| 标题 | 我国人工智能与教育深度融合路径探析 |
| 范文 | 雷晓维 摘 要：人工智能第三次浪潮深刻改变着公众生活和学习方式，并推动多个产业发生革命性变化。为促进人工智能与教育的深度融合，促进教育更加科学、均衡地发展，梳理目前教育领域内人工智能成果及具体应用，结合应用现状分析人工智能与教育融合中存在的诸多问题。在综合人工智能与教育融合趋势特征的基础上，从教学过程与评价、教学管理、制度保障与伦理道德教育、教师转变等方面提出推动人工智能与教育深度融合路径与相关策略，促进我国教育高质量发展。 关键词：人工智能与教育;深度融合;趋势;发展路径 DOI：10. 11907/rjdk. 201742 中图分类号：TP301文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）010-0084-04 Abstract： The third wave of artificial intelligence is profoundly changing the way humans live and learn， and promoting revolutionary changes in multiple industries. In order to promote the deep integration of artificial intelligence and education and promote the more scientific and balanced development of education， the achievements and specific applications of artificial intelligence in the field of education are sorted out， and the problems existing in the integration of artificial intelligence and education are analyzed in combination with the current situation of application. Based on the trend characteristics of the integration of artificial intelligence and education， this paper puts forward the path and related strategies to promote the deep integration of artificial intelligence and education from teaching process and evaluation， teaching management， system security and ethics education， teachers transformation， so as to promote the high-quality development of education in China. Key Words：AI and education;deep integration;trend;development ways 0 引言 2016年，人工智能第三次浪潮席卷全球，人工智能與不同领域融合成为发展趋势。英、美、德等国家先后发布专项报告，建立专门的设计、管理、运营机构，制定发展战略，希望在人工智能领域抢占先机。 人工智能作为具有革命性影响力的技术深刻影响着教育变革。2018年6月中国首届智能教育大会召开，明确提出推动教育与人工智能深度融合，促进教育均衡发展。2018年7月发布的《中国人工智能发展报告》明确指出建立健全现代教育公共服务体系亟需促进人工智能与教育更加深度地融合，培养符合国际竞争需求的新型人才。2019年5月联合国教科文组织发布报告明确指出，以人工智能技术如何帮助教育系统利用数据推动教育平等、提高教育质量为核心，帮助学生为迎接人工智能未来发展的挑战做好准备。随后国际人工智能与教育大会在北京召开，通过了《人工智能与教育北京共识》，确立了人工智能与教育深度融合的战略共识，并提出应充分发挥人工智能优势，促进教育创新变革，建设开放灵活的教育体系，确保包容和公平的优质教育，让全民终身享有学习机会[1]。可见，人工智能与教育的深度融合是促进我国教育高质量发展的必然趋势。 1 人工智能与教育融合现状分析 1.1 多样成果 （1）智能教育机器人。智能教育机器人进入教学环境可替代教师承担一定教学工作，包括辅助教学、为教师提供课堂教学内容、帮助其管理教学过程、进行课后答疑等，将教师从繁琐的教学任务中解脱出来，让教师有更多时间关注学生态度情感发展、良好品德养成及实践能力的提高[2]。如东京理科大学Saya教师、网龙华渔教育的“未来教师”等智能教育机器人。但现阶段智能教育机器人只是一种初级阶段的软件教育机器人。相对于互联网在线教学，智能教育机器人主要辅助教师聚焦于学生个性化发展，它表现出了更高的精准度，也给了学生更高的参与感[3]。 （2）智能教学系统。该系统运用人工智能技术为教师提供学情分析、资源推荐、课堂管理、智慧环境创设、智能测评以及决策辅助等服务。具备综合学科资源的人工智能教学系统可为教育教学提供建设性学习环境，辅助个性化教与学，减轻教师教学负担[4]。智能教学系统的优势是给学生带来更大的发展空间和潜力，缓解当前大班教学环境下教师着重关注学生集体、缺乏对学生个体关注的问题。同时也为学生个性化学习提供科学平台，发展学生计算思维能力和抽象概念理解能力。多学科的内容更能提高学生学习兴趣，促进其综合素养的提高。科大讯飞的智慧畅行校园、Newsela等智能教学系统应用逐渐普遍，人工智能教学系统可成为发展当代学生核心素养的重要工具。 （3）智能在线学习平台。该平台使个体自主化、个性化学习成为可能。利用互联网大数据在线学习平台，依据学生历史学习数据对其学习情况进行评估，预测学生后续学习需求和表现，智能化推荐适合的学习内容和学习方法，从而有针对性地提升学习效率。目前，高校智能导师系统模拟人类教师实现一对一的智能化教学，如“流利说”平台可进行智能语音辅导等。学生可通过智能在线学习平台自主在线选课、学习、测试，并且该平台可对学生表现予以即时反馈，使学习向更智能、个性、和协作的方向发展。 （4）智能自动化评测系统。该系统可快速、准确地测评教学效果，在教学结束时及时提供效果反馈，减少教师大量重复性批改工作，让教师有更多的时间关注学生综合发展和个性化成长。同时，还可为教师教学过程设计、教学决策与整体教学改革提供真实可靠的实践数据支撑。目前，智能自动化评测系统已广泛地应用于语言领域，包括自动化短文评价和口语评价，引发了评价方法、形式以及评价手段的重大变革。如批改网、UC Berkeley的Gradescope 等均可实现实时跟踪、自动批改与及时反馈。 1.2 人工智能与教育融合存在的问题 （1）教学理念缺乏人文关怀，教学形式机械。当前，人工智能与教育的融合仍局限于技术层面。把科技成果与教育教学置于同等地位，忽视教育活动以及教育发展所需的人文环境，忽略学生综合素质的培养，终将使教育本质逐渐湮灭[5]。无论科学技术未来发展到何种水平，基于教育的最终目标，教育都不可能脱离教育育人的本体价值。因此，如何调和技术应用与人文生活的矛盾，是促进人工智能与教育深度融合亟待解决的问题。师生互动指教师的教和学生的学构成的交互活动。目前机器教学无法达到传统面授教学中师生之间的实时情感性互动，更多的是向学生输出已有知识、进行简单的语言交流，难以及时掌握学生课堂表现进而调整教学过程。同时教学过程更多的是知识和技能灌输，缺乏有情感的、个性化的教学互动，因此新课程改革提出“情感、态度、价值观”的教学目标难以实现。在当前教育改革及互联网、人工智能技术等信息技术的快速发展下，其缺陷也越来越明显，缺乏对学生个性和特点的关注，不利于充分发挥学生独立性和创新性，缺乏真正的生生合作，容易使理论与实践脱节。 （2）教学评价过于量化，教育管理存在较大不确定性。人工智能技术为信息和数据的收集、整理和分析提供了很大便利，但也存在教育教学评价关注测验、考试等得到的客观数据，忽视了学生对实际操作、动手能力、语言等的表现性评价，致使教育教学评价更多关注量化评价而缺少质性评价。利用人工智能进行学校管理可提高决策质量和工作效率，促进治理体系精细化，但也增加了教育管理不确定性;同时人工智能也存在“不可知、不可控、不可用和不可靠”的挑战[4]。教育数据来源于真实的教学情境，要从真实复杂的教育活动中取得精准有效的数据存在一定难度，同时教育大数据数量有限且质量良莠不齐。这些问题，在客观上制约了人工智能在教育领域的应用和发展。人工智能在教学应用中涉及学生学习数据、考核数据、教师教学数据、专业发展数据以及其它相关内容的管理，而在实际学校管理中，各类数据比较分散，存在数据融合的问题，管理模式科学化有待加强。因此，人工智能在管理体系中的作用还需不断完善，以便更好地为师生服务。 （3）缺乏相关法律依据，存在伦理道德问题。人工智能应用于教育领域是全球趋势，当所有学生数据信息都储存在网络上时，怎样保护学生个人隐私是新时代学生权利保护的重要议题。同时，人工智能不能作为法人承担相应的法律责任，在侵犯他人权利时，责任该如何认定？同时还存在数据、知识产权保护等问题。人工智能可以全方位地收集多方数据，具有获取大量隐私数据的能力，因此在给整个社会带来便捷的同时也产生了复杂的伦理、法律和安全问题。人工智能产品在设计过程中必须考虑伦理道德因素，但国内基于数据的人工智能应用还处于一种无序状况[6]。虽然人工智能伦理问题备受关注，但鲜见有效的实际措施与标准规范。全球对于互联网企业信息数据安全约束远不足够，近年来频现个人信息泄露等重大隐私安全问题。互联网不是法外之地，但我国人工智能发展时间较短，相关法律规范还处于建设阶段，缺少推广人工智能所必须的法律体系支撑。 （4）对教师在角色定位、知识与技能等方面提出更高要求。人工智能把教师从重复繁琐的教学任务中解放出来，但也对教师提出了更高的要求。衡量現代教师的关键指标在于教育性，科技不能取代教师，但是使用科技的教师却能取代不使用科技的教师[7]。教师不仅要掌握教育知识、具备传统的教师专业素质与能力，更要学习新科技，了解人工智能的正确使用策略，具备应用人工智能的专业知识。在目前实际应用中，教师队伍整体上不能正确理解人工智能技术，缺乏正确的应用方法和操作能力，从而不能真正发挥其教育教学价值;教师在对学生精准化辅导方面存在误区，致使人工智能教学更多流于形式，未能发挥真正价值;同时人工智能时代学生面对丰富多元的资源很容易盲目跟风，不能很好地根据个人实际情况和需求选择合适的资源及学习策略。 2 人工智能与教育深度融合的趋势特征 （1）教育本质凸显。目前人工智能在教育领域的应用焦点是促进学生掌握知识、培养技能，但忽略了学生综合素质养成。在明确人工智能重要性的同时，还应认识到其工具性在很大程度上压制了教育本质。在大数据与互联网+的背景下，应关注特定背景和环境信息变化，利用信息数据和技术对学生进行个性化研究。所以在人工智能与教育深度融合的过程中，应以人文生活为基础，超越技术层面，深入教育内部精髓。这种转变是人工智能发展的必然选择，是对现有教育中人的不和谐发展的反思与改进。 （2）教育组织形式个性化愈加明显。班级授课制最大弊端是对受教育者个性成长需求的漠视。个体先天因素、成长环境和社会经历导致潜在能力、价值观念、道德素养等不尽相同，因此需运用不同的形式帮助个体实现自我。个性化教育的实现及教育服务水平的提升均以人工智能大数据、深度学习及自适应能力等多方面的发展为基础。 人工智能个性化教学主要表现在资源推送、学情分析、学业诊断等方面[8]。人工智能技术可分析每位学生过程性学习数据，据此安排后续学习并进行调整优化。学习过程由标准化学习转变到非标准化学习，激发学生学习兴趣，满足多样化成长需求，促进学生个性化发展。 （3）教育资源更加均衡、共享。我国东西部地区、城乡地区教育资源不均衡严重阻碍了我国教育现代化发展进程。建设基于互联网的人工智能教学平台，能够整合发达地区的优质资源，逐步实现不同地区之间的优质教育资源共建共享，缩小区域差距，促进教育公平。教育资源共建是更好地实现共享的必要前提，共享教育使学习的组织形式并不仅局限于学校与课堂，也为校内与校外的学习架起一座桥梁，使不同地区学生拥有更好、更均衡的学习条件和环境。同时人工智能技术的快速发展使教育以一种无时不在、无处不在的形态呈现，让学习者拥有更优质的教育资源、更多的教育资源获取渠道，从而逐渐推动学习型社会建设、使学习者确立终身学习的意识。 （4）教育生态系统更加开放。当代社会教育是一个动态系统，通过教育者与受教育者的互动，促进受教育者知识增进和能力提高，确保创新型、智能型等多方面人才的动态供需平衡[2]。人工智能与教育的融合程度加深，可以优化教学效果，逐渐打破教育和产业之间的界限，增加学校与社会之间的沟通交流，建立融合开放的教育生态系统，进一步满足学习者随时随地获取多元化教育资源的需求，促进教学向个性化、精准化和智能化方向发展[9]。同时，利用信息技术可建立教育数据采集与处理标准规范，为教育提供客观的数据资源，鼓励各方面资源共享，不断优化完善教育生态系统。 3 人工智能与教育深度融合发展路径 （1）更新教育教学观念，注重教学过程中的动态性和交互性。为实现人工智能与教育深度融合，需重新确立教育理念，明确教育意义和发展目标。教育与人工智能的深度融合是以通过对技术的应用与发展延伸人类智能、推动社会发展，使人类更有尊严、智慧地生活。在当前教育与人工智能不断融合的时代，教育更应注重人文精神。2016年世界经济论坛发布了《教育的新愿景：通过技术培育社会和情感学习》，研究报告中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[10]。因此在掌握知识和发展能力的基础上，更加注重学生创新意识和思维的培养、注重创新能力的提高，关注学生对人工智能技术的使用和发展能力，同时也应激发学生研究兴趣，促进人工智能更好地为教育及其它领域服务。 教育者在教学过程中针对性增加学生互动交流及展示环节，培养学生独立、多元的思考习惯，多元价值观念和同理心。人文教育的重要性在人工智能时代愈加明显，教师应注重教学过程中学生的反馈，根据学生课堂表现不断调整优化教学方式和具体内容，也要注重教学过程中的情感交互，促进情感、态度和价值观目标的实现;同时利用人工智能情境性优势，创设情景，提供社会化软件或其它认知工具促进学习，鼓励提出不同的观点，让学生在对话与互动中建构知识[11]，培养学生集体意识、合作意识和合作能力。真正个性化学习不仅是学习方法、内容的定制化，更是学习关系的精准匹配。 （2）注重教学评价的动态化和多元化，建立科学高效的管理系统。2017年发布的《新一代人工智能发展规划》明确提出利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建新型教育体系[12]。传统教育培养的人才已不能满足当下社会发展需要，因此要“把人的社会性和情感教育置于应对新工业革命的高度”[11]。 学校及相关教育部门应建立开放、共享的资源和组织系统，充分利用外界资源把学生学习和教师的教学扩展到整个社会，建立由企业、学校、政府、科研机构等多个部门组成的优质开放的生态环境，培养学生创新和实践能力。丰富的网络资源及日益成熟的人工智能技术为推动教育教学模式变革、教育教学评价方式创新提供了技术和现实支撑。如国际学生评估项目（PISA）[13]将社会情感学习纳入考核内容，可以通过数据分析构建以大数据为技术支撑的教学评价模式，关注学习者学习动态过程，注重评价主体、方式等方面的多元化，构建综合的教育评价指标体系，继而实现评价的针对性、准确性、过程性。利用人工智能进行真实场景的模拟，考查学生的实际应用和解决问题的能力，通过伴随式数据采集和自动化的数据分析，为教育持续不断改进提供动力[14]。 面对人工智能存在“不可知、不可控、不可用和不可靠”的问题，学校及其它教育机构应实现办学自主，内部建立灵活科学的管理制度，利用大数据收集全面的信息，建立人机协同、交互驱动的、有学校、教师、家长等多方参与的群策管理平台，增强决策可行性，实现决策过程科学化。通过培训提升管理人员决策和科技运用能力，为人工智能与教育深度融合运行提供基本保障和发展动力。利用人工智能识别筛选出教育管理中多余、重复环节，建设数据共享的教育管理系统，也可利用大数据模拟决策结果等提高管理效率，实现科学决策。 （3）构建相关法规与政策系统，注重多方面伦理道德教育。教育部门需完善人工智能教育应用相关制度和标准，切实加强开发和应用等过程中的监督和管理，避免出现违背伦理道德或违反法律规范的行为，同时加强教师人工智能伦理道德培训。教师需明确使用过程中的行为规范，为学生做出良好的榜样示范，帮助学生树立正确的价值观念、道德规范和操作准则，减少人工智能在教育实际应用中不良事件的發生，保护学校师生权利。 人工智能技术开发设计者也应树立正确的价值观、技术观和道德观，尊重师生在教育活动中的主体地位，注重师生情感意识及学生综合素质的全面发展[15]。《泛加拿大人工智能战略》强调要重视人工智能人才培养的伦理问题[16]。我国教育部门也应结合我国实际情况尽快出台我国人工智能伦理道德规范。在具体教育中应将人工智能与伦理道德教育结合，注重人工智能课程资源的充分运用与更新，构建人工智能课程内容科学框架和课程体系，在课堂教学过程中充分运用典型案例做好伦理道德教育，不仅关注情感意识层面，更应将其落实在生活实践中。 （4）在人工智能教育时代，人工智能技术聚焦于教学，教师职责偏重于育人。教师应改变角色定位，提升专业水平，与人工智能技术分工协作。 大数据时代下教师要真正成为学生的领路人，需具有丰富的创造力和活力，不断调整教学方法，突出“高精尖缺”导向，着力培养适应人工智能发展的各行业所需人才[17]。为促进人工智能与教育深度融合，教师必须不断更新专业知识和能力，提升智能化教学能力。因此，高校应通过教师信息技术应用能力提升工程，提高教师新技术应用能力和智能化教学水平，建立教师学习常态化发展和评价机制。就教师层面来说，教师必须具有与时俱进的意识，积极反思，不断学习理论知识和实践知识，理智看待以人工智能技术为代表的现代信息技术的影响，提升知识水平和信息应用能力，积极与同行交流分享，充分运用人工智能技术价值，为学生打造更优质、智慧的课堂;同时还应注重学生信息思维和技术能力的培养，帮助学生尽快适应学校乃至社会的教育智能改革，把人工智能应用和发展归于道德和伦理规范之内。 4 结语 人工智能与教育融合已积累不少成果。我国互联网+、学习型社会的建立以及教育创新发展的现实与需求对我国人工智能与教育的深度融合提出了更高要求。教育与人工智能的深度融合发展不是毫无条件的简单相加，只有掌握人工智能技术与教育深度融合中的规范，才能将技术对教育的推动作用发挥到最大。因此，在促进人工智能与教育深度融合的过程中，需坚持教育本质，以教育为核心，不断进行改革创新，创造优良的保障体系，明确系统科学的教育目标，才能进行高效管理，让人工智能与教育在秩序化和科学化中深度融合，为新时代教育改革发展提供强大动力。同时，为了实现人工智能与教育的深度融合，引入人才市场机制，吸引企业、行业对人才的投资，国家层面应该构建人工智能教育发展的系统方案，允许各地区根据实际情况进行灵活变动，使人工智能真正应用于各地实际教育教学中。 参考文献： [1] 刘潇翰. 国际人工智能与教育大会在北京闭幕[EB/OL]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/201905/t20190518_382468.html. 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