智能技術(shù)，如何撬動教育未來

■智能技術(shù)不但使學(xué)習環(huán)境更豐富、靈巧，也讓機器在某些方面具有類人甚至超人的智能，人機協(xié)同使得教師與機器各自的優(yōu)勢得以放大。

■教育者是跟下一代對話的人，需要嘗試回歸文明的本源，探索如何用原始的好奇心去應(yīng)對人工智能這個新文明的到來。

■與工業(yè)時代的教育形態(tài)相比，智能教育在理念、體系、內(nèi)容、范式、治理五個維度具有新的內(nèi)涵和要求。

虛擬教學(xué)體驗實踐操作場景、數(shù)字人智能助教、提供全方位學(xué)習輔導(dǎo)的智能學(xué)伴……“人工智能帶來了不一樣的學(xué)習體驗！”這是師生的心聲。

創(chuàng)建智慧校園、以人工智能技術(shù)實現(xiàn)對教育業(yè)務(wù)流程的再造、破解教育內(nèi)涵均衡發(fā)展的難題……這是來自區(qū)域的實踐。

近年來，人工智能正深刻改變著生產(chǎn)、生活、學(xué)習方式，推動人類社會進入智能時代。教育作為面向未來的事業(yè)，也攜手人工智能，共同形塑著教育新范式和新形態(tài)：2017年，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革；2018年，教育部出臺《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，并先后啟動兩批人工智能助推教師隊伍建設(shè)試點工作；2021年，中央網(wǎng)信辦等八部門聯(lián)合認定一批國家智能社會治理實驗基地，包括19個教育領(lǐng)域特色基地，研究智能時代各種教育場景下智能治理機制；近日，教育部公布中小學(xué)人工智能教育基地名單，確定了184個中小學(xué)人工智能教育基地，以推動中小學(xué)人工智能教育深入開展……

實踐中，“人工智能+教育”正不斷碰撞出新的火花，為教育變革創(chuàng)新注入強勁動能。一個人機協(xié)同、共創(chuàng)分享、融通開放、多元個性的智能教育時代已“曙光乍現(xiàn)”。

新興科技推動教育智能化發(fā)展

去年秋季開學(xué)后，天津第十九中學(xué)的孩子們驚喜地發(fā)現(xiàn)，教學(xué)樓三層、四層中間各多了一個開放的公共空間，有桌椅板凳、圖書壁畫，他們可以在此讀書、討論，也可以單純地駐足聊天……

“學(xué)校怎么知道這是我們課間最喜愛待的地方？”孩子們很驚訝。

校長盧冬梅笑著說：“這是人工智能技術(shù)告訴我的??！”

原來，天津十九中的每個學(xué)生手上都有一張校園卡。學(xué)生拿著校園卡經(jīng)過漂流書柜時，系統(tǒng)就會采集數(shù)據(jù)。基于智能技術(shù)對軌跡數(shù)據(jù)的分析，提示學(xué)生路過次數(shù)最多、停留時間最長的就是教學(xué)樓中部這個區(qū)域，而這個地方原來是一間小辦公室。于是，學(xué)校把這間辦公室拆掉，改成了一個公共空間，方便學(xué)生交流。

作為全國第一批“人工智能試點學(xué)?！?，近年來，天津十九中積極探索把智能技術(shù)融入教育、教學(xué)、管理等各方面：采集軌跡數(shù)據(jù)，繪制學(xué)生人際關(guān)系圖譜，發(fā)掘孤獨的孩子，進行重點關(guān)注；通過云學(xué)情智能教研系統(tǒng)，自動分析課堂數(shù)據(jù)并產(chǎn)生分析報告，幫助教師改進教學(xué)。隨著生成式人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，盧冬梅在語文課上，開始嘗試用生成式人工智能批改學(xué)生作文，并讓學(xué)生進行對比、分析、點評，以此提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

天津十九中不是個例。當前，智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于學(xué)、教、管、評等教育場景當中，以人機協(xié)同的方式賦能學(xué)生、教師、管理者等多類教育主體。

在華東師范大學(xué)和中國教育科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的《2022人工智能教育藍皮書》中，研究團隊面向全國25個省份中小學(xué)回收學(xué)生有效調(diào)查樣本16萬余份，教師2.8萬余份，校長1400余份。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在學(xué)校方面，近一半學(xué)校使用人工智能技術(shù)輔助課堂教學(xué)，其中超過6成的學(xué)校使用“智能電子白板”，超半數(shù)學(xué)校有“交互式一體機”，使用“自適應(yīng)學(xué)習系統(tǒng)”的占比近3成；智能測評系統(tǒng)使用率也超過20%。

在學(xué)生方面，有5萬余名學(xué)生使用過人工智能學(xué)習工具，其中使用智能翻譯和智能答題工具的學(xué)生超半數(shù)，使用智能語言訓(xùn)練工具、智能寫作分析工具的比率也較高。

在教師方面，有1.5萬名教師在所教授學(xué)科中使用過人工智能技術(shù)，占比達58%。其中，運用計算機視覺技術(shù)進行圖譜識別的教師占比最多，達72%，自然語言處理和語音識別也有超過一半教師使用。此外，75%的教師使用智能備課工具，超過半數(shù)教師使用智能作業(yè)布置、智慧課堂、智能學(xué)情分析等相關(guān)工具。

“不斷涌現(xiàn)躍升的新興科技，推動著教育的智能化發(fā)展?！比A東師范大學(xué)教育學(xué)部教育技術(shù)學(xué)系主任顧小清非常感慨，技術(shù)在不斷發(fā)展，與教育的融合也不斷加深，智能教育是技術(shù)使能的教育：智能技術(shù)不但使學(xué)習環(huán)境更豐富、靈巧，也讓機器在某些方面具有類人甚至超人的智能，人機協(xié)同使得教師與機器各自的優(yōu)勢得以放大。

中國科學(xué)院院士、國防科技大學(xué)原副校長王懷民認為，智能教育可以理解為教育信息化的高級階段。他說，信息時代的發(fā)展經(jīng)歷了幾個重要階段：第一個階段是數(shù)據(jù)化階段，第二個階段是網(wǎng)絡(luò)化階段，現(xiàn)在正步入智能化的高級階段。信息時代的數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡(luò)化為推動教育的智能化發(fā)揮了非常重要的基礎(chǔ)作用。

“與工業(yè)時代的教育形態(tài)相比，智能教育在理念、體系、內(nèi)容、范式、治理五個維度具有新的內(nèi)涵和要求?！敝袊逃茖W(xué)研究院數(shù)字教育研究所副所長王學(xué)男說。她分析，新理念，即通過科技賦能和數(shù)據(jù)驅(qū)動，為每個學(xué)習者提供適合的教育，讓因材施教的千年夢想變成現(xiàn)實。新體系，即突破學(xué)校教育的邊界，推動各種教育類型、資源、要素等多元結(jié)合，構(gòu)建人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的高質(zhì)量個性化終身學(xué)習體系。新內(nèi)容，即數(shù)字意識、計算思維、數(shù)據(jù)素養(yǎng)等構(gòu)成新的教育內(nèi)容主體。新范式是指融合物理空間、社會空間和數(shù)字空間，創(chuàng)新教育教學(xué)場景，促進人機融合，培育跨年級、跨班級、跨學(xué)科、跨時空的學(xué)習共同體。新治理，即以數(shù)據(jù)治理為核心、數(shù)智技術(shù)為驅(qū)動，整體推進教育管理與業(yè)務(wù)流程再造，使治理過程更加精準、科學(xué)、有效。

智能教育為破解傳統(tǒng)教育難題開辟新途徑

“請幫我畫一幅孫悟空的游戲角色人物。要求：他有金剛不壞之身，兵器是如意金箍棒，技能是72變、火眼金睛、筋斗云……”

一名學(xué)生站在電腦前，對著生成式人工智能模型提出要求。短短幾秒，一個金光閃閃的猴王形象出現(xiàn)在屏幕上，引來孩子們驚呼：“太有意思了！”

2023年底，廣州市天河區(qū)匯景實驗學(xué)校的曹暢老師，穿越崇山峻嶺，到貴州省畢節(jié)市大方縣江鎮(zhèn)元寶小學(xué)支教。她帶來的，不僅有先進的教學(xué)理念，還有孩子們沒有見過的人工智能教學(xué)助手。

在“《西游記》閱讀之獸邪？妖邪？神邪？”閱讀交流課上，曹暢引導(dǎo)學(xué)生分析討論師徒四人的多面性，并組織學(xué)生用生成式人工智能“訊飛星火認知大模型”設(shè)計并實時生成自己最喜歡的角色形象。

“人工智能參與的課堂對學(xué)生思辨能力有很好的鍛煉?！辈軙痴f，學(xué)生提煉的關(guān)鍵詞越多，生成的形象越豐富，而且即時生成、及時互評，課堂也更有趣。

“不要小看用生成式人工智能設(shè)計形象這一學(xué)科實踐環(huán)節(jié)，它不僅促進了學(xué)生審美創(chuàng)造力的發(fā)展，而且可視化的形象也可以讓師生對課堂所得立即進行反思和改進?！敝袊逃龑W(xué)會中小學(xué)信息技術(shù)教育專業(yè)委員會網(wǎng)絡(luò)研究員容梅指出，這是對傳統(tǒng)課堂總結(jié)中學(xué)生具體掌握得如何、思維是否得到鍛煉等難題的一個重要突破。

智能技術(shù)的魅力不止于此。

華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院教授焦建利曾利用生成式人工智能設(shè)計開發(fā)課程。他在搜索欄中輸入“Blended Learning”后，生成式人工智能就圍繞混合式教學(xué)這一主題迅速生成了四個課程模塊。點進任意一個課程模塊后，人工智能就會在短短幾秒鐘的時間內(nèi)生成一個系列的五節(jié)課。

生成式人工智能帶來了新一代的課程內(nèi)容生產(chǎn)方式。從專家生成內(nèi)容開發(fā)課程的PGC模式，到每一個互聯(lián)網(wǎng)用戶生成內(nèi)容開發(fā)課程的UGC模式，再到如今的人工智能生成內(nèi)容開發(fā)課程的AIGC全新時代，逐漸實現(xiàn)了課程的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

“對一個缺少學(xué)習機會和資源的學(xué)習者來說，智能技術(shù)提供了前所未有的機遇。對教師來說，又何嘗不是‘巨人的肩膀’？當學(xué)生和教師都站在巨人的肩膀上，學(xué)校的教育生態(tài)會發(fā)生什么變化？”焦建利不禁暢想，智能教育時代，人類教師的生產(chǎn)力、想象力和創(chuàng)造力將因人工智能而增強，教學(xué)中學(xué)習者的主動學(xué)習、自我管理以及借助人工智能學(xué)習的重要性愈發(fā)凸顯。

經(jīng)過調(diào)研，王學(xué)男發(fā)現(xiàn)，在算力、算法、數(shù)據(jù)“三駕馬車”驅(qū)動下，生成式人工智能、5G、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的集成應(yīng)用水平不斷提升，逐漸成為智能教育的一大特征，也為破解許多傳統(tǒng)教育難題開辟了新途徑。

在國家開放大學(xué)打造的終身教育平臺上，不僅使用了智能語音測評技術(shù)、作文智能評閱技術(shù)，還有最新的生成式人工智能技術(shù)——智慧學(xué)伴“白澤”?！霸撓到y(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習目標與知識點掌握情況，智能推薦‘千人千面’的學(xué)習路徑，從而實現(xiàn)大規(guī)模因材施教?！边@個“大規(guī)模”是多大呢？國家開放大學(xué)外語教學(xué)部副部長熊英介紹，僅英語一科，每年選課人數(shù)就高達約300萬人。2023年春季學(xué)期，四川地區(qū)率先在該平臺上線自適應(yīng)學(xué)習系統(tǒng)，學(xué)員在2023年的3次學(xué)位英語考試中通過率節(jié)節(jié)攀升，逐步靠近全國平均水平，學(xué)習效果顯著。

智能時代更需要回歸教育本質(zhì)和文明本源

當智能技術(shù)進入課堂、進入校園、進入教育領(lǐng)域，一系列連鎖反應(yīng)也相繼發(fā)生。

最直接的一個影響是，部分教師開始思考“如何引導(dǎo)孩子看待智能技術(shù)”。

在北京市海淀區(qū)中關(guān)村第一小學(xué)的信息科技課上，教師馬小龍讓學(xué)生把幾條數(shù)據(jù)“喂”給人工智能小助手，看看它需用多久能整理成表格。從軟件安裝、下達指令到反饋修改，六年級的孩子們親自體驗了一把人工智能帶來的改變。

“人工整理要用好幾分鐘，人工智能只需幾秒就能完成任務(wù)，迅速、方便、準確?！毙×指械竭@堂課很有趣。不過，在填寫課后問卷“你會不會用人工智能代替自己寫作業(yè)時”，他填了“不會”，因為“考試可不會讓我們用人工智能，平時不思考，考試就可能通不過”。對如何使用人工智能工具，小林有自己的清晰認知。

“我們面向所有六年級學(xué)生開設(shè)了信息素養(yǎng)課，就是希望能用最貼近生活的實例讓學(xué)生感受智能技術(shù)魅力的同時，也思考自己應(yīng)該具有哪些素養(yǎng)?！瘪R小龍說。

智能時代，學(xué)生應(yīng)該具有哪些核心素養(yǎng)？北京師范大學(xué)智慧學(xué)習研究院院長黃榮懷認為，智能技術(shù)為學(xué)生學(xué)習效率與效益的提升提供了很多便利。但海量信息的無序性、娛樂信息的刺激性、對記憶和決策外包的依賴性等，也會影響學(xué)生成長，“智能時代，要更加重視提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能，培養(yǎng)智能時代的學(xué)習能力”。

另一個變化也悄然發(fā)生：智能技術(shù)的使用，不僅觸發(fā)教學(xué)行為的變化，也不斷催生著教育人對教育本質(zhì)更加深入的思考。

在上海筑橋?qū)嶒炐W(xué)，孩子們會問“宇宙的外頭是什么？”“天上為什么會有星星？”6年來，這些問題延展成了學(xué)校的一門選修課“好奇來信”。學(xué)校還開設(shè)了兒童哲學(xué)課：我為什么是我？什么是真實？如果你有了一個隱身戒指，會選擇做好事還是惡作劇？……這些哲學(xué)課上提出的問題引發(fā)了孩子們的激烈討論。大家無法得出一個標準答案，誰也說服不了誰。

“教育者是跟下一代對話的人，需要嘗試回歸文明的本源，探索如何用原始的好奇心去應(yīng)對人工智能這個新文明的到來。”上海筑橋?qū)嶒炐W(xué)校長鄭騰飛說，和ChatGPT競爭的過程中，她提倡學(xué)校要引導(dǎo)孩子化身成提問題的人，而問題就從日常的事情里來。

在鄭騰飛看來，教育應(yīng)給予孩子的是熱情、好奇心和自律，是對自己人生的編劇能力。不論融入多先進的技術(shù)，教育的過程不能像機器一樣運行，學(xué)生應(yīng)是發(fā)起行動和承擔責任的主體。

“教育的本質(zhì)是培養(yǎng)人，是促進人的發(fā)展。幾千年來，人們對教育本質(zhì)的探求并未發(fā)生根本性的變化，但又總是在所處的特定社會文化歷史情境下左右搖擺?！蓖鯇W(xué)男說，當教育與科技之間的發(fā)展相對同步時，教育的發(fā)展會凸顯出穩(wěn)定性和自主性；當教育的發(fā)展滯后于科技的發(fā)展時，教育的發(fā)展則會充滿反思性和變革性。但是，“技術(shù)不會改變教育的本質(zhì)，科技創(chuàng)新發(fā)展的目標在于服務(wù)于人，從而解放人。我們更應(yīng)該通過技術(shù)的善用，進一步實現(xiàn)人的全面而有個性地發(fā)展的教育理想”。

智能教育發(fā)展還須破解三大難題

記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，盡管智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用已逐漸推開，但教育轉(zhuǎn)型仍然相對滯后：傳統(tǒng)的育人方式占主導(dǎo)地位，智能技術(shù)停留在技術(shù)工具輔助教育教學(xué)階段，人機之間尚未形成共生的伙伴關(guān)系……誠如許多受訪者所說，要想推進智能教育發(fā)展，需要直面困難、破解難題。

一是硬件不足、缺乏大數(shù)據(jù)標準和聯(lián)通困難、創(chuàng)新應(yīng)用場景未搭建的難題。

盧冬梅認為，支撐決策的大數(shù)據(jù)采集最為困難?！皵?shù)據(jù)是人工智能應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而在實際操作中，校內(nèi)數(shù)字化工具使用有限，能夠為決策提供支撐的有效數(shù)據(jù)采集困難，無法支撐個性化、個體化的人工智能使用?！?/P>

“智能技術(shù)在教育領(lǐng)域里的應(yīng)用場景還不夠清晰明確，目前仍多是技術(shù)主導(dǎo)的碎片化應(yīng)用，不盡適合教育的邏輯和育人的需求。”王學(xué)男說，教育的邏輯是以人為本，包括人的個性化發(fā)展需求以及人的普遍性認知發(fā)展規(guī)律，教育教學(xué)的現(xiàn)場性、智慧性、個性化的即興生成應(yīng)對等，目前的人工智能技術(shù)仍是處于發(fā)展中的過程性產(chǎn)物，多以技術(shù)邏輯的標準化、流程化，以及對效率提升的追求為特征，很難充分切準教育的需求。

上海師范大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系黎加厚教授認為，要破解大模型“一本正經(jīng)地胡說八道”的正確率難題，教師可以充分利用國產(chǎn)生成式人工智能大模型提供的檢索增強生成技術(shù)（RAG），用好國家智慧教育公共服務(wù)平臺上面的教育資源編輯訓(xùn)練適合自己學(xué)科專業(yè)的“專屬學(xué)科助手/智能體”，從而將現(xiàn)在已有的教育資源轉(zhuǎn)化成支持每一個學(xué)生的生成式探究學(xué)習資源。

二是智能教育素養(yǎng)不足、固有思維難以改變和對創(chuàng)新包容度不足的難題。

“實踐中，很多教育者對新技術(shù)的敏感度和接受度不高，很多教師對人工智能及其在教學(xué)中的應(yīng)用并不了解，不知道如何將其融入教學(xué)，更缺乏這方面的知識和技能，這些都阻礙了人工智能等新技術(shù)與教育的融合?！鳖櫺∏灞硎荆悄茯?qū)動的教學(xué)創(chuàng)新需要教師具備基本的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，然而這項能力教師普遍較為欠缺，教師需重新定位角色，弱化“教書匠”的角色，發(fā)展和凸顯“設(shè)計者”“分析者”“促進者”的角色。

三是對網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化環(huán)境下的兒童青少年腦智發(fā)展規(guī)律研究不足的難題。

未來教育的重要特征之一，是要基于腦、適于腦、促進腦?！凹热晃覀兊拇竽X具有強大的可塑性，從紙質(zhì)媒介走向屏讀之后，如果像科學(xué)家所說的，大腦的回路需要重新布局，那是否有這樣一種可能性：我們的孩子們作為信息時代的‘原住民’，大腦回路就和父輩祖輩不一樣，甚至可能形成兩種與閱讀相關(guān)的大腦回路，即‘雙讀大腦’？”上海市教育學(xué)會會長尹后慶曾發(fā)出這樣的疑問。

在網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化環(huán)境下，大腦會發(fā)生什么樣的改變？兒童青少年的學(xué)習偏好、認知發(fā)展會出現(xiàn)什么新的特點？唯有深入研究，才能為智能技術(shù)更好助力教育發(fā)展提供有力的科學(xué)支撐。

《中國教育報》2024年03月02日第4版