秀教师的模拟,建立教师模型、学生模型、教学法模型和交互模型等。所以说,人工智能远远谈不上对教师、特别是优秀教师的直接威胁。我们可以将人类智慧编码输入电脑,但不可能将电脑芯片植入一个健康的大脑。”北京大学教育学院教育技术系教授贾积有说。

人工智能将是教师的得力助手

“人工智能不可能取代教师,而是要成为师生的强大助手,可大幅提升教与学的效率和效果,所以学校应积极拥抱人工智能。”科大讯飞轮值总裁吴晓如说。贾积有也表示,人工智能技术在教育领域的应用与传统教学方法相比具有比较显著的正面影响。

贾积有介绍,数据挖掘技术应用到教育上,可以实现教育决策和管理的民主化及科学化;学习分析技术可以帮助教育者更好地实施个性化和适应性教学活动,也可以帮助学习者更准确地认识自己,开展针对性学习,改进学习效果,提高学习效益;模式识别技术如情感识别等可以自动识别学生的情感状态,以便实施适应性教学;自然语言处理技术一方面可以作为辅助工具应用到语言教学上,促进学生听说读写译各个方面的发展,另一方面作为人机交互手段应用到智能教学系统上,实现自动答疑。

余胜泉也认为,人工智能在教育未来的许多方面,如自动出题与批阅、学习障碍诊断与及时反馈、问题解决能力测评、学生心理素质测评与改进、青少年体质健康实时监测、学生成长发展指导、智能学习伴侣、个性化智能教学、综合素质评价报告等方面,都可以承担起教师的角色。

“人工智能将引发现代教与学的革命,众多语音图像识别、可穿戴设备、虚拟现实成像技术渗入课堂,使得现行的教学媒介、师生评价反馈、深度学习等都发生改变,学生个性化、任务单式的学习,团队项目式的学习,多学科的统整融合实践等,都将在智能设备的支持下变得更便捷。”广东省深圳市南山区后海小学校长蒋和勇说。

“人要驾驭机器,而不能被机器奴役。”北京市第十八中学校长管杰表示,有了人工智能的辅助,教师可以腾出更多的时间和精力,创新教育内容、改革教学方法,让教育变得更好。教师就不再仅仅是知识的传授者,还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,成为学生学习的陪伴者、动力的激发者、情感的呵护者,真正成为学生“灵魂的工程师”。

不会使用人工智能的教师有可能被淘汰

“显然,未来的优秀教师将是那些善于使用人工智能的教师,教师要主动拥抱人工智能。”教育部基础教育课程教材发展中心主任田慧生说,“我们应该积极面对人工智能带来的挑战,同时提高自身的自主学习能力,培养创造力。创新思维的培养,就是要呵护学生的好奇心和求知欲,鼓励学生发现问题。”

“人工智能不能取代教师,但是使用人工智能的教师却能取代不使用人工智能的教师。”余胜泉说,未来的教育是人与人工智能协作的时代,充分发挥机器与人类不同的优势是提高教育生产力的关键,人工智能将会取代简单重复的脑力劳动,教师要发挥人类的创新、复杂决策、情感关怀激励等优势。

朱新宇认为,在人工智能时代,教师教学必须抓住3个核心:一是教授学生有价值的知识,同时培养学生探寻知识的兴趣、欲望和方法;二是培养学生良好的品行;三是启发学生寻找人生的价值和意义。

“最基础的教育,将不再需要教师;而‘更好教育’的需求以及市场选择中不同的支付渠道和交换方式,将大大提升教师的薪资水平和社会地位。”杨九诠认为,“教师将成为未来社会不同类型、不同规模的学习中心重要的共同规划者和运行者,从而成为社会与教育的协同创生力量;在工作性质和社会筛选的相互作用下,教师的道德水平将提升到新的境界,甚至可以想象,未来教师的薪资中将可能包含社会供养的成分。”

教育部教师工作司司长、北京外国语大学党委书记王定华说,教师要不断增长本领,善用人工智能,提高教学效果,扩展知识疆域,调动学生兴趣,不能对其漠然置之、不屑一顾。同时,教师也要体现主体地位,永做学校主人,关注学生成长。人不仅是学习知识的认知体,更是有血有肉的生命体。教师职业必将长期存在,人工智能则发挥必要辅助。

“面对信息技术和人工智能的日新月异,有关大学和中小学应加快教师发展信息化步伐,主动拥抱人工智能,进一步推动信息技术在教育教学、教育管理、教育服务过程中的应用,利用智能技术支撑人才培养模式的创新,支撑教学方法的改革,持续不断地造就一批又一批掌握信息技术、具有创新思维的教师。”王定华说。(本报记者苏令)

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