余新國 夏 菁

(1.華中師范大學 人工智能教育學部， 湖北 武漢 430079； 2.華中師范大學 國際文化交流學院， 湖北 武漢 430079)

一、前言

教育一如明月，古今皆有而又亙古常新。從孔子、亞里士多德時代的傳統(tǒng)書院教育到現(xiàn)在的智能化教育，先進技術(shù)不斷融入教育并推動教育變革。如今，人工智能的快速進步將人類推入“AI+”時代，教育發(fā)展正由“教育 + 互聯(lián)網(wǎng)”邁向“教育 +AI”時代。以人工智能、區(qū)塊鏈、云技術(shù)以及大數(shù)據(jù)為代表的智能技術(shù)深刻改變著教育形態(tài)的各個方面(1)參見鐘秉林、王新鳳、方芳：《信息科技驅(qū)動下的教育變革——機遇、挑戰(zhàn)與反思》，《南京師大學報 (社會科學版)》2019年第5期。。在智能技術(shù)迅猛發(fā)展和各級政府的大力推動下，有關(guān)智能技術(shù)與教育之間關(guān)系的研究方興未艾，關(guān)于智能技術(shù)以及智能技術(shù)變革教育的研究論文和其他相關(guān)研究成果大量涌現(xiàn)，學者們普遍認為智能技術(shù)可以變革教育，如變革學校教育模式(2)參見靳玉樂、張銘凱、孟憲云：《信息技術(shù)時代的課程論發(fā)展》，《華東師范大學學報 (教育科學版)》2019年第4期。、變革學習空間(3)參見愛芭·奧西恩尼爾森、肖俊洪：《創(chuàng)新學習與創(chuàng)新學習空間》，《中國遠程教育》2019年第2期。、變革教育研究范式(4)參見T. Hey, S. Tansley and K. Tolle, The Fourth Paradigm: Data-Intensive Scientific Discovery, 2009-10， http://digital. library.unt.edu,2020-10.、變革學習路徑選擇方法(5)參見李浩君等：《個性化移動學習路徑優(yōu)化策略應用研究》，《電化教育研究》2016年第1期。以及變革教育信息管理(6)參見祝智庭、賀斌：《智慧教育: 教育信息化的新境界》，《電化教育研究》2012年第12期。等，這些研究大多側(cè)重于對智能技術(shù)變革教育某一方面的研究。智能技術(shù)變革教育是歷史發(fā)展的必然趨勢，將使教育產(chǎn)生新的內(nèi)涵、特征和要素(7)參見艾興、趙瑞雪：《未來學校背景下的智慧學習: 內(nèi)涵、特征、要素與生成》，《中國電化教育》2020年第6期。。著名學者祝智庭認為，智慧教育是教育信息化的新境界，智能化技術(shù)促發(fā)了教育系統(tǒng)的“形變”，而智慧教育則將引發(fā)教育的“質(zhì)變”(8)參見祝智庭、賀斌：《智慧教育: 教育信息化的新境界》，《電化教育研究》2012年第12期。, 形成新的框架(9)參見顧小清等：《智慧教育的理論框架、實踐路徑、發(fā)展脈絡及未來圖景》，《華東師范大學學報 (教育科學版)》2021年第8期。，這必定促進教育理論向前發(fā)展(10)參見杜華、顧小清：《教育技術(shù)學理論五問——兼論教育技術(shù)學之于教育學理論建構(gòu)的貢獻》，《教育研究》2020年第1期。。我們通過對近十年公開發(fā)表的相關(guān)論文和其他相關(guān)研究成果進行詞頻分析發(fā)現(xiàn)，智慧學習、智慧教育空間、教育信息化、智慧校園、智慧教室都是高頻詞，反映出智能技術(shù)條件下教育在各個方面的變革。然而，我們應該如何闡釋智能技術(shù)條件下的教育？智能技術(shù)究竟如何作用于教育，其途徑和機理為何？現(xiàn)在是該對智能技術(shù)變革教育的各項實踐進行總結(jié)和理論提煉的時候了。

智能技術(shù)下的教育無論在內(nèi)容上還是形式上均已發(fā)生質(zhì)的變化。如前所述，有關(guān)教育智能化的研究成果眾多，但大多側(cè)重于對智能技術(shù)變革教育某一方面的研究，缺乏對智能技術(shù)變革教育的整體性探討和總結(jié)。教育活動由諸多教育要素和教育場景構(gòu)成，可以說是一個“無限”的研究對象。面對教育活動關(guān)涉的諸多方面，如何建構(gòu)一個“整體性”研究范疇用于系統(tǒng)的探究是本研究的關(guān)鍵。有關(guān)智能教育的前期研究成果為本文提供了重要學術(shù)積累。本文對智能技術(shù)變革教育的途徑和機理的研究， 是在對前期相關(guān)研究成果進行整體思考和總結(jié)的基礎上進行的。

要對智能技術(shù)變革教育的途徑和機理進行研究，首先需要建模，因而第一步是創(chuàng)建一個能表示教育諸項要素和眾多教育場景的理論模型。建模的作用在于模型的參數(shù)較少，能將教育這個包含諸多要素的研究對象抽象成一個有限的研究對象。我們將這一教育模型簡稱為五字母教育過程模型，模型中的五個字母分別代表教育的五個主要方面?；谶@個模型，本文首先分析五字母所代表的五個方面在智能技術(shù)強力推動下所發(fā)生的變化，從而在整體上把握智能技術(shù)條件下教育在內(nèi)容和形式上的變化；然后具體分析人工智能、區(qū)塊鏈、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)四大智能技術(shù)推動教育變革的途徑和方法；最后通過以上兩方面的探究，提煉出智能技術(shù)變革教育的途徑和機理。本文是關(guān)于智能技術(shù)變革教育的理論探究，目的是認識智能技術(shù)變革教育的本質(zhì)特征，為今后的教育變革實踐提供參考。

二、五字母教育過程模型的建構(gòu)

如前所述，有關(guān)智能技術(shù)變革教育的研究成果頗豐，可以支撐對于智能技術(shù)變革教育的途徑和機理的理論研究。由于教育包括諸多的教育要素和教育場景，可以說它是一個“無限”的研究對象。如何消除這種“無限”性帶來的研究困難，我們提出創(chuàng)建一個表示教育過程的有限模型，以抽象概括教育過程的全貌。這就意味著該模型必須具有強大的表達力?？v觀現(xiàn)有的教育研究成果等資料，有關(guān)教育要素大約可歸為三至六要素說，其中三要素說占多數(shù)，但具體是哪三種要素，學者們的說法并不一致。概括起來，三要素說所包含的要素有：教育者、受教育者、教育影響、教育措施、教育主體、教育客體、教育資源。四至六要素說則在三要素說的基礎之上增加了教育內(nèi)容、教育手段、教育環(huán)境。總的來看，無論是哪種要素說，都包含了教育者和受教育者，說明這二者必不可少。另一方面，一個最簡的或最小的教育過程可以分成兩個階段，即教育準備階段和教育正式發(fā)生階段。根據(jù)以上討論，我們認為，最小教育過程包括施教者、受教育者、教育空間、教育效果和準備階段，這五個方面可以概括各種要素說中的所有要素。具體而言，施教者表示各要素說中的教育者或者教育主體；受教育者表示各要素說中的受教育者或者教育客體；教育空間表示各要素說中的教育空間和教育資源；教育效果表示各要素說中的教育影響、教育措施和教育手段。鑒于這五個方面的概括力，我們以此建模，其中主要變量為準備階段、教育空間、施教者和受教育者。為簡潔起見，分別用 Z、S、P、L 表示這四個變量，另外用 K來表示教育效率，E 表示一個最小教育過程(11)S、P、L、E分別是英文單詞Space, Provider, Learner, Education的首字母；K是借用數(shù)學中表示效率的系數(shù)來表示教育效率；Z 則是準備的漢語拼音的首字母。。我們把這一教育模型簡稱為五字母教育過程模型，如圖1所示。每個人一生的教育是由一系列這樣的最小教育過程所組成的。這一教育模型既能解釋教育的諸多要素，又能表示教育的所有場景，所以五字母教育模型既是最簡的，同時還具有高度概括能力和豐富的表達能力。

圖1 五字母教育過程模型

這里要特別指出的是，五字母教育過程模型包含了現(xiàn)代教育技術(shù)手段和內(nèi)容，五字母教育過程模型的內(nèi)涵整體上大于傳統(tǒng)諸教育要素的總和，因為它包含了新生的要素，尤其是施教者和教育空間的內(nèi)涵有了很大的擴展。比如對施教者來說，這里不只是指傳統(tǒng)意義上的教師， 在智能技術(shù)條件下這個概念包含技術(shù)，即技術(shù)施教者可以代替教師來進行教學實踐；同樣， 受教育者也與傳統(tǒng)概念不一樣，智能技術(shù)條件下的受教育者可以是技術(shù)裝備武裝的學生。

再來檢視模型表達教育場景的能力，五字母教育過程模型對于教育場景也具有很強的表達能力。教育場景的參與者主要是施教者和受教育者，教育參與者與教育空間組合可以形成多種不同的教育場景，如表1所示。一些常見的教育場景，比如愛芭等提出的聽課、討論、做作業(yè)、課外閱讀、與人交流、生活、勞動等(12)參見愛芭·奧西恩尼爾森、肖俊洪：《創(chuàng)新學習與創(chuàng)新學習空間》，《中國遠程教育》2019年第2期。，都在五字母教育過程模型可表達之列，這些教育場景都是五字母教育過程模型在其參數(shù)適當取值下的實例。

表1 五字母教育過程模型在參數(shù)適當取值下表示典型教育場景的實例表

總之，五字母教育過程模型不僅涵蓋各種教育要素，還能高度概括大家所熟知的、典型的各類教育場景。五字母教育過程模型的高度概括性將教育這一“無限”的研究對象變?yōu)橛邢蓿瑸橹悄芗夹g(shù)變革教育的研究建立了一套統(tǒng)一的論述和推理范式。本文將以這一模型為基礎，梳理、歸納和提煉智能技術(shù)變革教育的途徑和機理。

三、智能技術(shù)條件下教育的五方面變革

建模的目的是對教育進行界定，這是本文得以展開的關(guān)鍵步驟。建模也是在建立研究方法，建構(gòu)研究范疇。五字母教育過程模型中每一個字母代表教育的一個重要方面，下面就智能技術(shù)條件下這五個方面的變革分別予以論述。

(一)教育空間的變革

教育活動都是在某個空間內(nèi)進行的。教育空間從形態(tài)上大概可分為實體、虛擬、實虛結(jié)合三種類型。存在了幾千年的學校、課堂、教室是典型的傳統(tǒng)教育空間，因其在實物環(huán)境下進行，可稱之為實體教育空間。在信息技術(shù)引入教育之前，實體教育空間可說是唯一空間。教育空間的智能化是智能技術(shù)融入實體教育空間的結(jié)果。為了大力推動智能技術(shù)的發(fā)展，國家制定和實施了相應的戰(zhàn)略規(guī)劃，于是教育空間得到了空前發(fā)展。2000 年 10 月召開的全國中小學信息技術(shù)教育工作會議，提出“全面啟動中小學‘校校通’計劃”，至 2018 年在全國范圍內(nèi)基本完成“硬件建設、平臺建設、資源建設、教師培訓”等宏大工程。教育部在 2018 年發(fā)布的教育信息化 2.0標志著教育空間逐步從“信息通”向“智能化”轉(zhuǎn)化。隨著智能技術(shù)在教育領域的推廣運用，教育空間的內(nèi)容和形式發(fā)生了翻天覆地的變化。課堂、教室、學校不再只限于建于地面的實物空間，智能技術(shù)支持下的課堂、教室和學校，可以“騰云駕霧”，可以“天上人間”。智慧教室、智慧課堂、智慧學校，智慧平臺、教育云等教育空間就是智能技術(shù)與教育結(jié)合的新技術(shù)產(chǎn)物，是虛擬或?qū)嵦摻Y(jié)合的空間。

教育空間的研究因時而興，專門致力于教育空間研究的團隊出現(xiàn)了，如北京師范大學知識工程研究中心的“智慧教育空間”研究團隊，致力于智慧教育空間的研究并取得了豐碩的研究成果。教育空間的內(nèi)涵也因時而變，隨著智能技術(shù)的進步而發(fā)展變化。在智能技術(shù)條件下，教育空間的變化具有新時代特征：(1)云端一體化的教育云空間。與其他教育空間相比，云端一體化的教育云空間具有更智能化的特性。它使得教育資源順暢流動，用戶在任何有網(wǎng)絡的地方，都能使用自己的特有空間，極大地便利了教育過程，促進了教育公平。(2)虛擬教育空間。與實體教育空間相比，虛擬教育空間能提供更多的智能教學模式，如提供同步課堂、網(wǎng)絡直播課堂、慕課課程、討論社區(qū)、個性化課堂等多樣化的教育空間，滿足不同的學習需求。(3)移動學習空間。移動學習空間能實現(xiàn)個性化的泛在學習，使得原來的非學習場景轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習場景，原來的非學習時段轉(zhuǎn)化為學習時段，大大增加了學習場景的多樣性，提高了學習者的整體學習效率。(4)智慧教室。采用智能技術(shù)設備和結(jié)合新技術(shù)的設計，是實現(xiàn)智慧教室變革教育空間的又一途徑(13)參見祝智庭：《智慧教育新發(fā)展：從翻轉(zhuǎn)課堂到智慧課堂及智慧學習空間》，《開放教育研究》2016年第1期。。由此可見，在智能技術(shù)推動下，教育空間得到了革命性發(fā)展——從唯一到豐富、由實體到虛擬、由地面到云端，教育空間的變革是智能技術(shù)條件下教育發(fā)展的重要方向。

(二)施教者的變革

施教者包含但不只是各要素說中的傳統(tǒng)教育者。因為智能技術(shù)的變革力量，施教者這一概念的內(nèi)涵發(fā)生了極大的變化。由教育者到施教者主要有兩種途徑。其一是利用智能技術(shù)創(chuàng)建各種虛擬施教者。虛擬施教者大體分為虛擬輔助者、網(wǎng)絡教學系統(tǒng)、教育機器人。虛擬輔助者包括多種教育輔助工具、輔助教師，其代表性的有自動出卷評分工具、自動學習診斷工具、自動作業(yè)輔導系統(tǒng)、自動練習模擬考試系統(tǒng)、教學管理工具、自動監(jiān)考系統(tǒng)等。網(wǎng)絡教學系統(tǒng)多種多樣，可按教學對象和教學科目劃分。具有代表性的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)主要有針對大學以上層次學生的各種類型的慕課，進行語言教學的各類教學系統(tǒng)，面向職業(yè)教育的虛擬網(wǎng)絡教學系統(tǒng)等。相對于傳統(tǒng)的教師，教育機器人是實物形態(tài)的代理施教者，扮演施教者來完成各種教育任務。其二是被智能技術(shù)武裝的真人教師。在智能技術(shù)環(huán)境下，傳統(tǒng)意義上的教師已別無選擇，只有提升信息化技能才能適應智能技術(shù)條件下的教育環(huán)境。被智能技術(shù)武裝的教師是智能化教師、數(shù)字化教師，能高質(zhì)高效地進行和完成各種教育活動。

(三)受教育者的變革

在智能時代，受教育者的內(nèi)涵同樣發(fā)生了極大的變化。這是智能教育發(fā)展的必然結(jié)果。從人與技術(shù)的關(guān)系層面來看，這是技術(shù)與人互構(gòu)和互馴的結(jié)果。目前研究資料中，對于智能技術(shù)條件下有關(guān)受教育者所經(jīng)歷的和所需要變革的研究還比較少。從對已有文獻的研究和對現(xiàn)實教學的觀察可以得知，受教育者經(jīng)歷了或正在經(jīng)歷前所未有的變革。在智能技術(shù)條件下，受教育者從傳統(tǒng)的“讀書人”變成為采用讀書、讀網(wǎng)、看屏、虛游、虛練、視聽等不同方式獲得教育的學習者。其中，新的學習方式都是由智能技術(shù)支持的，學習者因此成為被智能技術(shù)所武裝的受教育者。受教育者通過互聯(lián)網(wǎng)、電視、數(shù)字化資料、課堂、書本、真人教師、虛擬教師等媒介獲得信息和知識，成為多媒介的接受者。由于虛擬的學習空間不設“疆界”、沒有“圍墻”，且移動學習實現(xiàn)了泛在學習，學習者可以利用這些新型學習方式追求個性化學習，同時智能診斷和學習指導、大數(shù)據(jù)學習分析使得學習者的個性化學習更加精準和科學?？梢?，智能技術(shù)使受教育者的學習更個性化。

(四)教育效率的變革

教育最終的關(guān)懷是人才培養(yǎng)，教育效率與人才培養(yǎng)息息相關(guān)。智能技術(shù)之所以在教育領域得到大力發(fā)展，在于其關(guān)乎人才培養(yǎng)。智能技術(shù)對于教育效率的提升發(fā)揮了極大作用。例如由于智能學習平臺特別是移動學習平臺隨時的“在場性”，為學習者節(jié)省了從生活地到達學習場地如教室、圖書館、自習室的時間。網(wǎng)絡推薦系統(tǒng)更是從旁“推波助瀾”，為學習者推薦的個性化學習內(nèi)容，不僅節(jié)省了學習者尋找學習資料和內(nèi)容的時間，提高了其學習效率，而且促進了個性化、精準的學習方式。個性化精準學習是指根據(jù)每位學習者的學習狀況、學習能力、學習偏好和教育資源等，為學習者尋求優(yōu)化的個性化學習途徑、學習路徑、學習節(jié)奏。已有智能教育公司看到了市場的需求，開始大規(guī)模采用這樣的技術(shù)來提供教育服務。例如，松鼠 AI 公司基于學生知識點掌握狀況為學生選擇學習內(nèi)容和學習策略，極大地提高了學生的學習效率(14)參見Li H.， et al.， “Yixue Adaptive Learning System and Its Promise on Improving Student Learning,” 10th International Conference on Computer Supported Education, 2018.。運用智能技術(shù)還可以提高學習者感知和習得知識的能力，比如， 采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示太空星體的位置和運動關(guān)系，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示歷史場景、地理場景、復雜數(shù)學曲線、可視化計算過程等(15)參見劉海等: 《多學科資源工具研制與教學實踐創(chuàng)新研究》，《電化教育研究》2018年第4期。，因其形象生動，學習者獲取知識的效率得到極大的提高?？傊?，無論是學習時間的節(jié)省、個性化精準的學習，還是獲取知識的高效率，智能技術(shù)使教育更加以人為本，因材施教，教育效率和教育質(zhì)量都有極大提高，教育也更符合現(xiàn)代國家人才培養(yǎng)需要。

(五)教育準備階段的變革

教育大多是由準備好了的施教者和準備好了的受教育者在一個準備好了的教育空間里開展，這三個方面的準備共同形成一個準備階段。教育過程中的準備工作是教育過程不可或缺的組成部分，因而準備階段的變革是整個教育變革的重要部分。教育準備階段主要是為了形成教育場景。所謂教育場景的形成是指施教者、受教育者、教育空間這三者流動而形成教育場景。在傳統(tǒng)教育中，施教者、受教育者和教育空間均是真實的人和物，而在智能技術(shù)條件下施教者和教育空間可以是虛擬的，例如教學系統(tǒng)和教育機器人就是虛擬的教育者。由于傳統(tǒng)教育一般在約定的時間和約定的實體空間進行，創(chuàng)建實體空間需要時間和金錢，人的流動也需要時間和金錢，因而傳統(tǒng)教育依賴較多的實體條件，成本也高。智能技術(shù)的運用則極大地加速了教育場景的形成過程，虛擬的施教者、虛擬的教育空間和教育機器人使學習可以隨時隨地進行。在虛擬的教學場景中，授課、交作業(yè)、答疑、討論、評卷等，均不需要或較少需要人或物的流動和實體空間的創(chuàng)建。鑒于對這些便利、成本、價值等的考量，已有不少國際著名大學走在智能教育應用的前列，它們將部分課程改成全網(wǎng)絡課程，或?qū)⒄n程的一部分改成網(wǎng)絡授課，在減小對教學樓的需求的同時，也減少了對教師的需求。另外，云端一體化系統(tǒng)的教學也能減少真人和實物的流動。比如，教師的備課內(nèi)容、學生交作業(yè)、師生答疑和討論等都可以搬到系統(tǒng)上進行，不需要人和物的流動而只需數(shù)字資料的網(wǎng)絡流動?？梢?，智能技術(shù)條件下教育場景的形成發(fā)生了質(zhì)的變化。

教師備課也是教育準備階段的重要一環(huán)。在智能技術(shù)條件下教師備課的方法和途徑變得多樣而便捷，這是因為教師可以充分運用智能系統(tǒng)進行備課。比如利用云端一體化系統(tǒng)，教師備課可以在有云接入的任何地方進行，教師不僅可以運用云端上的智能工具輔助生成課件等授課資料，也可以有效地參考云端上已有的類似課程的資料，還可以在云端協(xié)作備課等，重要的是這些存儲于云端的備課資料可以直接在課堂端使用(16)參見劉海等: 《多學科資源工具研制與教學實踐創(chuàng)新研究》，《電化教育研究》2018年第4期。。與傳統(tǒng)備課方式相比，利用云端一體化系統(tǒng)大大節(jié)省了教師備課所需要的時間和精力。

教學效果評價是教師準備下一階段課程的重要依據(jù)， 因而也是教育準備階段的一部分。教學效果評價主要包括學習行為分析評估、作業(yè)批改、測驗考試、學生反饋等方面。由于智能技術(shù)在教育的運用，教學效果評價方面也發(fā)生了很大的變化。智能教育平臺提供了許多智能化評價工具，可供準確、即時的自動評估。比如， 智能上課考勤系統(tǒng)、智能上課行為檢測與分析系統(tǒng)、自動考試系統(tǒng)、自動監(jiān)考系統(tǒng)、智能的個性化學習診斷和學生反饋分析等，這些智能工具大大提高了教學評估的準確性和即時性。

四、四大智能技術(shù)變革教育的途徑和方法

智能技術(shù)變革教育的過程是個宏大的系統(tǒng)工程。前面通過五字母教育過程模型對智能技術(shù)條件下的教育進行了建構(gòu)和界定，五字母所代表的教育空間、施教者、受教育者、教育效率以及教育準備階段都深深打上了智能技術(shù)的烙印，具有智能化的特征，從而從整體上把握了智能技術(shù)條件下教育在內(nèi)容和形式上發(fā)生的變革。厘清智能教育這一所指，只是完成了研究問題的一半。智能技術(shù)與教育之間到底是何種作用關(guān)系，教育又如何隨著智能技術(shù)綻放智能的光彩？沿著這些思考，下面將具體分析人工智能(Artificial Intelligence)、云技術(shù)(Cloud Technology)、大數(shù)據(jù)(Data)、區(qū)塊鏈(Blockchain)四大智能技術(shù)在變革教育中的角色和作用。這四大智能技術(shù)是目前智能教育的支撐技術(shù)，它們形成了一個強大的“智能圈”，促進智能教育發(fā)展。四大智能技術(shù)在推動智能教育發(fā)展方面既有共同之處，也有各自獨特之處，下文將予以分別論述。

(一)四大智能技術(shù)變革教育的共同之處

1. 極大地提升教育成效

由于虛擬教育空間具有低成本復制和網(wǎng)絡流動的特點，因而人工智能虛實結(jié)合的教育工具可以大大提高教育的投入產(chǎn)出效率。在虛擬空間中，知識表達方式變得更加豐富，“看不見的知識”以可視化形式呈現(xiàn)，從而提高了知識點的可理解性。同時在虛擬空間中，虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合的教學情境的創(chuàng)建，可以幫助學習者掌握和運用自主學習所需的技能和方法，引導他們主動進行探究式學習，極大地提高了學習的自主性。學習者還可以根據(jù)自己的需求，直接在智能平臺上進行知識實踐活動，完成學習任務，提高掌握知識的效率。不僅如此，智能學習平臺因為擁有海量的教學資源和學習工具，教師可以自由運用各種資源和工具進行文本、圖片、音頻、視頻等形式的教學課件制作，上傳下載，共享平臺資源。這些獲取教學資源的新途徑不僅能極大地提高教師備課效率，提高教育的投入產(chǎn)出效率，還能提高知識的更新和傳播效率。

另外，各智能平臺通過集成資源和工具還可以極大提升教學效率。其一，提高課堂教學效率。有實驗證明，利用智能平臺的學科工具和教學資源可大大提高課堂效率。例如運用二維動態(tài)幾何工具可以更精確、更直觀地帶領學生學習幾何知識。如在探究兩圓位置關(guān)系時，借助工具拖動就能讓學生清楚地觀察到兩圓內(nèi)切的各種情況，不僅課堂教學時間得到充分地利用，學生掌握知識點也更容易了，課堂的學習效率提高了(17)參見劉海等:《多學科資源工具研制與教學實踐創(chuàng)新研究》，《電化教育研究》2018年第4期。。其二，提高教學診斷的效率。這主要表現(xiàn)在教與學過程中所進行的診斷中。教師可以利用智能教育系統(tǒng)，針對教學知識點來出卷和考試，快捷而又全面地統(tǒng)計學生的學習情況，整體把握學生的學習效果，也可以利用智能教育系統(tǒng)中的評估工具快捷地發(fā)現(xiàn)學生的學習難點，根據(jù)這些難點對學生提供進一步的輔導。同時利用智能教育系統(tǒng)，教師還可以基于學習數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，針對不同層次水平的學生制定不同的學習進度和學習策略，真正實現(xiàn)差異化教學，使每一位學生得到最適合的學習和發(fā)展。其三，提高教學互動環(huán)節(jié)的效率。由于智能教育平臺上的工具能實現(xiàn)無感數(shù)據(jù)的自動采集和對學生學習路徑的跟蹤，而且能提供多學科資源和工具以契合學科特點且滿足學科教學需求，因而能夠在很大程度上支持師生和生生之間有效交互，提高教學效率。

2. 實現(xiàn)個性化精準教育

教材更新與實現(xiàn)精準教學密切相關(guān)。傳統(tǒng)教材具有較強的穩(wěn)定性，一旦固化成教材，經(jīng)年不變，跟不上知識更新速度。在智能時代，知識更新?lián)Q代加快是其顯著特點，尤其在前沿技術(shù)和工程領域，知識可謂“日新月異”，與之相應，各學科的課程內(nèi)容也需及時更新。以傳統(tǒng)方式編寫和更新教材如老牛拖車，已經(jīng)不能滿足教學對知識更新的要求。而智能知識檢測與挖掘工具在教材編寫方面具有極大的優(yōu)勢，它能高效、快速地提供最新知識，輔助設計出最新的課程體系。如有研究者所言，智能工具改變了編排課程的方式，快速提升了課程內(nèi)容更新的速度(18)參見靳玉樂、張銘凱、孟憲云：《信息技術(shù)時代的課程論發(fā)展》，《華東師范大學學報 (教育科學版)》2019年第4期。。

智能技術(shù)尤其是大數(shù)據(jù)分析在精準教學研究方面同樣扮演著重要的角色。當課程和教材確定后，智能工具首先收集和總結(jié)教師經(jīng)驗、學習者行為，并構(gòu)建實時教學畫像、學習者知識畫像、學能畫像、學習偏好畫像，構(gòu)建知識圖譜和學習策略譜；然后，智能工具結(jié)合各類畫像、知識圖譜、學習策略譜、學習資料的難易度進行推理，發(fā)現(xiàn)最合適的教學方法和順序，制定精準的學習方案，構(gòu)建描述所有學習路徑的網(wǎng)絡圖，從中發(fā)現(xiàn)最優(yōu)學習路徑(19)參見李浩君等：《個性化移動學習路徑優(yōu)化策略應用研究》，《電化教育研究》2016年第1期。。

比較而言，教材內(nèi)容、知識新舊、學習者能力、學習偏好等比較容易把握。然而， 學習者的學習效果還受能力、心理、情感、態(tài)度等因素的影響，人們對這些方面的認識和把握往往似是而非、模棱兩可。而智能技術(shù)則不同，它對學習者的學習能力、心理的捕捉和分析大大超過了人類。由于智能技術(shù)整合了智能感知、學習分析、情感計算等技術(shù)，它不僅可以感知學習者的個人知識、學習、情感、心理等特征，還能感知學習者與人交互時所表現(xiàn)出的社會性特征。因此，利用智能技術(shù)我們可以構(gòu)建準確的學習者畫像模型，精準地評估學習者各方面的特征，及早預見和準確掌握學習者學習過程中出現(xiàn)的生理、心理問題以及其他動態(tài)，并進行及時干預。

智能技術(shù)的精準性已在實踐中得到了證實。美國普渡大學的“課程信號系統(tǒng)”、美國幾所大學正在使用的 Moodog 以及美國西部開發(fā)的 PAR 系統(tǒng)都是智能技術(shù)推動教育精準化的應用實例。在中國，智能技術(shù)在教育中的應用主要由公司推動，比如松鼠 AI 推出的中學各科的診斷和推薦系統(tǒng)(20)參見Li H., et al.， “Yixue Adaptive Learning System and Its Promise on Improving Student Learning,” 10th International Conference on Computer Supported Education, 2018.，StarC 系統(tǒng)的中小學數(shù)學診斷工具(21)參見劉海等:《多學科資源工具研制與教學實踐創(chuàng)新研究》，《電化教育研究》2018年第4期。。這些智能教育精準化系統(tǒng)各有側(cè)重，但基本流程相差不大。首先是收集數(shù)據(jù)，主要收集學生的背景數(shù)據(jù)，如國籍，家庭背景，學術(shù)數(shù)據(jù)(如學習成果、學到的知識點、錯題本等)，行為數(shù)據(jù)(如各類學習的時長、各類活動數(shù)據(jù)、消費數(shù)據(jù)等)，身心數(shù)據(jù)(如情緒變化、釋放情緒數(shù)據(jù)等)。隨后是依據(jù)數(shù)據(jù)描述學習者的各種畫像，如學生成績、學習風格、知識點、行為、消費等方面的畫像。最后是數(shù)據(jù)分析結(jié)果的應用， 如根據(jù)學生的畫像精確引導學生采用適合自己特點的學習材料、學習路徑和學習節(jié)奏。除此之外，還有些其他的應用方式，如 Signkls 系統(tǒng)以交通信號指示燈的方式，讓學生了解自己在課程學習過程中的學習狀況，良好、中度危急和嚴重危急三種學習狀態(tài)分別用綠色、黃色和紅色信號指示燈表示。

總之，智能技術(shù)尤其是人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)對教育效率的提升和個性化精準教育的實現(xiàn)發(fā)揮了極其重要的作用。不僅如此，這四大智能技術(shù)還各自具有獨特性和優(yōu)勢，在教育智能化的變革中發(fā)揮著獨特的作用?？梢赃@么形象地比喻，人工智能好比工廠生產(chǎn)產(chǎn)品，教育云好比快遞員將產(chǎn)品集合并快速傳遞，大數(shù)據(jù)如精算師精準計算需要何種產(chǎn)品，而區(qū)塊鏈好比警衛(wèi)負責產(chǎn)品安全傳送。為清晰起見，下面分別論述四大智能技術(shù)的獨特之處。

(二)四大智能技術(shù)變革教育的獨特之處

1.人工智能的虛擬生產(chǎn)和替代性對教育的變革作用

人工智能的生產(chǎn)性使之在智能技術(shù)中占據(jù)首位。如果將人的智能分為計算、感知推理、理論建構(gòu)三個層次，那么目前機器智能處在中間層次，也就是感知推理的層次。我們認為，教育主要采用感知推理的途徑進行知識傳授，所以人工智能是變革教育的核心技術(shù)，發(fā)展人工智能技術(shù)推動教育變革必將大有可為。

其一，輔助或部分替代真人的教學事務。一個真人教師面對的教學事務可謂繁多——備課、上課、出卷、評卷、批改作業(yè)、學情診斷、輔導、討論等，教師往往感到分身乏術(shù)，難以全盤顧及，這是很多教師日常工作遭遇的苦惱。人工智能技術(shù)可為真人教師排憂解難，輔助或部分替代真人教師完成一些事務。比如在備課、授課效果自動評價等方面，由智能搜索代替真人教師尋找教學所需的資料，由智能生成技術(shù)生成教育資源，再由智能考試系統(tǒng)代替真人教師完成出卷、監(jiān)考以及評卷等，在這些教學事務中，智能工具能發(fā)揮極大的作用，分擔教師的工作。智能生成教育資源的服務甚至能根據(jù)教師、學生個性化特征，自動尋找、關(guān)聯(lián)、生成與匯聚適合的教學資源， 實現(xiàn)從人找資源到資源找人的轉(zhuǎn)變。

其二，建構(gòu)智能教育空間和虛擬施教者以完成教學活動。這體現(xiàn)在兩個方面：一方面是在結(jié)合教學法的基礎上采用人工智能中的化身技術(shù)、虛擬現(xiàn)實、虛擬教師，由虛擬施教者在虛擬的教育空間中提供教育服務；另一方面是在實體教室中，結(jié)合傳感器感知技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等構(gòu)成智慧教室。教育虛擬性的實現(xiàn)不僅很大程度上節(jié)省了人力和物力的投入，還極大提高了教育的綜合功能和效益。

其三，教育機器人推動和實現(xiàn)人機協(xié)作的教育。教育機器人，顧名思義，乃是模擬人實現(xiàn)教育功能的機器，是集成眾多技術(shù)具有主動向?qū)W習者施教功能的人工智能產(chǎn)品。教育機器人可以模仿人的模樣，也可以是無影無形全然虛擬的。教育機器人的研制推動和實現(xiàn)了人機協(xié)作的教育。這表現(xiàn)在：(1)教育機器人是智能的家庭教師，承擔輔導學生課外作業(yè)的任務。教育機器人基于先進機器解答算法可以為學生提供答疑、作業(yè)批改、作業(yè)講解、作業(yè)陪練等，還可以根據(jù)學生個性化特征自動編制出個性化學習方案和內(nèi)容，實現(xiàn)從學生找資源到機器人按最佳時機傳送資源到學生的轉(zhuǎn)變。(2)教育機器人是全能的生活助手。教育機器人能夠?qū)崟r提供學生所需要的成長知識、心理知識、社會知識、日常信息等各方面信息和知識，還可以監(jiān)測學生的健康狀況和充當保健醫(yī)生，督促學生學習和開展其他活動。(3)教育機器人成為學生、家長和老師之間的溝通橋梁。教育機器人能協(xié)助真人教師評估學生的發(fā)展情況，還可以為教師和家長提供全面、客觀、有科學數(shù)據(jù)支撐的綜合素質(zhì)評價報告。當然，目前教育機器人的開發(fā)和應用只是處于起步階段，還需要不斷地研發(fā)和推廣。

2.教育云的聚合性和流動在場性對教育的變革作用

近十多年來，教育云已逐步運用于各級教育系統(tǒng)。教育云已發(fā)展到了云端一體化的新水平。所謂云端一體化是將教育的參與者、教育空間、教育資源以及教育智能工具等納入到一個平臺，實現(xiàn)教育各方面的數(shù)字化聚合，提高發(fā)生教育“化學反應”的概率。教育云，顧名思義，如天空之云，比喻教育如云聚合， 且無處不在。教育云的這種智能聚合和在場性給教育帶來了巨大的變革。

其一，教育云技術(shù)增強了教育空間的流動性。教育云平臺提供的“云學?！薄熬W(wǎng)絡課程”“微課”“云課堂社區(qū)”“微學苑”等數(shù)字化流動空間，打破了物理空間的限制，使教育空間和施教者依據(jù)學習者的位置和時間而流動，提高了學習者時間利用等方面的效率。教育云因其流動性而在場，因而所有的教育資源能夠被快速共享。無論在現(xiàn)代都市或偏遠鄉(xiāng)村，學習者都能共享教育云。由此可見，教育云不僅為學習者提供了教育形式的多樣性和及時性，而且還大幅推動了教育資源的均衡化發(fā)展。

其二，教育云的聚合性和流動在場性為教育活動節(jié)省了時間。這具體表現(xiàn)在：(1)為學習者的學習活動節(jié)省時間。在傳統(tǒng)的教育活動中，學習者必須到達指定的場所，這個準備階段得花大量的時間。而教育云提供的數(shù)字化流動空間讓學習方式更加自由，學習者可以自主安排時間和地點進行學習。這樣，教育活動不再只限于實體教室，可以在任何有網(wǎng)絡數(shù)字流動的地方進行，從而為學習活動節(jié)省了時間，提高了時間的利用效率。(2)為施教者的教學活動節(jié)省時間。由于教育云平臺可提供豐富的課程資料、編輯工具、搜索工具和學科工具，教師可以充分利用這些資源，相應地節(jié)省了教師備課環(huán)節(jié)所需要的時間和精力。同時，教育云平臺使得教師備課、上課、批改作業(yè)等教務活動不因物理空間改變而改變，都能在同一個網(wǎng)絡空間里進行， 從而大大節(jié)省了教師的資料管理時間。另外教育云平臺也為教師的課堂教學節(jié)省了時間。比如教師可以通過教育云平臺提前讓學生完成一些實驗和預習學習， 在正式的課堂中則針對主要問題進行教授和指導，為課堂教學節(jié)省出時間，提高了課堂的效率；或者教師可以通過前測問題的設置和學情分析系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，掌握學生的學習情況，及時采取相應的后續(xù)措施，幫助學生更好地學習。

其三，教育云的流動性和共享性降低了教育的投入成本。教育云的應用，減少了建造實體教育空間的需求，從而降低了教育的投入成本。另外，教育云支持個人資源、校本資源、區(qū)域資源的共建與共享，這樣一來，優(yōu)質(zhì)的教育資源可以一次制作，多次多地使用，從全局來看，這也為教育的投入節(jié)約了成本。而且，在這些虛擬的教育空間中，所有人創(chuàng)造的教育資源都能進行快速的共享，并將其傳送至全國各地，尤其是把發(fā)達地區(qū)的優(yōu)質(zhì)教育資源輸送到邊遠落后地區(qū)，這樣就降低了教育資源制作成本，降低了國家投入，其意義重大而深遠。

3.大數(shù)據(jù)的精準研究范式推動了教育的變革

受制于人腦一次能處理的數(shù)據(jù)量的限制，在傳統(tǒng)的教育研究中，不論是對教育規(guī)律的認知還是各類有關(guān)教育的分析和評估，都只能基于小數(shù)據(jù)進行，對于大規(guī)模的復雜問題的處理則采用抽象成概念的辦法。近年來，教育大數(shù)據(jù)作為一種研究范式異軍突起，備受青睞。2012 年 10 月美國教育部發(fā)布了題為《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學習分析技術(shù)來提高教與學: 問題簡述》的報告，極力推動教育大數(shù)據(jù)挖掘和學習分析在教與學研究中的應用，以準確發(fā)現(xiàn)教學中的問題，進而提高教與學的質(zhì)量。該報告實質(zhì)上為教育研究提出了一個新的范式，即教育大數(shù)據(jù)研究范式。所謂教育大數(shù)據(jù)研究范式，就是通過教育數(shù)據(jù)挖掘、學習分析以及可視化數(shù)據(jù)分析，來改進自適應學習系統(tǒng)和實現(xiàn)個性化學習。大數(shù)據(jù)研究是實現(xiàn)精準化的研究范式，對教育產(chǎn)生了重大的影響。這主要表現(xiàn)在：其一，大數(shù)據(jù)技術(shù)催生了教育研究的新范式。在科學研究中，實證、理論和計算三種研究范式已被廣泛采用，而大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來了“第四研究范式”。根據(jù)《第四范式：數(shù)據(jù)密集型科學發(fā)現(xiàn)》，這一范式為數(shù)據(jù)密集研究范式。在該書中，作者論述了各領域的科學研究與大數(shù)據(jù)結(jié)合的必要性以及數(shù)據(jù)密集科學對不同領域科學研究方法的影響。具體到教育領域，教育大數(shù)據(jù)帶來了教育研究方法的變革，正在形成教育計算范式。目前教育大數(shù)據(jù)已成為新的學科研究方向，不少高校成立了國家教育大數(shù)據(jù)應用技術(shù)工程實驗室，并在全國多地建立分實驗室。在研究方面，有學者依據(jù)大數(shù)據(jù)處理一般流程同時結(jié)合教育研究的特點，構(gòu)建了教育大數(shù)據(jù)從收集到應用的體系框架，該框架從下往上依次為： 教育數(shù)據(jù)采集層、教育數(shù)據(jù)清洗層、教育數(shù)據(jù)處理層和教育數(shù)據(jù)應用層?；谶@樣的教育大數(shù)據(jù)平臺，采用先進的數(shù)據(jù)收集和處理技術(shù)，我們可以獲得全面且可靠的教育數(shù)據(jù)。教育大數(shù)據(jù)研究范式的特征可以概括為以下幾方面：(1)收集學習者的知識積累、學習動機、元認知、學習態(tài)度、學習行為、教育效果、生活、家庭背景等方面的精準數(shù)據(jù)，建立高精度的學生畫像；(2)基于高精度的學生畫像、學習內(nèi)容、學習目標，尋求最優(yōu)教學路徑和相應的教學策略;(3)建立各種教育過程和教育程序的計算模型，推動教育的精準研究；(4)基于教育管理數(shù)據(jù)并結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)，采用人力發(fā)展和流動模型預測并規(guī)劃各類人才的培養(yǎng)規(guī)模?？梢姡诮逃髷?shù)據(jù)的支持下，采用數(shù)據(jù)密集研究范式，教育研究正在發(fā)生實質(zhì)性的改變，即從定性到精準定量、從問卷調(diào)查到客觀數(shù)據(jù)收集、從節(jié)點數(shù)據(jù)到過程數(shù)據(jù)、從統(tǒng)計分析到先進數(shù)據(jù)分析算法。大數(shù)據(jù)研究范式給教育科學帶來新的理論和研究方法。其二，教育大數(shù)據(jù)技術(shù)催生了個性化精準教學。大數(shù)據(jù)研究范式是一種新的研究方法。方法是為目的服務的，教育大數(shù)據(jù)技術(shù)強調(diào)的是通過大數(shù)據(jù)的挖掘和學習分析發(fā)現(xiàn)教育中的問題，做到結(jié)論的準確性、可靠性，從而實現(xiàn)基于各種診斷和畫像的個性化精準教學?？傊?，大數(shù)據(jù)的精準研究范式推動了教育的變革。

4. 區(qū)塊鏈對教育的變革作用

區(qū)塊鏈是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，具有六大特征，即去中心化、可信任、可加密、開源性、匿名性、可追溯性。由于這六大優(yōu)越特征，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領域的應用迅速在世界范圍內(nèi)展開(22)參見黃貴懿：《基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學習成果認證管理系統(tǒng)研究》，《現(xiàn)代教育技術(shù)》2021年第1期。。從現(xiàn)有的技術(shù)研究和實踐成果來看，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育的作用和影響主要是推進教育資源的共創(chuàng)共享(23)參見劉豐源等：《基于區(qū)塊鏈的教育資源共享框架探究》，《現(xiàn)代教育技術(shù)》2018年第11期。。區(qū)塊鏈技術(shù)可以準確記錄教育資源使用的情況(24)參見楊現(xiàn)民等：《區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領域的應用模式與現(xiàn)實挑戰(zhàn)》，《現(xiàn)代遠程教育研究》2017年第2期。，這將帶來教育資源的可追溯的版權(quán)保護，從而幫助制定公平而又低成本實施的利益分配方案，促成教育資源共創(chuàng)共享局面的形成。教育資源的共創(chuàng)共享可以提高有限教育資源的利用率， 提高教育的投入產(chǎn)出并均衡教育資源配置。區(qū)塊鏈技術(shù)使學習者可以便捷地選擇共享節(jié)點訪問資源，提高不同角色區(qū)塊之間數(shù)據(jù)交互的效率，高效地實現(xiàn)教育資源共享，達到提升教育資源使用效率的目的。區(qū)塊鏈技術(shù)還可以將教育智能合約嵌入到教育資源從而實現(xiàn)資源交易智能化，構(gòu)建更有效率的教育智能交易系統(tǒng)(25)參見金義富：《區(qū)塊鏈 + 教育的需求分析與技術(shù)框架》，《中國電化教育》2017年第9期。。教育資源的物流信息將被智能合約追蹤、記錄，當學習者確認收到學習資源時，系統(tǒng)自動完成支付。所有的教育資源和服務均可以根據(jù)學習者的個性需求實現(xiàn)點對點交易。有學者正在嘗試構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的數(shù)字化教育資源共享框架和模式，從數(shù)據(jù)記錄、資源交易、資源共享和資源管理四個層面探索區(qū)塊鏈技術(shù)對數(shù)字化教育資源共享模式的變革(26)參見全立新、熊謙、徐劍波：《區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字教育資源流通中的應用》，《電化教育研究》2018年第8期。。由此可見，區(qū)塊鏈技術(shù)進一步提升了教育資源和信息的安全和可信度，使得智能教育服務可以健康有序地發(fā)展。

綜上所述，人工智能、教育云、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈四大智能技術(shù)對于教育的五個方面發(fā)揮了極其重要的變革作用。我們發(fā)現(xiàn)，這四大智能技術(shù)武裝了教育的提供方與接受方，智能時代的教育實際上是智能教育活動的過程。具體而言，在 Z 所代表的準備階段，智能技術(shù)通過智能搜索、自動生成、智能評估幫助施教者和受教育者準備學習資料，節(jié)省了準備時間， 提高了時間使用率。在 S 所代表的教育空間方面，智能技術(shù)建構(gòu)了虛擬教育空間，提升了教學空間的智能水平。在 P 所代表的施教者方面，智能技術(shù)通過提供以教育機器人為代表的虛擬教育者而發(fā)揮作用，促進了人機合作的教育模式。在 L 所代表的受教育者方面，智能技術(shù)通過各種智能技術(shù)和教育工具武裝學生，改變其學習方式，提升其學習效率。在 K 所代表的教育效率方面，智能技術(shù)通過提供泛在學習平臺、精準教學路徑和數(shù)字化的知識傳播方式而發(fā)揮作用。

四大智能技術(shù)又各有側(cè)重和優(yōu)勢。相對而言，人工智能技術(shù)對于教育的變革作用主要體現(xiàn)在智能教育工具與教育空間的替代性和人與機的合作性，克服了人和物的局限，智能地為教育服務。教育云對教育的變革途徑主要是實現(xiàn)了教育資源、教育空間、教育工具、施教者、受教育者在云上的虛擬大會合，消除地域障礙，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的共創(chuàng)共享，促進了教育公平，提升了教育的投入產(chǎn)出效率，實現(xiàn)了大規(guī)模個性化教育。教育大數(shù)據(jù)則為智能算法提供了數(shù)據(jù)基礎，使得教育得以實現(xiàn)精準化。區(qū)塊鏈技術(shù)進一步提升了教育資源和信息的安全和可信度，使得智能教育服務可以健康有序地發(fā)展?？傊?，這四大智能技術(shù)相互支撐，形成一個強大的智能技術(shù)圈，在教育的五大方面發(fā)揮了極其重要的作用，使得教育在內(nèi)容和形式上發(fā)生了質(zhì)的變革。

五、智能技術(shù)變革教育的途徑和機理

本文旨在通過分析智能技術(shù)變革教育的理論研究和實踐，提煉出智能技術(shù)變革教育的途徑和機理。鑒于教育這一研究對象的“無限性”，我們首先創(chuàng)建了一個能高度概括教育諸多要素和場景的五字母教育過程模型；然后基于五字母教育過程模型，分析智能技術(shù)條件下教育在五個方面所發(fā)生的變化，從整體上把握智能技術(shù)給教育的內(nèi)容和形式帶來的質(zhì)的變革； 接著，具體分析人工智能、區(qū)塊鏈、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)四大智能技術(shù)推動教育變革的途徑和方法；最后經(jīng)過以上兩方面探究而形成透視思考，提煉出智能技術(shù)變革教育的途徑和機理。我們稱這樣的研究方法為模型透視法。

通過模型透視法，我們將智能技術(shù)變革教育的途徑概括為以下六個方面：(1)創(chuàng)造大量的虛擬教育空間和虛擬施教者，豐富了教育空間和施教者。(2)提升教育服務的數(shù)字流動性。如，教育云以及移動網(wǎng)絡將虛擬教育空間和虛擬施教者遠距離提供給受教育者，學習者快速獲得教育服務；教育機器人實現(xiàn)面對面類人交互教育；區(qū)塊鏈技術(shù)通過保障信息可信度促進教育資源流動。(3)提升教育的獲得效率。智能技術(shù)通過一系列途徑提高學習者的教育獲得效率，比如通過提供精準教育服務優(yōu)化教育過程，通過數(shù)字化傳輸以及通過機器人參與提升教學效果等方法提升教育的獲得效率。(4)自動完成部分智能工作。目前很多智能教育工具能夠獨立完成一些類型的教育工作，如自動評卷、自動考試系統(tǒng)、自動監(jiān)考、智能診斷、大數(shù)據(jù)學習分析、智能教育管理系統(tǒng)、教育效果評估等。(5)基于教育大數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準教育。由于傳感技術(shù)和教育各環(huán)節(jié)的信息管理系統(tǒng)能夠獲得教育的全過程和多層面的數(shù)據(jù)，基于這些豐富的教育數(shù)據(jù)，精準教育研究、精準教育評估和精準學生畫像均可實現(xiàn)，且一旦這些技術(shù)與高精度知識圖譜結(jié)合則可實現(xiàn)精準的教育。(6)人和智能技術(shù)協(xié)同提升教育效率。例如應用云端一體化教學系統(tǒng)、教育機器人可以有效地提高教師的教學能力和效率，而被智能技術(shù)武裝的學生則可提高其教育投入產(chǎn)出效率、時間利用效率，進而提升其教育成效。

在對智能技術(shù)變革教育途徑探究的基礎上，進一步提煉，我們發(fā)現(xiàn)隱藏其中的智能技術(shù)變革教育的機理，大體歸結(jié)為四個面向：(1)智能技術(shù)通過技術(shù)構(gòu)建虛擬教育空間、虛擬施教者、高端技術(shù)教育資源以提高教育供給側(cè)的質(zhì)量；(2)智能技術(shù)提升教育供給側(cè)的流動性以突破教育的時空限制，從而增加教育供給側(cè)與學習者相遇而發(fā)生教育反應的機會和親和度；(3)通過個性化精準教育技術(shù)、教育機器人、智能教育環(huán)境以及富媒體教育展示技術(shù)提高學習者獲得教育的效果和效率；(4)通過技術(shù)武裝學習者增加和增強其接受教育的機會，降低其教育成本，提高其學習效果。

本文對智能技術(shù)變革教育的理論和實踐進行了總結(jié)，對智能技術(shù)變革教育的途徑和機理進行了研究。對智能技術(shù)變革教育進行研究的最終關(guān)懷是促進人才培養(yǎng)。智能技術(shù)通過為社會、學校、家庭、個人提供全面的教育技術(shù)支持，極大地提升了教育的可獲得性、學習過程的科學性、知識的可接收性，從而相應地提升了教學效果、知識傳播速度、教育公平性、教育的社會效益等。目前，智能技術(shù)發(fā)展和應用還只處在初始階段，智能技術(shù)的發(fā)展關(guān)乎未來教育，今后必將發(fā)揮其強大作用，助推我國成為教育強國。