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人工智能：加快推动智慧教育进展的“催化剂”

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摘要：智能时代下以人工智能、大数据为代表的新兴技术对教育的变革具有极大的推动作用。然而无论人工智能如何发展，教育本质始终是以人为本，培养“智慧型”人才，这正是智慧教育的核心理念。本研究通过浅析智慧教育的内涵与人工智能之间的联系，相应地提出主要从提高学生的核心素养、构建智慧校园、推动教学模式创新、助推教师队伍建设等四方面来阐释人工智能加快智慧教育进展的运用途径。

关键词：人工智能;智慧教育;教育本質

中图分类号：TP18 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）19-0095-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

人工智能对教育变革的作用越来学凸显，现人工智能技术主要基于教育表面层次的应用，还未能实现人工智能与教育的深度融合。2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》（以下简称《发展规划》），规划中明确提出推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用;构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系翻。如何就人工智能推动教育现代化发展，如何变成促进教育进化的良药，让教育变得更有“智慧”成为一个亟待解决的重要命题。

新兴技术的不断出现与发展，也使得教师与学生在教与学中所面临的一个重要挑战，尤其是对教师提出了更高的要求。教师在教学中，不仅仅是简单的应用新的技术辅助教学，更重要的是实现人的全面培养。人工智能所具有的灵活性、智能化、多元化等特征，将最大程度上与教育有效结合[3]，使得人工智能成为教育各方面变革的“催化剂”。

2 智慧教育的内涵

相对于传统教育，智慧教育主要体现在“智慧”上，使得教育更符合智能时代下的人才培养需求。智慧教育是基于传统教育的本质上迭代进化的，我们并不是要完全否认传统教育，就好比对传统教育理念判以死刑，然而我们却找不到他的“躯体”。其智慧教育更像是对传统教育的进一步的迭代。近些年的STEM教育、创客/创新教育、智能教育等其都是对传统教育的变革，在技术层次上表现为信息技术作为教学的辅助工具更为智能化;在教育理念上表现为实现人全面的发展，培养具有“智慧”的人。

在教育信息化提出与新兴技术的发展，普遍开启了智能教育，大力实施智能教育。相对于智能教育，智慧教育更体现在教育的“智慧”上，旨在培养有“智慧”的人才。智能更体现在技术层次上的，然智慧更表现在人本身。本文将智慧教育看作是一种教育学界目前想要达到的理想教育生态或目标，而智能教育更像是达到智慧教育的一种发展过程中的现结果或阶段。祝智庭教授曾用中国道家文化“道、法、术、器”思维框架来理解智慧教育与智能教育[4]，如图1。可以发现智能教育注重信息技术（器）的使用，运用信息的应用技能（术）来达到理想状态的教育。然智慧教育更像是始终基于以人为本的教育理念（道），创新变革教学方法（法）来实施教与学，从而实现人的全面发展。

不同的学者对智慧教育理解不同。其中祝智庭教授认为智慧教育是通过构建技术融合的生态化学习环境，通过培植人机协同的数据智慧、教学智慧与文化智慧，本着“精准、个性、优化、协同、思维、创造”的原则，使其由不能变为可能，由小能变为大能，从而培养具有良好的人格品性、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才[5]。

本研究结合以往学者们的研究以及作者自己对智慧教育的理解，认为智慧教育是基于智能学习的理论，运用人工智能、大数据、云计算等新兴技术构建一种智能化、泛在化、多元化的学习生态，提供个性化服务与环境，促进学生深度学习与交互式学习，实现人的多元智能发展，为未来社会培养智慧型人才。

3 人工智能对智慧教育的支撑

3.1 教育领域中人工智能的意义

人工智能与教育的深度融合更是加快创新教学模式、学习方式，推动教学观念变革，构建包含智慧化的终身学习教育体系。人工智能不仅仅使得技术越来越智能化，更是使得教育越来越“智慧化”，将人工智能教育朝向教育人工智能发展。闫志明[6]等人认为将教育人工智能定义为：是人工智能与学习科学相结合而形成的一个新领域，重在通过人工智能技术，更深入、更微观地窥视、理解学习是如何发生的，外界因素如何影响学习的是，进而创造有利的学习条件提供学生高效学习。

人工智能作用在教学中的教学治理、教学评价、教学方式、教学模式等方面具有重大影响。就人工智能支持下探索STEM跨学科融合模式的研究，是对STEM教育实现教育更高程度“智慧”的一种创新融合探索[7]。人工智能的到来将颠覆传统的教学理念，图像识别、语音识别、感知监测等人工智能技术将大大地影响着学习方式、思维方式，实现个性化学习。同时，这对于教师来说，人工智能可以替代教师时时检测与收集学生的学习状况、心理状态相关数据的角色，时刻了解学生，制定相应的教学设计，实现精准教学。并且，人工智能也使得教师摆脱烦琐、重复性的工作，减轻教师的负担，这样教师有大量的时间针对各个学生制定相应的学习策略，更全面的关注学生，实现个性化学习。

3.2人工智能对推动智慧教育的进展是一种良药

近在人工智能技术的浪潮下，各个领域都在积极开展对人工智能运用的研究，尤其在工业领域上摆脱了繁重、烦琐、重复性的工作。然而有的学者认为人工智能在教育领域的应用，依旧摆脱不了“工业流水线”的印记，这使得“我们把机器开发的越来越像人，而把人培养得越来越像机器”。人工智能给教育带来的影响并不是多数人所想象的：教学过程中是不是无须教师这一角色;学生只需在智能助手的帮助下完成学习整过程;未来是否还有学校等等，这些消极情绪所带来的疑问。所有的硬币都有两面性，同样的人工智能给教育领域带来的有消极也有积极的影响，但毫无疑问人工智能给教育所带来积极面要远远胜过消极面。人工智能在教育中运用是多方面，无论是在教学方式的革新和丰富教学资源，还是教学环境的智能化和教学评价的多元化都具有重要影响，极大地加快教育现代化与智慧教育进展。

在《发展规划》中明确强调发展智能教育，主动应对新技术浪潮带来的新机遇和新挑战。传统的教育已不能满足人才的培养需求，需新的教育理念引领教育，从而构建新的教学模式与教学生态，基于以人为本，培养具有沟通协作能力、批判性思维的创新型人才。无论技术如何发展与进步，始终把握教育的本质，不会产生“技术威胁论”这一说。就像北京教育科学研究院课程中心副主任王凯所说：“当将人工智能作为一面镜子来审视教育时，我们会发现，关爱心灵，塑造品质，提升思维，促进成长，才是教育的本质。”同时，也应认识到人工智能对教育变革的巨大作用，改变了学习方式、学生的认知方式和学习的生态系统等，所以人工智能对教育变革是一种良药。

4 人工智能对智慧教育的实施途径

智慧教育最终理念是实现人的“自由”。教育的本质是人，那么教育就不应该是束缚人的“枷锁”，尤其是在基础教育阶段，学生对所见到各种实物都充满着好奇，好奇心使得学生积极乐于“做、想、思”，从而引发学生的发散性思维，有助于培养创新性思维。人工智能与教育深度结合，以智能理论为框架，多方面提升学生素养，这对培养智慧型人才具有重要作用，符合智慧教育的理念与目标。针对如何实现教育和人工智能的深度融合、全方面培养学生，下面人工智能主要从提高学生的核心素养、构建智慧校园、推动教学模式创新、助推教师队伍建设四方面（如图2）来阐释人工智能对智慧教育实施途径。

4.1 提高学生的核心素养

人工智能的发展促进了学习者21世纪学生发展的核心素养的培养，满足未来社会的人才需求。《发展规划》中，明确提到利用智能技术推动人才培养模式，开启智慧教育，逐步在基础教育阶段开展编程教育，这对学生的核心素养的培养具有重大影响。学校积极开展科学探究课程或研究性课程，以创客教育为途径开展机器人编程大赛，让学生寓教于乐进行深度学习，自主合作探究完成学习项目，促进学生创新素養及问题解决能力的提升。通过各种教育创新实践活动，引发学生的设计思维、计算思维、创新思维等，从而提高学生的核心素养。

4.2 构建智慧校园

智慧校园是指将以人工智能、大数据等为典型代表的新兴信息技术支持服务于师生、管理人员等进行教学、学习、管理、科研、生活和文化等各个方面的新型校园生态。《发展规划》明确开展智能校园建设，推动人工智能在教与学、管理、科研等方面的应用。《行动计划》中规定建设教育资源公共服务平台、网络学习空间和规范建设数字校园等一系列行动，都是保障智慧校园的建设。智慧校园是为学生更好适应未来社会的需求和培养创新型人才的育人场所。学生在智慧校园中，可进行个性化学习，无缝式学习、探究式学习等，学习时空更加灵活开发化，服务更加符合人的需求。智慧校园不但是智慧教育实施的场所，而且是培养学生全方面德智体美劳的外显环境，这种环境既包括基础设施、智能终端、应用系统的硬件环境，也包括虚实结合的教与学空间、以及智能网络学习空间，其满足智慧教育下的学习需求及科研研究。

4.3 推动教学模式创新

随着人工智能在教育领域的深度融合，推动着教学创新，探索智能环境下的教学模式。传统教学课堂都是明确划分各学科的界限，而STEM教育的出现，打破了学科界限，强调将科学、技术、工程、艺术与数学等学科知识串联一起，进行跨学科边界学习，从而培养实际问题解决能力与创新能力。同时，人在实施STEM教育中引入人工智能技术，全方面支持学生进行跨学科学习。比如在数学课程中，通过智能导师的辅助添加音乐的元素，不仅完成了课堂的学习任务，而且培养了学生的音乐艺术细胞。在最后的学习考核中，这个班级不仅在数学成绩上名列前茅，并且在音乐歌唱比赛中取得优异的成绩。并且通过人工智能技术，对教学中收集的各种数据进行统计分析与建模，这有助于改进教师的教学方式与学生的学习方式，进而实现教学创新，培养高质量人才。

4.4 助推教师队伍建设

新型技术的不断发展，融于教育中，这对教师也相应地提出更高的要求。为加快教师信息素养的提升，主动适应人工智能等新兴技术的教育变革，有效开展教育教学，2018年9月国家教育部颁布的《关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》，积极探索人工智能对教师教育、管理的影响[8]。人工智能教师的研发，也逐渐地替代教师的部分角色，未来教师的角色将发生转变，教师的核心素养也将发生转变。余胜泉教授将未来人工智能教师的角色定位了十二种角色，促进教师与人工智能技术的深度结合，两者相辅相成、互补[9]。

人工智能也必须要有大数据的支撑，没有数据，也就没有所谓的人工智能。北京教育学院丰台分院的COP计划项目提出的“数据透视、聚焦课堂”基于人工智能技术对课堂上教师与学生的产生数据的收集，包括师生的脸部特征、师生的对话、师生行为等数据。课后师生可以针对性的观看数据生成的反馈结果，让教师认识教学实施过程中的不足，从而有效地提高了教师的核素。

5 结语

迈人智能时代，人工智能、大数据等新兴技术的发展使得我们所需的服务更加智能化，那么教育要紧紧跟随时代发展的步伐，深度融合技术，使得未来教育真正的具有“智慧”。同时，为了实现信息化教育，抓紧对智慧教育的理论、方法、模式的研究，以便培养智慧型人才。智慧教育不止是在校园中实施，更需要与家庭教育、社会教育相结合，形成有效的衔接，做好迎接教育变革的准备，提高对人工智能等技术的信息素养，实现交互式学习及终身学习。最后，值得注意的是机器越来越智能化，并不是代表着教育的越来越“智慧化”。我们始终把握教育的本质，这样教育的进化方向才不会脱离轨道。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.《教育信息化2.0行动计划》[EB/OL]. http：//www. moe. gov. cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_3 34188.html，2018-4-25.

[2]中华人民共和国国务院.《新一代人工智能规划》[EB/OL].

http：//www. gov.c n/zhengc e/c ontent /2017-07/20/c ontent_ 5211996.html，2017-7-20.

[3]马玉慧，柏茂林，周政.智慧教育时代我国人工智能教育应用的发展路径探究[J].电化教育研究，2017（8）：123-128.

[4]祝智庭，彭红超，雷云鹤.智能教育：智慧教育的实践路径[Jl.开放教育研究，2018（8）：13-42.

[5]祝智庭，贺斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].电化教育研究，2012（12）：5-18.

[6]闫志明，唐夏夏，秦旋，等.教育人工智能（EAI）的内涵、关键技术与应用趋势[J].远程教育杂志，2017（1）：26-35.

[7]唐烨伟，郭丽婷，解月光，等.基于教育人工智能支持下的STEM跨学科融合模式研究[J].中国电化教育，2017（8）：46-52.

[8]中华人民共和国教育部.《关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》[EB/OLl.（ 2018-8-8）. http：//www. moe. gov. cn/srcsite/A10/s7034/201808/t20180815_345323.html.

[9]余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究，2018（2）：16-28.

[10]曹培杰.智慧教育：人工智能时代的教育变革[J].教育研究，2018（8）：121-128.

【通联编辑：唐一东】

收稿日期：2020-03-15

作者简介：李柱，宁夏大学在读硕士，研究方向为系统化教学设计与绩效评估。

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