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)
我们需要怎样的人工智能基础教育
加强人工智能基础教育,是未雨绸缪应对未来社会发展的必然选择和要求。在促进教育高质量发展的过程中,人工智能不仅要被作为“术”,即提供科学知识与核心技术的内容载体和工具方法,更要被作为“道”,提供观念理念与思维认知,助力“实现人的自由”“促进人的全面发展”。
人工智能被视为影响第四次工业革命和教育革命的标志性技术,人工智能基础教育的重要性也已成为社会共识。随着《新一代人工智能发展规划》的颁布,教育部先后提出将有关编程教育纳入中小学生必修课程及高考等政策,并在北京、广州等5个城市进行试点。这被普遍认为有利于推动人工智能在基础教育阶段的发展。
尽管不少学生将编程列入校外学习清单,高中生对信息学奥赛的参与度也大热,但据《开发者技能报告》数据显示,中国学校的编程教育渗透率仅为0.96%,美国和英国则分别为44.8%、9.31%。此外,在资本的驱动和教育竞争焦虑的“哄抬”下,人工智能基础教育出现的一些乱象,不可不察。
比如,人工智能被窄化理解为编程,国家义务教育阶段课程标准付之阙如,专任教师队伍专业化程度较低,课程教材等资源配置质量良莠不齐;学校教育受到校外培训挤压的同时又严重依赖于校外力量,学校教育社团化、小众化、择优化倾向严重;区域差异、城乡差异、校际差异及性别差异较大;教学评价单一化与竞赛功利化并存等问题凸显,等等。人工智能基础教育随着其重要性的提升,愈发呈现工具化、资本化、分层化和功利化倾向,这显然与人工智能基础教育的初心和科技向善的价值理念相违背。
加强人工智能基础教育,是未雨绸缪应对未来社会发展的必然选择和要求。在促进教育高质量发展的过程中,人工智能不仅要被作为“术”,即提供科学知识与核心技术的内容载体和工具方法,更要被作为“道”,提供观念理念与思维认知,助力“实现人的自由”“促进人的全面发展”。
基础教育不同于职业教育和高等教育,不是为了培养受教育者专业的技能、习得精深的知识,而是旨在为儿童打下未来身体发展、人格发展、学力发展和社会发展的基础。科学素质、科学素养已是现代社会的基本素质和必备素养,可以预见的是,面向未来智能社会,计算机科学等必将纳入核心科学的范畴。那么,我们究竟需要怎样的人工智能基础教育?
计算机科学作为一门真正要深入到中小学教育中的科学,被赋予了促进公平的更多责任和期待。从教育对象的全纳性出发,作为计算机科学分支的人工智能,应贯穿从小学到高中的连续学校教育过程。以科学或信息技术课为载体的人工智能教育,不应只是部分学生的“特长”、部分学校的“增光项目”、部分地区的“优先权”,而应是面向所有学生的普及教育、扎根于日常课堂教学中的基本素养和必修学科,注重可教性、可学性与可获得性。越是欠发达地区,越应落实课程的普及化开设和差异化教学,并将其作为促进公平、提高学校吸引力的抓手。
学校教育的知识传授目标之本在于“传道”,之末在于“授业”。知识的增加是一种外显的行为变化,而知识随着技术发展与社会更迭会不断发展和变化,知识的学习也是无法穷尽的。人工智能的发展正在重新定义人类知识和能力的价值,强化对知识机械记忆的教育将越来越没有价值,而学校教育和课本教材的更新速度也远不及科技知识发展的速度。况且学校教育的时间非常有限,知识的传授并不是越多越好,通过知识的学习来培养学生的能力和素养才是内隐的核心。
有必要指出,教中小学生编程,不是为了让他们会背代码、算数学、写程序,人工智能作为学习的内容载体和路径形式,最终的目标应是让学生掌握基本原理、问题解决的思路与方法、培养批判性思维的科学精神及学习兴趣。当前,各级各类的编程类、信息学等竞赛激励过早介入,形成了恶性竞争和拔尖筛选机制,同样扼杀了人工智能基础教育的可能性和公平性。未来,有必要进一步优化竞赛机制和功能。同时,也应通过多种方式的引导,增强人们对人工智能基础教育厚基础、重实践、强思维、求创新这些核心目标的关注和理解。
(作者:王学男,系中国教育科学研究院博士、助理研究员)
《光明日报》(2021年02月03日02版)
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主办单位
1、主办单位1.1北京理工大学北京理工大学是一所以理工为主,工、理、管、文协调发展的全国重点大学,是国家长期以来重点建设的高校,在全国首批建立研究生院,首批进入国家“211工程”和“985工程”建设行列。北京理工大学的前身是1940年创立于延安的“自然科学院”,是中国共产党创办的第一所理工科大学,现隶属于中华人民共和国工业和信息化部,首批进入世界一流大学建设高校A类行列的高等院校,首批高等学校科技成果转化和技术转移基地,全国重点建设职业教育师资培养培训基地,工业和信息化部高校联盟、中国人工智能教育联席会成员。
1.2中国关心下一代工作委员会健康体育发展中心中国关心下一代工作委员会健康体育发展中心是在国家事业单位登记管理局登记的事业法人单位。是中国关工委的直属事业单位。具有利用社会资源举办公益项目的资质。以《中国关心下一代工作委员会工作条例》为准则,通过与教育部、国家体育总局等相关部委的协调配合,积极开展促进青少年身心健康的各项体育活动与健康教育工作。在党中央、国务院的领导下,在上级单位中国关工委的支持下,以解放思想、改革创新、统筹兼顾、凝心聚力为宗旨,努力培养有理想、有道德、有文化、有纪律,在“德智体美”全面发展的,具有中国特色的社会主义事业接班人。
2、联合发起单位深圳市帕拉卡科技有限公司北京码高教育科技有限公司杭州编程侠科技有限公司深圳市玛塔创想科技有限公司北斗遨翔(北京)教育科技有限公司南京乾纬智能科技有限公司广东优品智学教育科技有限公司北京一维弦科技有限责任公司北京明德慧科教育科技有限公司北京智慧鱼机器人教育科技有限公司北京阳光佳文教育科技有限公司北京童程童美科技有限公司杭州乐码科技有限公司贝芽智能科技(苏州)有限公司苏州星土数据科技有限公司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)
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郝芳华:“人工智能+教育”复合型高水平人才培养的模式创新
郝芳华
造就拔尖创新人才是国家对高等教育的新要求,培养新时代卓越教师是师范院校的新使命,人工智能+教育已成为高校创新改革的新动能。华中师范大学在“人工智能+教育”人才培养方面开展了探索实践并取得了显著成效,面向未来教育,我们需要进一步思考创新,努力构建人工智能与教育双向赋能的人才培养模式,实现人工智能与教育融合发展。
一、人工智能+教育已成为新时代高等教育创新改革的重要方向
党的二十大报告首次将科教兴国、人才强国、创新驱动发展三大战略一体谋划、一体推进,并指出人才是第一资源。培养拔尖创新人才是教育事业发展的新要求,体现了党中央对教育的基础性、先导性、全局性地位和作用的强调与期待。
习近平总书记指出,要办好人民满意的教育,加强交叉学科建设,建设世界一流的大学。因此,建设创新人才培养高地是高校应担负起的新使命,培养新时代卓越教师成为引领师范大学发展的主旋律。围绕新要求和新目标,高校需要有新的教育理念、新的办学思路和新的教学方法,要形成新的教育形态,以支撑新时代人才培养的需求。
随着疫情给全国高校教育教学带来的巨大影响,在线教学、混合式教学也已走向“新常态”,我们再也不可能、也不应该退回到疫情发生之前的教学状态。因此,融合“人工智能+”的教育教学已经成为全球高等教育的重要发展方向,是助力高质量人才培养的重要动能和关键突破口。
世界各国高度重视人工智能+教育的发展战略,纷纷出台政策引导抢占全球智能教育的制高点,人工智能+教育已成为世界各国教育创新改革的重点。我国也将人工智能+教育作为教育创新发展的战略,融入到教育现代化建设大局之中。
在人工智能时代背景下,“人工智能+教育”复合型人才是人工智能发展的必然趋势,而如何构建人工智能与教育双向赋能的人才培养模式,实现人工智能与教育融合发展,成为“人工智能+教育”交叉研究领域值得思考的重要问题。
二、国内外高校关于复合型人才培养模式探索的现状
国外高校积极探索学科交叉复合型人才培养,在招生方式、课程设置和培养方式等方面形成了一系列有效的经验与措施。如在课程建设上注重文理结合,以不同学科教师交叉讲授拓宽学生视野;在培养方式上,注重培养学生的理论和实践能力,采用多种教学方法,实行双导师制为学生的专业发展提供指导。以牛津大学和佐治亚州立大学为代表的国外高校也开展了“人工智能+教育”的有益探索。
2020年,教育部、财政部和国家发改委《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》中提出设立一批交叉学科中心。今年9月,国务院学位委员会、教育部发布的《研究生教育学科专业目录(2022年)》新增第14个学科门类——交叉学科。当前,国家进一步实施教育数字化战略行动,构建国家智慧教育平台,提供优质教育资源。这些举措都为复合型人才培养提供了良好的支撑。
国内已有诸多高校开展“人工智能+教育”人才培养实践探索,如北京师范大学以“四个坚持:坚持立德树人根本任务、坚持本研一体化培养、坚持通识课程供给侧改革、坚持转变教学方式”探索拔尖创新人才培养新路径;华东师范大学提出了“一流专业教育+一流教师教育+一流智能教育”人才培养新目标和新形态;华中师范大学提出“一创造+两并重+三协同+四融合+五育并举”的创新人才培养模式,即创造拔尖创新人才培养的生态环境,理论与实践并重、科教与人文并重,教师学生机器高效协同,“物理-网络-资源”多空间融合、“线上-线下-混合”多模式融合、“教、学、管、评、测”全过程融合、产学研融合。
面向未来人才的需求,“人工智能+教育”人才培养仍需要进一步提升培养体系的适切性、评价体系的科学性和体制机制的保障性。
三、华中师范大学“人工智能+教育”人才培养探索实践
华中师范大学响应国家人工智能发展战略和国家急需专业技术人才培养需求,把促进信息科学与教育学之间的交叉融合作为学校核心发展战略,将国家战略与学校优势紧密结合,积极开展“人工智能+教育”人才培养探索实践。
经过重点布局和长期建设,学校在信息技术与教育融合研究领域积淀了底子厚实、特色鲜明、优势突出的办学基础,先后获批教育领域唯一的国家工程实验室和国家工程技术研究中心、省部共建协同创新中心、教育部战略研究基地等若干重大科研基地和平台,为新时期国家人工智能教育重大战略在华中师范大学优先落地、率先示范打下了良好的基础。
2020年5月,华中师范大学在国内率先组建成立人工智能教育学部,建成了约10万平方米的人工智能+教育大楼,在促进学科交叉、培养复合型人才方面迈出了新步伐。学校紧扣创新型复合型人才培养的导向,主要在三个方面做出创新与探索。
(一)创新机制体制,完善人才培养保障体系
首先,学校采取高位嫁接、高起点推进的组建思路。整合了国家数字化学习工程技术研究中心、教育大数据应用技术国家工程实验室、教育信息技术学院、教师教育学院、伍伦贡研究院等4个二级建制教学科研单位和12个国家级和省部级教学科研平台的优质资源,实体组建人工智能教育学部,力争打造“人工智能+教育”领域交叉学科创新基地和人才培养高地。
其次,采取全新的“学科特区”管理体制机制。一是在管理体制上,学部设立理事会、发展战略专家委员会和学术委员会,由校长担任理事长,“人工智能+教育”领域校外专家担任发展战略专家委员会主任,教育信息化领域校外专家担任学术委员会主任,副校长担任部长,搭建“校、部上下贯通,校内、校外协同”的治理结构,为学部“高位嫁接、高起点推进”提供坚实的组织依托和制度保障。二是在放权机制上,学校最大限度赋予了学部自主权,在人才引进、学科建设、办学空间、人才培养、研究生招生、科研评价、成果转化及条件保障等方面给予政策倾斜。三是在用人制度上,学部实施“内培外引”策略,采取“固定+协同”的用人模式,吸引相关学科和学院的教师“双向选择、自由加入”学部平台,围绕目标任务采取双聘制、合作制、项目制等多种“柔性引进”的方式,吸引校内外相关领域优秀专家、人才团队作为项目组负责人和成员,组建联合团队,开展协同科研攻关与技术合作。
(二)重构培养体系,创新教育教学模式
一是构建了理论与实践并重、科教与人文并重,师生机高效协同,“物理-网络-资源”多空间融合、“线上-线下-混合”多模式融合、“教、学、管、评、测”全过程融合、产学研融合的创新人才培养模式,实现学术、艺术和技术的完美融合,德智体美劳五育并举。二是开展人工智能与教育、心理、体育、文学、艺术等多学科交叉,组建了包括国家级人才以及领域知名专家的师资队伍,形成了多层次、多类型的培养体系。
(三)转变教学与评价方式,实现科研教学双向赋能
一是打造“数字华师”,集教学、科研为一体,将学术、技术与艺术相交融,构建了新型数字化教育环境。二是打造物理空间与虚拟空间融合的智能立体教学场,实现课内课外教育教学数据的全面融通。三是打造“以学习者为中心”的综合评价体系,将结果性评价为主转变为以数据驱动的过程评价为主,以多元评价和差异化评价促进学生发展。四是以智能平台为依托,提供数据驱动的支撑服务体系,实现了教学差异化、学习个性化、管理科学化、评价精准化,有效促进科研教学双向赋能。
华中师范大学经过多年的探索实践,取得了显著的成效。
第一,形成了智慧育人的教育生态。建成了26门国家级一流课程,开展了大规模数字化教学实践,培养师范生1.6万人,涌现出多名“中国大学生自强之星”,中央媒体对公费师范本科优秀毕业生谷雨竹进行专门报道;教师的教学创新能力不断提升,在两届全国教师教学创新大赛中获奖6项。
第二,人工智能+教育的学科发展、科研创新、平台建设持续涌现。学校教育学进入一流学科,教育大数据应用技术国家工程实验室纳入国家工程研究中心新序列,学校在教育领域国家自然科学基金项目数连续5年全国排名第一,并获批本领域国家首个重点项目。
第三,社会服务能力不断提升。学校建成国家教师发展协同创新实验基地、国家智能社会治理实验基地、湖北省教师教育创新发展联盟等数字化与教师教育融合创新平台,在全国范围开展教师培训,助力数字教师培养。建设人工智能教育宁夏研究院、武汉智能教育产业技术研究院等,助力国家智慧教育示范区建设。
在疫情期间,学校依托教育大数据应用技术国家工程研究中心构建的云课堂平台,服务于华师全体师生开展在线教学;依托教育大数据平台,面向湖北省和全国几十万中小学开展师生智能诊断分析与精准服务。大力支撑停课不停学、停课不停教,确保线上学习与线下课堂教学质量实质等效。
四、关于“人工智能+教育”人才培养的新思考
人工智能时代给师范类院校人才培养带来了机遇与挑战。基于华中师范大学的实践探索,我们看到,未来需要进一步优化人才培养体系、不断完善机制体制、夯实人工智能+教育人才培养的基础。
第一,以“人工智能+教育”引领混合教学的新潮流。要进一步推动线上与线下学习场景、物理与虚拟学习空间的连接和学习数据的流通,打造多空间融合的智能立体教学场,提供更加灵敏、适切的教学支持。
第二,以“人工智能+教育”创设人机共生的新景象。要让人类智能与机器智能之间“取长补短”,充分发挥融合潜能。让人类教师和AI教师共同扮演学生学习的引导者、学生发展的促进者和学生情感的呵护者角色,实现“教书”和“育人”工作的提质增效。
第三,以“人工智能+教育”开辟终身学习的新路径。要进一步打通正式教学与非正式教学的界限,以碎片化学习、游戏化学习、混合式学习等学习形式扩充知识获取的边界,帮助建立人人皆学、处处能学、时时可学的终身学习体系。
未来已来,让我们携手并进,以智能教育创新彰显大学责任与担当,为教育现代化事业贡献力量!
【本文系华中师范大学校长郝芳华11月26日在2022高等教育国际论坛年会主论坛上的报告】