盧 宇 駢 揚(yáng) 李沐云 馬 寧

（1.北京師范大學(xué) 教育技術(shù)學(xué)院，北京 100875；2.北京師范大學(xué) 未來教育高精尖創(chuàng)新中心，北京 102206）

全球華人計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用大會(huì)（Global Chinese Conference on Computers in Education，GCCCE）是全球華人計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用學(xué)會(huì)主辦的國際學(xué)術(shù)會(huì)議。2023年5月27日至5月31日，第27屆全球華人計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用大會(huì)（GCCCE 2023）在北京師范大學(xué)舉辦。本研究以大會(huì)主旨演講與學(xué)術(shù)發(fā)表成果為對(duì)象，分析研究熱點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系，呈現(xiàn)計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用領(lǐng)域的趨勢(shì)、機(jī)遇與挑戰(zhàn)，以期為該領(lǐng)域研究者提供參考與啟示。

一、人機(jī)智能協(xié)同的教育發(fā)展新趨勢(shì)

隨著人工智能等新一代信息技術(shù)快速演進(jìn)，機(jī)器智能與人機(jī)協(xié)同方式正在加速融入教育領(lǐng)域，并將對(duì)教育的基本理念與方法產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著近年來《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》等一系列政策的相繼頒布，教育的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型正迎來全新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)：線上線下混合的教育形式為學(xué)習(xí)者提供隨時(shí)隨地可訪問的、豐富的學(xué)習(xí)資源；虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)支持下的創(chuàng)新型教學(xué)方式，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)過程的沉浸感和趣味性；借助人工智能算法，學(xué)習(xí)路徑可以依據(jù)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格、需求和興趣進(jìn)行定制，有針對(duì)性地服務(wù)學(xué)習(xí)者的成長與發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，如何提升教育過程中人機(jī)協(xié)同的效率與體驗(yàn)，如何更好地設(shè)計(jì)適用教育的人工智能算法與平臺(tái)，以及如何培養(yǎng)教育界的人才以應(yīng)對(duì)數(shù)字化、智能化時(shí)代的需求，都是當(dāng)前亟待探討的問題。在此背景下，本屆會(huì)議匯聚了一系列專家的報(bào)告和討論，針對(duì)人機(jī)智能的協(xié)同與融合、高度互動(dòng)且個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建、交叉學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)等方面展開深入研究與探討。

（一）將人類知識(shí)與機(jī)器智能融合于教育中

針對(duì)當(dāng)前生成式人工智能技術(shù)的快速發(fā)展和變革性影響，來自香港大學(xué)的王敏紅教授以《將人類知識(shí)和機(jī)器智能融合于教育中》為題發(fā)表了主旨演講，探討了如何更好地構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的教學(xué)新模式。如圖1所示，以O(shè)penAI開發(fā)的智能聊天系統(tǒng)ChatGPT為例，王敏紅教授提出生成式人工智能可以在多個(gè)維度用于對(duì)教學(xué)過程的支持：在“內(nèi)容支持”維度可以作為學(xué)習(xí)助手生成學(xué)習(xí)材料；在“他人支持”維度可以作為虛擬導(dǎo)師回答學(xué)生提問并作為反思工具促進(jìn)深入思考；在“自我支持”維度作為虛擬學(xué)伴陪伴學(xué)習(xí)過程；在“任務(wù)支持”維度作為專家支持協(xié)助完成復(fù)雜任務(wù)的解決等（Zhu, Sun, Luo, Li, & Wang, 2023）。此外，以ChatGPT為代表的生成式人工智能系統(tǒng)，還可以作為外部刺激（Stimulus），驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)者開展批判性思考，從而促進(jìn)其高階思維的發(fā)展。

圖1 ChatGPT融入教育的多種路徑

（二）構(gòu)建高交互性與強(qiáng)個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境

在智能時(shí)代，復(fù)合式游戲以其獨(dú)特的人機(jī)協(xié)同方式凸顯出了交互性，而以ChatGPT為代表的人工智能工具，可以為學(xué)習(xí)者打造高度個(gè)性化的智能學(xué)習(xí)環(huán)境。施如齡教授以《性格、行為、策略：復(fù)合式學(xué)習(xí)游戲的跨域性與動(dòng)態(tài)性》為題發(fā)表主旨演講。演講聚焦復(fù)合式學(xué)習(xí)游戲的跨域性與動(dòng)態(tài)性，闡述了如何利用AR/VR、機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將游戲化學(xué)習(xí)帶入各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。施教授首先介紹了如何借助各類智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來設(shè)計(jì)復(fù)合式學(xué)習(xí)游戲，主要以建構(gòu)主義與社會(huì)認(rèn)知為基礎(chǔ)，并遵循元素互聯(lián)、多方參與、動(dòng)態(tài)結(jié)局的原則。游戲過程中，學(xué)生可以通過與卡牌、機(jī)器人、電腦系統(tǒng)等軟硬件設(shè)備進(jìn)行交互，從而融入歷史情境，了解人、事、物的細(xì)節(jié)信息，增強(qiáng)學(xué)習(xí)過程的臨場感。施如齡教授也指出，由于復(fù)合式游戲?yàn)閷W(xué)生提供了與其他學(xué)生共同溝通和決策的機(jī)會(huì)，因此是分析多模態(tài)學(xué)習(xí)行為的重要場域。學(xué)生可以透過目標(biāo)任務(wù)與沖突事件，以不同視角理解差異立場與多元觀點(diǎn)，并進(jìn)行個(gè)人選擇、集體決策、跨群協(xié)商等學(xué)習(xí)活動(dòng)，這也為研究者們提供了一種高互動(dòng)性的學(xué)習(xí)分析視角。

在學(xué)習(xí)環(huán)境的個(gè)性化方面，Curtis J.Bonk教授在其題為《Time to Wake Up from Our Innovative Learning Dreams and Make Smarter Learning a Reality》的主旨演講中發(fā)表了重要見解。借助以ChatGPT為代表的人工智能工具，將能夠根據(jù)每位學(xué)生的需求、興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境、資源、路徑進(jìn)行定制。具體而言，Bonk教授從學(xué)習(xí)者參與（Learner Engagement）、普適性獲得（Pervasive Access）、個(gè)性化定制（Customization & Personalization）三個(gè)維度，分別展示了人工智能工具賦能教育的諸多案例。這些個(gè)性化方法有望提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)動(dòng)力，使其更有效地掌握知識(shí)。然而，隨著新一波技術(shù)的到來，人們?cè)谶^去所構(gòu)想的“智能教育”愿景會(huì)逐漸被遺忘，因此如何理解技術(shù)變革教育的關(guān)鍵機(jī)理和社會(huì)性問題，是實(shí)現(xiàn)“智能教育”夢(mèng)想的本質(zhì)所在?；诖?，在演講的尾聲部分，Bonk教授也提出了若干問題，包括智能學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何主動(dòng)并且獨(dú)立地學(xué)習(xí)、教師該如何有效地利用智能學(xué)習(xí)工具等。解決這些問題是人機(jī)智能協(xié)同有效賦能教育的關(guān)鍵，也是人工智能教育應(yīng)用領(lǐng)域未來研究的重要方向。

（三）從“模型研究”到“功能賦能”：“AI+X”賦能人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展不僅引領(lǐng)了科技革新的浪潮，同時(shí)也激發(fā)我們對(duì)這一領(lǐng)域的頂尖創(chuàng)新人才提出更為迫切的需求。在這一背景下，浙江大學(xué)的吳飛教授在其主旨報(bào)告《AI+X賦能交叉人才培養(yǎng)》中，深刻分析了高等教育中人工智能知識(shí)體系的發(fā)展歷程。吳飛教授首先指出，當(dāng)前各類人工智能系統(tǒng)在垂直領(lǐng)域任務(wù)上的表現(xiàn)日益出色，但卻面臨著一個(gè)根本性的挑戰(zhàn)，即無法充分利用數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)和直覺推理等元素實(shí)現(xiàn)整體智能水平和適應(yīng)性的提升。這一問題的存在使得人工智能系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)場景時(shí)顯得力不從心，研究者們逐漸認(rèn)識(shí)到，僅僅追求特定任務(wù)模型的性能提升是不夠的，更需注重賦能人工智能系統(tǒng)更全面、更靈活地理解和解決問題的能力，即從“模型研究”到“功能賦能”的演進(jìn)。從功能賦能的視角來看，我們逐漸超越了過去對(duì)“模型研究”的單一追求，轉(zhuǎn)向關(guān)注具有廣泛知識(shí)背景、創(chuàng)新思維和協(xié)作能力的人才培養(yǎng)，以構(gòu)建更全面、更靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜挑戰(zhàn)的人工智能領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，吳飛教授指出跨學(xué)科教育教學(xué)的必要性，需要通過在其他學(xué)科教學(xué)過程中輔以人工智能課程，培養(yǎng)學(xué)生利用人工智能解決本學(xué)科領(lǐng)域問題和跨學(xué)科問題的能力。高等教育應(yīng)更加重視人工智能在醫(yī)學(xué)、社交媒體等諸多領(lǐng)域的可持續(xù)性實(shí)際應(yīng)用，即“AI+X”。利用“AI+X”賦能高等教育中的人才培養(yǎng)，需要重點(diǎn)關(guān)注教材、課程、平臺(tái)三位一體的形式（吳飛，陳為，2022）。其中，教材體現(xiàn)了教育思想和教學(xué)內(nèi)容，課程是教材的教學(xué)育人實(shí)踐的載體，平臺(tái)則是教材和課程增效的手段，三者共同推動(dòng)科教融合和產(chǎn)教融合，促進(jìn)人工智能領(lǐng)域人才鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈的有效銜接。

綜合而言，本屆會(huì)議的多場主旨報(bào)告共同揭示了人機(jī)智能協(xié)同對(duì)教育領(lǐng)域的深遠(yuǎn)影響，并呼吁對(duì)教育模式和人才培養(yǎng)進(jìn)行重大改革。從人機(jī)智能的融合，到學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)化，再到 “功能賦能”的導(dǎo)向——這些主題不僅勾勒出人工智能技術(shù)在教育中的多元應(yīng)用，也強(qiáng)調(diào)了技術(shù)發(fā)展所需的教育哲學(xué)和方法論的根本變革。這些主旨報(bào)告不僅為人機(jī)智能協(xié)同教育提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也引導(dǎo)了未來教育改革和人才培養(yǎng)的發(fā)展方向，將有助于更好地理解和適應(yīng)數(shù)字化、智能化時(shí)代的教育需求。

二、人工智能教育的關(guān)鍵研究維度揭示

除主旨演講外，會(huì)議議程還包括論文報(bào)告、工作坊、博士生論壇、中小學(xué)教師論壇與企業(yè)參展等。大會(huì)面向全球華人征稿，共收到372 篇來自中國、日本、新加坡、美國等國的投稿。經(jīng)過嚴(yán)格的論文評(píng)審過程，各子會(huì)議最終共錄取了211篇論文。接下來對(duì)其關(guān)鍵詞與研究內(nèi)容進(jìn)行熱點(diǎn)分析。

（一）關(guān)鍵詞分析：數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的多元研究場景與研究對(duì)象

首先，基于文獻(xiàn)計(jì)量方法提煉出全部論文中直接明確列出的關(guān)鍵詞726個(gè)。在對(duì)其中的近義詞進(jìn)行合并處理與頻數(shù)排序后，發(fā)現(xiàn)本屆大會(huì)錄用論文呈現(xiàn)出的兩個(gè)主要特點(diǎn)：①在研究主題方面，“人工智能”是本屆中文論文熱度最高的關(guān)鍵詞，出現(xiàn)在近5%的論文中。在此基礎(chǔ)上，包括在線學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多樣化的學(xué)習(xí)方式也受到了較為廣泛的關(guān)注，在此過程中構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)情感與用戶體驗(yàn)也受到研究者的重視。②在研究對(duì)象方面，大會(huì)論文呈現(xiàn)出更加多元化的特點(diǎn)。在國家教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略背景下，相關(guān)技術(shù)與政策層面的研究也呈現(xiàn)出明顯增長的趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，研究者針對(duì)“教育評(píng)價(jià)”“教師發(fā)展”等主題，開展了較多深入的研究和探索。

由上述分析可知，“人工智能”是GCCCE 2023的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，這也與本屆大會(huì)“人機(jī)智能協(xié)同，共創(chuàng)教育未來”的主題相契合。隨著人工智能等新一代信息技術(shù)的不斷演進(jìn)與發(fā)展，機(jī)器智能與人機(jī)協(xié)同方式正在加速融入教育領(lǐng)域，并將對(duì)教育的基本理念與方法產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)，研究者也更加關(guān)注數(shù)字化轉(zhuǎn)型視域下的細(xì)分領(lǐng)域研究，利用人工智能等技術(shù)充分賦能智慧教育的創(chuàng)新型形態(tài)、服務(wù)和治理。

（二）研究內(nèi)容分析：人工智能驅(qū)動(dòng)的交互應(yīng)用、技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)

為深入了解 “人工智能”主題下的研究關(guān)注重點(diǎn)和細(xì)分領(lǐng)域，本研究采用內(nèi)容分析法將分析范圍從關(guān)鍵詞拓展至論文全文，分別統(tǒng)計(jì)了184篇中文論文在九個(gè)子會(huì)議中教育人工智能相關(guān)研究的占比情況。所有子會(huì)議的主題及其“人工智能”相關(guān)文章占比結(jié)果如圖2所示。

圖2 GCCCE 2023各個(gè)子會(huì)議中文論文中“人工智能”主題相關(guān)論文占比

總體來看，在本屆大會(huì)中，超過30%的中文論文專注于人工智能，尤其在C6子會(huì)議中，該比例高達(dá)96.9%，彰顯了該領(lǐng)域內(nèi)人工智能相關(guān)研究的活躍度。其他子會(huì)議，如C2與C7，也有近一半的論文探索了AI在泛在化、個(gè)性化學(xué)習(xí)中的潛能。本研究進(jìn)一步剖析了所有子會(huì)議中“人工智能”主題相關(guān)研究的具體內(nèi)容，總結(jié)提煉出所涉及的五個(gè)主要研究維度，即“教育應(yīng)用與交互機(jī)理”“算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建”“人才培養(yǎng)體系與課程資源”“隱私與倫理”以及“政策與規(guī)劃分析”。其中，“教育應(yīng)用與交互機(jī)理”關(guān)注人工智能在教育中的應(yīng)用方式與交互機(jī)制設(shè)計(jì)；“算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建”關(guān)注教育服務(wù)中的人工智能算法模型研究與系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建；“人才培養(yǎng)體系與課程資源”關(guān)注面向不同學(xué)段的人工智能課程資源和培養(yǎng)體系建設(shè)，以滿足人工智能素養(yǎng)導(dǎo)向的人才培養(yǎng)需求；“隱私與倫理”關(guān)注人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域的隱私保護(hù)與倫理規(guī)范等問題；“政策與規(guī)劃分析”主要關(guān)注政策建議和規(guī)劃方案的提出與剖析。

“人工智能”主題的五個(gè)維度及相關(guān)論文數(shù)量分布如圖3所示?？梢钥吹?，“教育應(yīng)用與交互機(jī)理”、“算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建”及“人才培養(yǎng)體系與課程資源”三個(gè)維度排在前三位，三者內(nèi)在聯(lián)系緊密且相互促進(jìn)，其相互關(guān)系與作用如圖4所示。具體而言，“教育應(yīng)用與交互機(jī)理”明確需求導(dǎo)向，呼吁更加人本的人工智能算法創(chuàng)新，并倡導(dǎo)將人機(jī)協(xié)同能力作為人才培養(yǎng)的重要方面；“算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建”作為技術(shù)驅(qū)動(dòng)，賦能更加智能化的交互機(jī)制，同時(shí)推動(dòng)課程資源與培養(yǎng)方案的革新；“人才培養(yǎng)體系與課程資源”提供人才支持，進(jìn)一步推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)和交互機(jī)理的探索。本研究針對(duì)上述三個(gè)維度，以部分大會(huì)優(yōu)秀論文及相關(guān)主題報(bào)告為例，進(jìn)一步進(jìn)行深入討論和剖析。

圖3 “人工智能”主題各維度及論文分布情況

圖4“人工智能”主題研究的重要維度及其相互關(guān)系

三、教育應(yīng)用與交互機(jī)理研究的最新進(jìn)展

隨著自然語言處理與生成式人工智能等技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，機(jī)器的智能性和交互性顯著增強(qiáng)。聯(lián)合國教科文組織在《人工智能與教育：政策制定者指南》中指出，“人類與人工智能的關(guān)系越來越復(fù)雜微妙”，強(qiáng)調(diào)了人機(jī)協(xié)同智能的重要性（UNESCO,2021）。在這一背景下，研究者們開始重點(diǎn)關(guān)注教育過程中人工智能要素與教育各角色間的新型交互關(guān)系與機(jī)制建立，從而形成人機(jī)協(xié)同的教育應(yīng)用模式。

（一）建立穩(wěn)定友好的“人工智能—學(xué)習(xí)者”交互關(guān)系

探索如何建立友好、穩(wěn)定的人機(jī)交互關(guān)系，是提升學(xué)習(xí)成效并優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗(yàn)的關(guān)鍵。以本屆大會(huì)的最佳中文論文《設(shè)計(jì)利用互賴機(jī)制建立長期關(guān)系的寵物機(jī)器人以提升學(xué)習(xí)成效》（張育甄，林宏軒，王振漢，楊舒涵，陳國棟，2023）為例，該研究基于互賴機(jī)制設(shè)計(jì)了一種寵物機(jī)器人，在學(xué)習(xí)過程中激發(fā)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生責(zé)任心和學(xué)習(xí)動(dòng)力，以解決傳統(tǒng)的導(dǎo)師類、學(xué)伴類教育機(jī)器人難以與學(xué)習(xí)者維持長期關(guān)系的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于普通機(jī)器人，該研究所設(shè)計(jì)的寵物機(jī)器人在提升學(xué)習(xí)成效和提供情感支持方面的效果顯著，且能夠與學(xué)習(xí)者形成正向的互動(dòng)關(guān)系。這一發(fā)現(xiàn)也為人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)與智能化學(xué)伴的設(shè)計(jì)提供了重要參考。

（二）探索新興技術(shù)融入教育中的交互機(jī)制

與此同時(shí)，一些專家開始探討新興技術(shù)如何融入教育中。王敏紅教授的演講正是這方面的一個(gè)代表。她強(qiáng)調(diào)了生成式人工智能，如ChatGPT，在教育的多個(gè)維度中的應(yīng)用潛力，從內(nèi)容生成到驅(qū)動(dòng)高階思維。在合理利用人工智能技術(shù)賦能教育的同時(shí)，王敏紅教授也指出，在完成概念抽象、情感理解、知識(shí)創(chuàng)生等具有復(fù)雜性和創(chuàng)造性的任務(wù)時(shí)，機(jī)器仍然需要高度依賴人類的智慧。

（三）剖析教育人機(jī)交互過程的影響因素

針對(duì)人機(jī)交互過程中存在的問題，剖析其影響因素可以為高效構(gòu)建智能化教育服務(wù)提供重要參考。例如：研究者深入分析了作文智能批改系統(tǒng)對(duì)不同成就水平學(xué)習(xí)者的反饋支持效果（趙曉娟，趙曉娟，張津津，陳真真，2023），并研究了在接收到系統(tǒng)自動(dòng)生成的17種反饋后，學(xué)習(xí)者后續(xù)的作文修改行為及其特征。研究發(fā)現(xiàn)不同成就組在反饋支持方面不存在顯著差異，但在使用智能寫作反饋時(shí)，學(xué)習(xí)者存在典型的共性問題，例如：僅對(duì)用語作簡單修改和替換，較少開展內(nèi)容方面的重組或重寫等。這些研究能夠?yàn)槿斯ぶ悄苤С窒碌娜藱C(jī)協(xié)同智能教學(xué)服務(wù)，提供有價(jià)值的底層機(jī)制設(shè)計(jì)依據(jù)與改進(jìn)策略。

綜上所述，人類知識(shí)和人工智能系統(tǒng)的結(jié)合與協(xié)同，是發(fā)揮人工智能在教育應(yīng)用中潛力的必經(jīng)之路。人工智能可以提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和智能化的輔助教學(xué)工具，提升師生教與學(xué)的成效。事實(shí)上，在智能技術(shù)蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，人機(jī)智能協(xié)同已經(jīng)成為教學(xué)活動(dòng)中不可或缺的重要組成部分，當(dāng)前的許多研究成果也為領(lǐng)域發(fā)展帶來了前所未有的創(chuàng)新。目前，智能教育系統(tǒng)和平臺(tái)不斷崛起（張賽宇，馬志強(qiáng)，董延慶，侯德強(qiáng)，2023），展現(xiàn)了對(duì)學(xué)習(xí)者詢問意圖的準(zhǔn)確解讀能力，通過自然語言實(shí)現(xiàn)與學(xué)生類似的教學(xué)交流、問答和活動(dòng)，為教育提供了新的可能性（陳鵬鶴，夏雪瑩，盧宇，2022）。以百度的ERNIE大模型為例，該模型通過對(duì)領(lǐng)域?qū)嶓w知識(shí)和專業(yè)術(shù)語的深入理解，以及通過問答匹配任務(wù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，成功提升了用戶對(duì)領(lǐng)域知識(shí)及其內(nèi)在聯(lián)系的理解。在教育應(yīng)用中，ERNIE可用于提供學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的答疑服務(wù)和智能化教育咨詢，從而促進(jìn)人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)的過程。

需要指出的是，當(dāng)前研究對(duì)人機(jī)交互中人的主觀能動(dòng)性的探索略顯不足。因此，除了提升智能教育應(yīng)用自身的交互性之外，未來研究需要更加關(guān)注人在人機(jī)關(guān)系中所扮演的角色，例如：人類如何有效地使用智能工具，如何充分利用自身在創(chuàng)造力、批判思維和人際交往方面的優(yōu)勢(shì)，均是需要考慮的重要因素和研究重點(diǎn)。只有“人類智能”與“機(jī)器智能”形成緊密的協(xié)同關(guān)系，才能最大程度地發(fā)揮各自特長，形成新的數(shù)字化教育模式與智能化教學(xué)應(yīng)用，大幅度提升教育系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。

四、算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建助力人工智能教育有效落地

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，“中國高度重視人工智能對(duì)教育的深刻影響，積極推動(dòng)人工智能與教育深度融合，促進(jìn)教育變革創(chuàng)新”（新華網(wǎng)，2019），這一愿景引領(lǐng)著教育人工智能相關(guān)技術(shù)的不斷突破。算法創(chuàng)新和平臺(tái)構(gòu)建是驅(qū)動(dòng)人工智能技術(shù)更好地理解和服務(wù)教育的核心要素之一，不但可以為教師和學(xué)生等角色提供適切的教學(xué)資源、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)反饋，還可以促進(jìn)人工智能教育自身的發(fā)展和落地實(shí)踐。

（一）創(chuàng)新教育人工智能的前沿算法模型

本屆大會(huì)較多研究者關(guān)注創(chuàng)新人工智能算法模型并用于解決教育領(lǐng)域中的實(shí)際問題，重點(diǎn)包括學(xué)習(xí)者建模（司雨晴，閆秋艷，2023；徐世凡，洪暉鈞，2023）、資源自動(dòng)標(biāo)注（駢揚(yáng)，盧宇，曹云波，2023）、多模態(tài)學(xué)習(xí)分析與教育評(píng)價(jià)（王坤，薛耀鋒，2023）等領(lǐng)域的算法改進(jìn)與模型優(yōu)化。例如：入圍本屆大會(huì)最佳技術(shù)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的論文《基于“可逆嘗試狀態(tài)”的知識(shí)追蹤模型研究》（馬安瑤，劉子韜，田密，盧宇，2023）提出了一種“可逆嘗試狀態(tài)”的人工智能算法，用于解決復(fù)雜學(xué)習(xí)任務(wù)中學(xué)習(xí)者的知識(shí)狀態(tài)建模問題。該研究在傳統(tǒng)貝葉斯知識(shí)追蹤模型的基礎(chǔ)上，增加了“可逆嘗試狀態(tài)”，充分考慮了學(xué)習(xí)者當(dāng)前的知識(shí)水平和作答表現(xiàn)可能由其正在進(jìn)行的“嘗試行為”所影響，從而更完整地刻畫了學(xué)習(xí)者內(nèi)隱知識(shí)狀態(tài)的雙向轉(zhuǎn)移過程。在多個(gè)公開數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)表明，所提出的模型能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測學(xué)習(xí)者作答表現(xiàn)，為基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)者建模領(lǐng)域貢獻(xiàn)了新的技術(shù)思路和模型。

（二）構(gòu)建支撐教育服務(wù)的智能化平臺(tái)

除了從算法模型開展技術(shù)創(chuàng)新，教育人工智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與開發(fā)同樣受到本屆大會(huì)研究者的關(guān)注。在獲得本屆大會(huì)最佳技術(shù)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的論文《面向中小學(xué)人工智能教育的圖形化編程軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)》（劉俊宏，薛耀鋒，2023）中，作者通過調(diào)研歸納出現(xiàn)有圖形化編程軟件設(shè)計(jì)和使用的問題，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研發(fā)了一個(gè)新型圖形化編程平臺(tái)，以提升用戶的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和興趣，激發(fā)其創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。該研究提升了人工智能教育平臺(tái)的功能性與用戶體驗(yàn)，并為教育人工智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供了重要借鑒。

綜上所述，算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建研究為智慧教育的實(shí)現(xiàn)提供了切實(shí)可行的路徑和支撐，因此教育領(lǐng)域同樣需要關(guān)注人工智能研究的最新進(jìn)展。當(dāng)前，生成式人工智能領(lǐng)域的多模態(tài)大規(guī)模模型展現(xiàn)了卓越的潛力，為人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)大的支持。這些模型不僅能夠進(jìn)行跨模態(tài)信息理解，還能進(jìn)行復(fù)雜的推理、內(nèi)容生成和問題解決，為教育技術(shù)的發(fā)展帶來了新的可能性。由OpenAI開發(fā)的GPT-4多模態(tài)大模型是一個(gè)典型例子（Open AI，2023），該模型在多個(gè)方面的能力具有里程碑意義，包括多模態(tài)理解、推理、內(nèi)容生成和問題解決。在教育技術(shù)方面，GPT-4可作為學(xué)習(xí)者的百科全書，提供便捷的資源檢索；作為寫作助手，提供文章潤色和創(chuàng)意啟發(fā)；作為私人教師，為不同水平的學(xué)生提供個(gè)性化輔導(dǎo)和多學(xué)科問題解決指導(dǎo)。當(dāng)前正處于人工智能技術(shù)快速演進(jìn)和國家教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時(shí)期，該方向的研究成果對(duì)推動(dòng)教育創(chuàng)新和育人效果的提升具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，我們必須謹(jǐn)記技術(shù)算法的雙刃劍特性。盡管算法創(chuàng)新與平臺(tái)構(gòu)建為智慧教育提供了可行路徑，但當(dāng)前研究在探討一些潛在問題方面仍顯不足，這些問題包括教育系統(tǒng)對(duì)技術(shù)可能過度依賴、智能工具對(duì)人際交往的潛在替代作用以及算法準(zhǔn)確性與教育公平之間的潛在矛盾等。因此，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快速發(fā)展時(shí)期，我們更需要謹(jǐn)慎使用技術(shù)，思考如何在技術(shù)創(chuàng)新中保持人類的主導(dǎo)性與主體性，以更加充分地發(fā)揮技術(shù)為教育服務(wù)帶來的效益。

五、人才培養(yǎng)體系與課程資源建設(shè)的實(shí)踐探索

國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確了利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式變革的方向（國務(wù)院，2017）。實(shí)際上，人工智能與教育的協(xié)同發(fā)展是雙向互動(dòng)的過程，除理論與技術(shù)創(chuàng)新外，還需深入研究高等教育中的人工智能課程資源建設(shè)與拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

（一）構(gòu)建復(fù)合型人才培養(yǎng)體系以適應(yīng)人工智能時(shí)代

智能時(shí)代的未來教育不僅需要技術(shù)作為工具賦能教育，也需要關(guān)注新時(shí)代背景下的人才培養(yǎng)，從而使下一代為未來做好準(zhǔn)備。基于此，吳飛教授在主旨演講中強(qiáng)調(diào)了跨學(xué)科教育的重要性，提倡在其他學(xué)科的教學(xué)中加入人工智能課程，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科問題解決能力。具體而言，即將AI與其他領(lǐng)域相結(jié)合，以形成一個(gè)整體的人才培養(yǎng)策略。吳飛教授充分闡述了新時(shí)期人工智能人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，即不僅關(guān)注人工智能理論知識(shí)的傳授，還需注重實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力的發(fā)展，這對(duì)于引領(lǐng)人才培養(yǎng)和推動(dòng)人工智能技術(shù)的創(chuàng)新具有積極的指導(dǎo)意義。

（二）打造人工智能教育的優(yōu)質(zhì)課程資源

開展人工智能學(xué)科優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)，不但有助于實(shí)現(xiàn)拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，也可以提升基礎(chǔ)教育階段學(xué)生的人工智能素養(yǎng)和倫理道德意識(shí)，從而讓青少年充分應(yīng)對(duì)未來人工智能時(shí)代的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本屆大會(huì)的最佳學(xué)生論文《基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的人工智能倫理課程設(shè)計(jì)研究——以“信息繭房”課程為例》（夏夢(mèng)雨，寇伊涵，張翔，盧宇，2023），以培養(yǎng)人工智能與信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，針對(duì)人工智能對(duì)學(xué)生日常生活的影響開展課程建設(shè)研究。作者指出，各類智能機(jī)器正在使我們的生活變得更加高效便捷，但其同樣存在負(fù)面影響和危害，尤其是在倫理道德領(lǐng)域帶來風(fēng)險(xiǎn)與沖擊。如何引導(dǎo)學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)智能技術(shù)帶來的風(fēng)險(xiǎn)、成為有素養(yǎng)的人工智能使用者以及未來的人工智能設(shè)計(jì)者，是人工智能教育應(yīng)關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問題。在此基礎(chǔ)上，作者基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，設(shè)計(jì)實(shí)施了以“信息繭房”為主題的人工智能倫理課程，并對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行了充分驗(yàn)證和分析，為今后相關(guān)課程的研發(fā)提供了理論參考和實(shí)際案例。

綜上所述，拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)和優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)，在推動(dòng)人工智能與教育發(fā)展方面都發(fā)揮著重要作用。通過優(yōu)質(zhì)課程資源的建設(shè)和課程體系的構(gòu)建，可以為培養(yǎng)出具備跨領(lǐng)域?qū)嵺`能力和創(chuàng)新思維的人才提供保障；拔尖創(chuàng)新人才則可以進(jìn)一步推動(dòng)人工智能領(lǐng)域的發(fā)展和學(xué)科創(chuàng)新。但隨著人機(jī)智能協(xié)同學(xué)習(xí)的發(fā)展，對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)這一新型教育環(huán)境的人才提出了新的需求。教育界迫切需要具備對(duì)多模態(tài)大模型理解和應(yīng)用能力的專業(yè)人才，以推動(dòng)教育技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。因此，領(lǐng)域研究者正在呼吁整合多模態(tài)大模型的教育應(yīng)用課程，幫助教育從業(yè)者更好地理解和利用這些先進(jìn)技術(shù)，打造“與人工智能的共創(chuàng)性學(xué)習(xí)”模式（王景，李延平，2023），完善“人師—機(jī)師—學(xué)生”三方協(xié)同新生態(tài)（周洪宇，常順利，2023），使新時(shí)代的拔尖人才掌握新的思維范式，擁有學(xué)科融通和創(chuàng)造知識(shí)的能力。

盡管當(dāng)前研究強(qiáng)調(diào)了拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)和教育資源建設(shè)的積極作用，但仍存在一些值得深入探索的不足之處。首先，實(shí)際培養(yǎng)具備理解和應(yīng)用多模態(tài)大模型能力的專業(yè)人才可能面臨一系列挑戰(zhàn)，包括教育體系的調(diào)整和實(shí)際培訓(xùn)方案的制定。此外，新興教育模式與教育生態(tài)的提出也尚未經(jīng)過充分的實(shí)踐驗(yàn)證，其推進(jìn)的可行性問題值得關(guān)注。因此，未來的研究和實(shí)踐需要更加注重縮小理論與實(shí)際之間的鴻溝，以切實(shí)推動(dòng)教育體系的數(shù)字化變革。

六、總結(jié)與展望

總體來看，本屆大會(huì)圍繞“人機(jī)智能協(xié)同，共創(chuàng)教育未來”的主題，從多方視角為教育未來發(fā)展貢獻(xiàn)了研究與實(shí)踐層面的豐富成果。研究者們開始在教育領(lǐng)域探索建立穩(wěn)定高效的人機(jī)協(xié)同與交互機(jī)制。在生成式人工智能等新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，研究者對(duì)人機(jī)關(guān)系變革性的前景以及人機(jī)交互過程中多種關(guān)鍵性影響因素也開展了深入分析和思考。與此同時(shí)，基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)者建模、資源自動(dòng)標(biāo)注、精準(zhǔn)教育評(píng)價(jià)等也持續(xù)成為研究熱點(diǎn)。此外，本屆大會(huì)部分優(yōu)秀成果將智能技術(shù)的應(yīng)用推向教育實(shí)踐，并在系統(tǒng)平臺(tái)層面進(jìn)行集成和檢驗(yàn)，也是當(dāng)前重要的研究方向之一。在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面，以人工智能素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程資源建設(shè)與跨學(xué)科人才培養(yǎng)體系的研究日趨重要，兩者在基礎(chǔ)教育與高等教育不同學(xué)段相互促進(jìn)和補(bǔ)充。

隨著教育與人工智能等交叉領(lǐng)域的快速發(fā)展，人機(jī)協(xié)同的未來教育模式已日益臨近。本屆大會(huì)不但呈現(xiàn)了本領(lǐng)域的最新研究成果與發(fā)展趨勢(shì)，還為研究者與實(shí)踐者深入探索和開展后續(xù)研究提供了前瞻性的思考空間、方向指引和啟發(fā)。

（一）建立多學(xué)科交叉研究范式的教育創(chuàng)新

教育與人工智能的交叉領(lǐng)域具有天然的跨學(xué)科屬性，教育學(xué)、心理學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的理論與研究范式都在其中有所貢獻(xiàn)。不同學(xué)科的方法和視角相互融合，可以產(chǎn)生變革性的創(chuàng)新成果。將自然科學(xué)的研究范式更加合理有效地納入教育領(lǐng)域研究，是提高教育創(chuàng)新質(zhì)量的重要途經(jīng)。在此基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域研究者已經(jīng)開始探索利用學(xué)習(xí)科學(xué)與教育學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典理論，結(jié)合人工智能等信息科學(xué)領(lǐng)域的最新技術(shù)，以取得顯著理論突破。這種綜合性的方法在解決長期困擾教育技術(shù)領(lǐng)域的理論與實(shí)踐問題方面展現(xiàn)出潛力。例如：通過引入學(xué)習(xí)者多維度理解的智能導(dǎo)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)（Guo, Wang, Gu, Li, Wang, & Zhou,2021）、個(gè)性化教學(xué)資源的自動(dòng)化生成（楊宗凱，王俊，吳砥，陳旭，2023）以及更自然程度的人機(jī)交互體驗(yàn)（金濤，徐建東，王海燕，張靜，2021），我們能夠更好地理解并解決教育技術(shù)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

未來的研究需要更加強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉思維、范式和方法的相互借鑒，以推動(dòng)教育信息化過程中的深層次、變革性的理論創(chuàng)新與實(shí)踐創(chuàng)新。這樣的綜合性研究方法將有助于為教育與人工智能的交叉領(lǐng)域提供更有深度和廣度的理論基礎(chǔ)，從而引領(lǐng)教育創(chuàng)新走向新的高度。

（二）開展實(shí)踐需求驅(qū)動(dòng)的前沿技術(shù)教育應(yīng)用

教育學(xué)科的實(shí)踐性屬性決定了其研究不能停留在實(shí)驗(yàn)室和技術(shù)原型系統(tǒng)，而應(yīng)以一線學(xué)校為主陣地，不斷發(fā)現(xiàn)和總結(jié)實(shí)際需求、提供解決方案并評(píng)估其應(yīng)用效果。本屆大會(huì)面向教育一線工作者與實(shí)踐者設(shè)置的中小學(xué)教師論壇，深入探討了如何將智能技術(shù)有效地應(yīng)用于不同教育教學(xué)場景中，以支持課程設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施等各類教育活動(dòng)的開展。當(dāng)前教育技術(shù)實(shí)踐者開始更多地重視在教學(xué)過程中借助經(jīng)典理論與最新技術(shù)的支持，如學(xué)習(xí)科學(xué)理論與真實(shí)可視化編程環(huán)境設(shè)計(jì)的結(jié)合（相夢(mèng)彤，付寒，田濟(jì)榕，張婧婧，2023）、人工智能課程的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（秦朋緒，陳明選，2022）等，均體現(xiàn)了將教育實(shí)踐與前沿技術(shù)相結(jié)合的研究特點(diǎn)。

未來的研究需要更強(qiáng)調(diào)從教育實(shí)踐層面出發(fā)，深入分析和了解真實(shí)課堂等教育場景中存在的技術(shù)問題和挑戰(zhàn)。同時(shí)，借助智能技術(shù)的演進(jìn)和多模態(tài)教育大模型等（盧宇，余京蕾，陳鵬鶴，余勝泉，2023）本領(lǐng)域最新研究成果，精準(zhǔn)地匹配并解決教育實(shí)踐中亟需解決的瓶頸性問題。通過對(duì)技術(shù)的持續(xù)迭代升級(jí)和教育問題的適配優(yōu)化，可以有效地增強(qiáng)研究成果的實(shí)踐創(chuàng)新性，確保其具備長期的技術(shù)價(jià)值。

（三）重視教育人機(jī)協(xié)同領(lǐng)域關(guān)鍵問題研究

生成式人工智能等新一代信息技術(shù)在人機(jī)協(xié)同等方面已經(jīng)開始展現(xiàn)出巨大潛力和變革性作用。在教育領(lǐng)域，這種協(xié)同不僅是簡單的共同執(zhí)行，更多涉及教師、學(xué)習(xí)者與機(jī)器之間在認(rèn)知與教學(xué)過程中的深度合作與協(xié)創(chuàng)。在認(rèn)知層面，如何讓機(jī)器通過分析大量的教育場景數(shù)據(jù)，為教師與學(xué)生提供協(xié)同思考的工具與認(rèn)知過程的支架，是本領(lǐng)域的重要研究方向之一。這種深層次的融合探索有望在教育人機(jī)協(xié)同范式變革方面取得顯著成果。

在此基礎(chǔ)上，新一代智能教育系統(tǒng)和平臺(tái)的研究應(yīng)充分利用生成式人工智能的啟發(fā)性內(nèi)容生成能力、對(duì)話情境理解能力以及序列任務(wù)執(zhí)行等能力，通過與人類教師共同開展教學(xué)、學(xué)習(xí)、評(píng)價(jià)和輔助等關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，提升整體教學(xué)效率，增強(qiáng)教師在復(fù)雜教育環(huán)境中的勝任力。

除此之外，為確保人機(jī)協(xié)同技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用安全可控，需要深入研究其邊界與規(guī)范，特別是在相關(guān)政策和法規(guī)的基礎(chǔ)上（聯(lián)合國教科文組織，2023），努力提升人機(jī)協(xié)同過程的透明度與可解釋性（盧宇，章志，王德亮，陳鵬鶴，余勝泉，2023）。這一努力有助于不斷提升教師與學(xué)習(xí)者的信任度與參與度，從而確保人工智能與教育的協(xié)同發(fā)展能夠在安全可控的前提下取得更大的成就。