人工智能：加快推動智慧教育進展的“催化劑”

摘要：智能時代下以人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新興技術(shù)對教育的變革具有極大的推動作用。然而無論人工智能如何發(fā)展，教育本質(zhì)始終是以人為本，培養(yǎng)“智慧型”人才，這正是智慧教育的核心理念。本研究通過淺析智慧教育的內(nèi)涵與人工智能之間的聯(lián)系，相應(yīng)地提出主要從提高學(xué)生的核心素養(yǎng)、構(gòu)建智慧校園、推動教學(xué)模式創(chuàng)新、助推教師隊伍建設(shè)等四方面來闡釋人工智能加快智慧教育進展的運用途徑。

關(guān)鍵詞：人工智能;智慧教育;教育本質(zhì)

中圖分類號：TP18 文獻標(biāo)識碼：A

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文章編號：1009-3044（2020）19-0095-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 引言

人工智能對教育變革的作用越來學(xué)凸顯，現(xiàn)人工智能技術(shù)主要基于教育表面層次的應(yīng)用，還未能實現(xiàn)人工智能與教育的深度融合。2017年國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《發(fā)展規(guī)劃》），規(guī)劃中明確提出推動人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用;構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系翻。如何就人工智能推動教育現(xiàn)代化發(fā)展，如何變成促進教育進化的良藥，讓教育變得更有“智慧”成為一個亟待解決的重要命題。

新興技術(shù)的不斷出現(xiàn)與發(fā)展，也使得教師與學(xué)生在教與學(xué)中所面臨的一個重要挑戰(zhàn)，尤其是對教師提出了更高的要求。教師在教學(xué)中，不僅僅是簡單的應(yīng)用新的技術(shù)輔助教學(xué)，更重要的是實現(xiàn)人的全面培養(yǎng)。人工智能所具有的靈活性、智能化、多元化等特征，將最大程度上與教育有效結(jié)合[3]，使得人工智能成為教育各方面變革的“催化劑”。

2 智慧教育的內(nèi)涵

相對于傳統(tǒng)教育，智慧教育主要體現(xiàn)在“智慧”上，使得教育更符合智能時代下的人才培養(yǎng)需求。智慧教育是基于傳統(tǒng)教育的本質(zhì)上迭代進化的，我們并不是要完全否認(rèn)傳統(tǒng)教育，就好比對傳統(tǒng)教育理念判以死刑，然而我們卻找不到他的“軀體”。其智慧教育更像是對傳統(tǒng)教育的進一步的迭代。近些年的STEM教育、創(chuàng)客/創(chuàng)新教育、智能教育等其都是對傳統(tǒng)教育的變革，在技術(shù)層次上表現(xiàn)為信息技術(shù)作為教學(xué)的輔助工具更為智能化;在教育理念上表現(xiàn)為實現(xiàn)人全面的發(fā)展，培養(yǎng)具有“智慧”的人。

在教育信息化提出與新興技術(shù)的發(fā)展，普遍開啟了智能教育，大力實施智能教育。相對于智能教育，智慧教育更體現(xiàn)在教育的“智慧”上，旨在培養(yǎng)有“智慧”的人才。智能更體現(xiàn)在技術(shù)層次上的，然智慧更表現(xiàn)在人本身。本文將智慧教育看作是一種教育學(xué)界目前想要達到的理想教育生態(tài)或目標(biāo)，而智能教育更像是達到智慧教育的一種發(fā)展過程中的現(xiàn)結(jié)果或階段。祝智庭教授曾用中國道家文化“道、法、術(shù)、器”思維框架來理解智慧教育與智能教育[4]，如圖1?？梢园l(fā)現(xiàn)智能教育注重信息技術(shù)（器）的使用，運用信息的應(yīng)用技能（術(shù)）來達到理想狀態(tài)的教育。然智慧教育更像是始終基于以人為本的教育理念（道），創(chuàng)新變革教學(xué)方法（法）來實施教與學(xué)，從而實現(xiàn)人的全面發(fā)展。

不同的學(xué)者對智慧教育理解不同。其中祝智庭教授認(rèn)為智慧教育是通過構(gòu)建技術(shù)融合的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境，通過培植人機協(xié)同的數(shù)據(jù)智慧、教學(xué)智慧與文化智慧，本著“精準(zhǔn)、個性、優(yōu)化、協(xié)同、思維、創(chuàng)造”的原則，使其由不能變?yōu)榭赡埽尚∧茏優(yōu)榇竽?，從而培養(yǎng)具有良好的人格品性、較強的行動能力、較好的思維品質(zhì)、較深的創(chuàng)造潛能的人才[5]。

本研究結(jié)合以往學(xué)者們的研究以及作者自己對智慧教育的理解，認(rèn)為智慧教育是基于智能學(xué)習(xí)的理論，運用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)構(gòu)建一種智能化、泛在化、多元化的學(xué)習(xí)生態(tài)，提供個性化服務(wù)與環(huán)境，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)與交互式學(xué)習(xí)，實現(xiàn)人的多元智能發(fā)展，為未來社會培養(yǎng)智慧型人才。

3 人工智能對智慧教育的支撐

3.1 教育領(lǐng)域中人工智能的意義

人工智能與教育的深度融合更是加快創(chuàng)新教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式，推動教學(xué)觀念變革，構(gòu)建包含智慧化的終身學(xué)習(xí)教育體系。人工智能不僅僅使得技術(shù)越來越智能化，更是使得教育越來越“智慧化”，將人工智能教育朝向教育人工智能發(fā)展。閆志明[6]等人認(rèn)為將教育人工智能定義為：是人工智能與學(xué)習(xí)科學(xué)相結(jié)合而形成的一個新領(lǐng)域，重在通過人工智能技術(shù)，更深入、更微觀地窺視、理解學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的，外界因素如何影響學(xué)習(xí)的是，進而創(chuàng)造有利的學(xué)習(xí)條件提供學(xué)生高效學(xué)習(xí)。

人工智能作用在教學(xué)中的教學(xué)治理、教學(xué)評價、教學(xué)方式、教學(xué)模式等方面具有重大影響。就人工智能支持下探索STEM跨學(xué)科融合模式的研究，是對STEM教育實現(xiàn)教育更高程度“智慧”的一種創(chuàng)新融合探索[7]。人工智能的到來將顛覆傳統(tǒng)的教學(xué)理念，圖像識別、語音識別、感知監(jiān)測等人工智能技術(shù)將大大地影響著學(xué)習(xí)方式、思維方式，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。同時，這對于教師來說，人工智能可以替代教師時時檢測與收集學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、心理狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的角色，時刻了解學(xué)生，制定相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。并且，人工智能也使得教師擺脫煩瑣、重復(fù)性的工作，減輕教師的負擔(dān)，這樣教師有大量的時間針對各個學(xué)生制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略，更全面的關(guān)注學(xué)生，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

3.2人工智能對推動智慧教育的進展是一種良藥

近在人工智能技術(shù)的浪潮下，各個領(lǐng)域都在積極開展對人工智能運用的研究，尤其在工業(yè)領(lǐng)域上擺脫了繁重、煩瑣、重復(fù)性的工作。然而有的學(xué)者認(rèn)為人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，依舊擺脫不了“工業(yè)流水線”的印記，這使得“我們把機器開發(fā)的越來越像人，而把人培養(yǎng)得越來越像機器”。人工智能給教育帶來的影響并不是多數(shù)人所想象的：教學(xué)過程中是不是無須教師這一角色;學(xué)生只需在智能助手的幫助下完成學(xué)習(xí)整過程;未來是否還有學(xué)校等等，這些消極情緒所帶來的疑問。所有的硬幣都有兩面性，同樣的人工智能給教育領(lǐng)域帶來的有消極也有積極的影響，但毫無疑問人工智能給教育所帶來積極面要遠遠勝過消極面。人工智能在教育中運用是多方面，無論是在教學(xué)方式的革新和豐富教學(xué)資源，還是教學(xué)環(huán)境的智能化和教學(xué)評價的多元化都具有重要影響，極大地加快教育現(xiàn)代化與智慧教育進展。

在《發(fā)展規(guī)劃》中明確強調(diào)發(fā)展智能教育，主動應(yīng)對新技術(shù)浪潮帶來的新機遇和新挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教育已不能滿足人才的培養(yǎng)需求，需新的教育理念引領(lǐng)教育，從而構(gòu)建新的教學(xué)模式與教學(xué)生態(tài)，基于以人為本，培養(yǎng)具有溝通協(xié)作能力、批判性思維的創(chuàng)新型人才。無論技術(shù)如何發(fā)展與進步，始終把握教育的本質(zhì)，不會產(chǎn)生“技術(shù)威脅論”這一說。就像北京教育科學(xué)研究院課程中心副主任王凱所說：“當(dāng)將人工智能作為一面鏡子來審視教育時，我們會發(fā)現(xiàn)，關(guān)愛心靈，塑造品質(zhì)，提升思維，促進成長，才是教育的本質(zhì)。”同時，也應(yīng)認(rèn)識到人工智能對教育變革的巨大作用，改變了學(xué)習(xí)方式、學(xué)生的認(rèn)知方式和學(xué)習(xí)的生態(tài)系統(tǒng)等，所以人工智能對教育變革是一種良藥。

4 人工智能對智慧教育的實施途徑

智慧教育最終理念是實現(xiàn)人的“自由”。教育的本質(zhì)是人，那么教育就不應(yīng)該是束縛人的“枷鎖”，尤其是在基礎(chǔ)教育階段，學(xué)生對所見到各種實物都充滿著好奇，好奇心使得學(xué)生積極樂于“做、想、思”，從而引發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，有助于培養(yǎng)創(chuàng)新性思維。人工智能與教育深度結(jié)合，以智能理論為框架，多方面提升學(xué)生素養(yǎng)，這對培養(yǎng)智慧型人才具有重要作用，符合智慧教育的理念與目標(biāo)。針對如何實現(xiàn)教育和人工智能的深度融合、全方面培養(yǎng)學(xué)生，下面人工智能主要從提高學(xué)生的核心素養(yǎng)、構(gòu)建智慧校園、推動教學(xué)模式創(chuàng)新、助推教師隊伍建設(shè)四方面（如圖2）來闡釋人工智能對智慧教育實施途徑。

4.1 提高學(xué)生的核心素養(yǎng)

人工智能的發(fā)展促進了學(xué)習(xí)者21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，滿足未來社會的人才需求?！栋l(fā)展規(guī)劃》中，明確提到利用智能技術(shù)推動人才培養(yǎng)模式，開啟智慧教育，逐步在基礎(chǔ)教育階段開展編程教育，這對學(xué)生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重大影響。學(xué)校積極開展科學(xué)探究課程或研究性課程，以創(chuàng)客教育為途徑開展機器人編程大賽，讓學(xué)生寓教于樂進行深度學(xué)習(xí)，自主合作探究完成學(xué)習(xí)項目，促進學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)及問題解決能力的提升。通過各種教育創(chuàng)新實踐活動，引發(fā)學(xué)生的設(shè)計思維、計算思維、創(chuàng)新思維等，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

4.2 構(gòu)建智慧校園

智慧校園是指將以人工智能、大數(shù)據(jù)等為典型代表的新興信息技術(shù)支持服務(wù)于師生、管理人員等進行教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理、科研、生活和文化等各個方面的新型校園生態(tài)?！栋l(fā)展規(guī)劃》明確開展智能校園建設(shè)，推動人工智能在教與學(xué)、管理、科研等方面的應(yīng)用。《行動計劃》中規(guī)定建設(shè)教育資源公共服務(wù)平臺、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間和規(guī)范建設(shè)數(shù)字校園等一系列行動，都是保障智慧校園的建設(shè)。智慧校園是為學(xué)生更好適應(yīng)未來社會的需求和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的育人場所。學(xué)生在智慧校園中，可進行個性化學(xué)習(xí)，無縫式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等，學(xué)習(xí)時空更加靈活開發(fā)化，服務(wù)更加符合人的需求。智慧校園不但是智慧教育實施的場所，而且是培養(yǎng)學(xué)生全方面德智體美勞的外顯環(huán)境，這種環(huán)境既包括基礎(chǔ)設(shè)施、智能終端、應(yīng)用系統(tǒng)的硬件環(huán)境，也包括虛實結(jié)合的教與學(xué)空間、以及智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，其滿足智慧教育下的學(xué)習(xí)需求及科研研究。

4.3 推動教學(xué)模式創(chuàng)新

隨著人工智能在教育領(lǐng)域的深度融合，推動著教學(xué)創(chuàng)新，探索智能環(huán)境下的教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)課堂都是明確劃分各學(xué)科的界限，而STEM教育的出現(xiàn)，打破了學(xué)科界限，強調(diào)將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)與數(shù)學(xué)等學(xué)科知識串聯(lián)一起，進行跨學(xué)科邊界學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)實際問題解決能力與創(chuàng)新能力。同時，人在實施STEM教育中引入人工智能技術(shù)，全方面支持學(xué)生進行跨學(xué)科學(xué)習(xí)。比如在數(shù)學(xué)課程中，通過智能導(dǎo)師的輔助添加音樂的元素，不僅完成了課堂的學(xué)習(xí)任務(wù)，而且培養(yǎng)了學(xué)生的音樂藝術(shù)細胞。在最后的學(xué)習(xí)考核中，這個班級不僅在數(shù)學(xué)成績上名列前茅，并且在音樂歌唱比賽中取得優(yōu)異的成績。并且通過人工智能技術(shù)，對教學(xué)中收集的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析與建模，這有助于改進教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，進而實現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新，培養(yǎng)高質(zhì)量人才。

4.4 助推教師隊伍建設(shè)

新型技術(shù)的不斷發(fā)展，融于教育中，這對教師也相應(yīng)地提出更高的要求。為加快教師信息素養(yǎng)的提升，主動適應(yīng)人工智能等新興技術(shù)的教育變革，有效開展教育教學(xué)，2018年9月國家教育部頒布的《關(guān)于開展人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點工作的通知》，積極探索人工智能對教師教育、管理的影響[8]。人工智能教師的研發(fā)，也逐漸地替代教師的部分角色，未來教師的角色將發(fā)生轉(zhuǎn)變，教師的核心素養(yǎng)也將發(fā)生轉(zhuǎn)變。余勝泉教授將未來人工智能教師的角色定位了十二種角色，促進教師與人工智能技術(shù)的深度結(jié)合，兩者相輔相成、互補[9]。

人工智能也必須要有大數(shù)據(jù)的支撐，沒有數(shù)據(jù)，也就沒有所謂的人工智能。北京教育學(xué)院豐臺分院的COP計劃項目提出的“數(shù)據(jù)透視、聚焦課堂”基于人工智能技術(shù)對課堂上教師與學(xué)生的產(chǎn)生數(shù)據(jù)的收集，包括師生的臉部特征、師生的對話、師生行為等數(shù)據(jù)。課后師生可以針對性的觀看數(shù)據(jù)生成的反饋結(jié)果，讓教師認(rèn)識教學(xué)實施過程中的不足，從而有效地提高了教師的核素。

5 結(jié)語

邁人智能時代，人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展使得我們所需的服務(wù)更加智能化，那么教育要緊緊跟隨時代發(fā)展的步伐，深度融合技術(shù)，使得未來教育真正的具有“智慧”。同時，為了實現(xiàn)信息化教育，抓緊對智慧教育的理論、方法、模式的研究，以便培養(yǎng)智慧型人才。智慧教育不止是在校園中實施，更需要與家庭教育、社會教育相結(jié)合，形成有效的銜接，做好迎接教育變革的準(zhǔn)備，提高對人工智能等技術(shù)的信息素養(yǎng)，實現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)。最后，值得注意的是機器越來越智能化，并不是代表著教育的越來越“智慧化”。我們始終把握教育的本質(zhì)，這樣教育的進化方向才不會脫離軌道。

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[8]中華人民共和國教育部.《關(guān)于開展人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點工作的通知》[EB/OLl.（ 2018-8-8）. http：//www. moe. gov. cn/srcsite/A10/s7034/201808/t20180815_345323.html.

[9]余勝泉.人工智能教師的未來角色[J].開放教育研究，2018（2）：16-28.

[10]曹培杰.智慧教育：人工智能時代的教育變革[J].教育研究，2018（8）：121-128.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2020-03-15

作者簡介：李柱，寧夏大學(xué)在讀碩士，研究方向為系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計與績效評估。