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深途和專家一起領會人工智能與教育融合的理想形態

當前我國教育領域中存在諸多難題亟待解決,譬如:教育資源分配不均、教師隊伍水平參差不齊、教育實踐應試傾向明顯等,打造優質均衡教育的探索一直在進行。通過人工智能與教育的融合,發揮人工智能與人類智能各自優勢能夠為解決這些困境提供契機。

我們認為,人工智能與教育融合所追求的理想形態就是兼具人性化和智慧化特征的智慧教育2.0。

智慧教育指的是依托于教育信息技術所打造的教育信息生態系統,以實現信息技術與教育的深度融合,培育受教育者的智慧。智慧教育的理念對教育實踐具有正面的推動作用,但是上述只是智慧教育的第一層次,可以把它稱為智慧教育1.0。而智慧教育2.0 則更進一步, 它依托于人工智能與人類智能的深度融合,精準高效地促進受教育者的個性化成長。

智慧教育2.0的核心發展就是超越對一般信息技術的整合,直接把高級的信息技術即人工智能完美融合到教育活動中來。由于人工智能發展尚處于弱智能階段,其發展的具體路徑仍需探索,對智慧教育2.0 的現有認識還處在“盲人摸象”階段。但是基于現有對教育實踐、人類智能和人工智能的反思認識,能夠勾勒出人工智能與教育融合后生成的智慧教育2.0 的初步理想形態。

一、人工智能與教育融合的智慧教育2.0 目標將側重學生軟素養培育

把個體成長需求的核心素養分為軟、硬兩類,只是一種粗線條的宏觀區分,可以把學生的讀、寫、算等直觀外顯的素養稱之為“硬素養”,相對地,把學生的自省能力、堅毅品性、人際能力、領導能力、想象力、創造力、情感力、道德力和合理價值觀等稱之為軟素養。

對照2016 年發布的《中國學生發展核心素養》的“基本要點”和“主要表現描述”,研究發現,在國家厘定的這些“關鍵的”“高級的”“共同的”素養系列中,大多數素養可以歸入“軟素養”范疇。由此可知,與傳統工業社會重視對學生讀、寫、算等基本的工作領域需要的硬實力培養不同,軟素養是當今社會,尤其是進入人工智能時代的當下教育目標的重點。

當前的教育太過強調知識與(考試)技能,工業社會所需的讀、寫、算培訓遮蔽了堅毅品性、人際能力、想象力、創造力、道德價值觀等“軟素養”的培育,而軟素養正是人類區別于人工智能的獨一無二的品質。那些耗費大量時間強化的、基于讀、寫、算的知識記憶和重復性技能,在人工智能時代將會被人工智能輕易取代,因為人工智能不只能做到這些,且比人類更精于此,人工智能完成此類工作會更加精確、快速、穩定,且不知疲倦。

所以,人工智能與教育融合的智慧教育2.0 應把教育的重點放在人類的優勢領域,即學生各項軟素養的培育上,而把人類智能所不擅長的、做繁重而重復工作所需的硬素養培育放在次要地位,前者將成為智慧教育2.0 的教育重心。這種教育重心由“硬素養”訓練向“軟素養” 培育的轉變是人工智能時代到來的必然選擇,也是人工智能為人類所提供的解放,更是對現有教育所導致的人的不和諧發展進行反思的結果。

二、人工智能與教育融合的智慧教育2.0 組織方式將趨向個性化教育

傳統或者說現有的人類教學組織方式是批量化生產,同一年齡段學生坐在同一教室里,使用同樣的教材和教學資源,由同一位教師按同一個進度來開展教學活動,并使用同一種教學評價工具來衡量學生的掌握程度。這就是夸美紐斯所謂的“班級授課制”,它應人類工廠作業對大量技術型工人的需求而生,具有時代的進步意義,并且這種教學組織方式自身也復制了工廠盛行的批量化生產原理,其最大缺陷就是對受教育者獨特性成長需求的漠視。

學生成長在不同個體之間,橫向上的多元智能組合是不同的,縱向上的各種智能成熟期也不盡一致。特別重要的是,學生在接受正規教育前并不是“白板”一塊,個體接受學校教育前的經歷以及由經歷所導致的“意義生產”即價值觀念、道德素養生成等都不盡相同,所以班級授課制可以為工業社會培養技術工人,但對個體的豐滿和諧、個性化成長不利。然而個性化教育不只是需求高昂成本,在工業社會也缺乏技術上的支撐。

人工智能時代的到來,將為教學組織方式趨向個性化教育提供可能。人工智能可分析每位學生的過程性學習數據,精準鑒別其知識水平、個人偏好、學習需求,據此調整每位學生的學習安排。具體地說,人工智能能夠分析學生平時作業、考試等過程性數據,對他們的學情作精準判斷。如果學生掌握牢固,便加快速度;如果學生吃力,便放緩進度,并把情況反饋給教師。

這意味著批量化生產教育時代的終結,也預示著個性化教育的開始。每一位學生都擁有自己的專屬課表和教師,接受個性化、定制化教育;教育評價也將過程化,考試分數不是學習的唯一目的,知識的創造、共建與分享將成為學習生活中的核心主題。整個學習將實現由標準化學習到非標準化學習的轉型,這對激發學生學習熱情、發揮各自天賦、滿足多樣化成長需求、塑造獨特個性具有關鍵意義。

以上就是人工智能與教育融合的智慧教育2.0 的個性化教育圖景。顯然,個性化教育的實現是基于人工智能的大數據、強算力、深度學習以及在此基礎上的自適應能力等技術之上的。

三、人工智能與教育融合的智慧教育2.0 在資源配置上將走向共享教育

我國教育當前所面臨的一個重大困境就是非均衡發展,教育發展水平特別是在教育資源配置上存在較大的東西部和城鄉差異,二元結構明顯。在人工智能時代到來之際,政府提出要在教育資源有限的條件下,通過開發數字教育資源以及提升數字教育服務供給能力等教育信息化手段縮小區域之間的教育差距,從而促進教育公平。

在教育資源既定且數量不足的情境下,合理的資源配置對于實現教育公平至關重要。人工智能具有強大的超越時空阻隔能力,一方面它可以快速組合在各區域分散不均的優勢資源。此舉既能使教育資源貧乏的學校獲益,也能使教育資源豐富的學校受惠,因為即使是集眾多優勢資源于一身的單所學校自身也無法保證自己所有維度上的教育資源都是最優的,為此需要通過人工智能將各地的優質教育資源整合起來,此為教育資源的共建。

另一方面人工智能能夠提供智能平臺讓各地學生擁有同樣的教育資源。當前教育資源配置不盡合理,尤其是農村、西部等發展不充分地區,學生享有的優質教育資源甚是不足,智慧平臺能讓他們同樣享有優質教育資源以獲得自身的充分發展機會,此為教育資源的共享。

教育資源的共建是更好共享的必要前提,我們把人工智能與教育融合的智慧教育2.0 的資源配置模式統稱為共享教育。共享教育使學習的組織形式并不只是局限于學校與課堂,學習可以跨時間、跨場所、跨活動,為校內與校外的學習架起一座橋梁,特別是使不同地域的學生可以在共享教育這一新的教育生態系統中擁有更好、更均衡的學習條件。

通過基于人工智能的共享教育,使經濟社會發展水平不同區域的學生能夠同享優質均衡的教育資源,能推動教育的區域均衡發展,同時,這種教育資源共享還提高了教育資源的利用率。對教育發展而言,提高教育資源的利用率甚至比僅僅擴大教育資源投入更為有效。

四、人工智能與教育融合的智慧教育2.0 在技術實現上將采用O-M-O 模式

O-M-O 概念來自于經濟領域,全稱是Online-Merge-Offline,指的是在經濟領域,線上、線下邊界消失,兩者實現完美融合。教育O-M-O 模式的特點是線上、線下教育得到有機融合,實體教學與虛擬教學的邊界消失,雙維教學得以實現。這將成為人工智能與教育融合的智慧教育2.0 的技術實現方式。

《第四次革命》一書中提到人類社會中人人都將經歷“線上人生”,這在智慧教育2.0 時代的教育領域將成為現實,人工智能將為此提供堅實的技術基礎。O-M-O 教育模式同時實現線上與線下、虛擬與真實雙維教學,教學時間更彈性自由,教學空間更開放多元,教學過程更具針對性,因而更高效合理。

人工智能線上系統采取網上預訂課程,學習者通過智能平臺選擇教師,足不出戶便可享有與各地教師交流的機會,得到一對一的針對性指導。特別重要的是,教育O-M-O 化能提高學生學習的效率與效果。

人工智能技術能在課堂上清晰捕捉到每位學生學到了什么,哪些地方沒有聽懂、有待加強,更可以基于對學生活動過程中過程性數據的完整捕捉,開展有針對性的線上、線下輔導。而且,隨著智能計算芯片技術以超“摩爾定律”速度發展,以仿真教學、沉浸式教學等為主要特征的虛擬課堂也正在逐步實現。

學生在教師基本概念講解之余,再通過人工智能技術在教室里體驗3D動態版的課堂,主題小到微生物的衍生、植物的生長、動物的成型,大到地球的形成、太陽系的運行甚至是宇宙的運轉。

在這種雙維度教學中,線上教學為線下教學增添了情境性和趣味性, 強化了課程的真實性和延展性;線下教學時教師側重與學生之間的互相提問、相互啟發,引發思考與共鳴,學生不僅學會聽和看,更強調自己動手操作,線下教學為線上教學增添了共鳴性和實踐性。

O-M-O 模式的虛擬教學與真實教學雙管齊下,既能培養學生學習的興趣和熱情,也能發展學生的動手、動腦和創新能力,切實提升學習的效率與品質。

(作者:蔡連玉、韓倩倩,浙江師范大學田家炳教育科學研究院;來源:《電化教育研究》。本文系節選。)

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