是“智能化教育”還是“促進智能發(fā)展的教育”

張進寶 姬凌巖

摘要：人類已步入人工智能時代，開展全面的智能教育勢在必行。然而對于智能教育是“智能化教育”還是“促進智能發(fā)展的教育”，當(dāng)前一些研究者和實踐者的認(rèn)識尚不清晰。人工智能技術(shù)為全民智能教育提供了技術(shù)基礎(chǔ)，但將智能教育定位于以人工智能為內(nèi)容的教育則過于狹隘。智能教育不完全等同于智能學(xué)科的人才培養(yǎng)，也不等同于一般意義上的思維教學(xué)。智能教育應(yīng)將促進個體理解與智力發(fā)展作為核心價值主張，培養(yǎng)具有計算思維、工程思維、人工智能思維等關(guān)鍵性思維的智能人才，構(gòu)建包括人工智能核心概念與思想、技術(shù)方法與技術(shù)實踐的智能教育本體知識。推動實施智能教育的措施不能僅從高等學(xué)校人才培養(yǎng)和人工智能發(fā)展的必要性角度思考，要從人才培養(yǎng)規(guī)格、教育信息化建設(shè)、課程與教學(xué)改革、教學(xué)活動創(chuàng)新、教師專業(yè)化發(fā)展等方面謀劃可行策略，按照統(tǒng)一協(xié)調(diào)、多措并舉的原則，推進智能教育的各項工作。

關(guān)鍵詞：人工智能；智能教育；概念內(nèi)涵；目標(biāo)定位；實施策略

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-5195（2018）02-0014-10 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2018.02.002

一、引言

心理學(xué)、計算機科學(xué)、教育學(xué)領(lǐng)域?qū)τ谌绾翁嵘说闹橇εc能力的研究與實踐，已經(jīng)取得了很多進展（張曉峰，2002；林崇德等，2004；蔡曙山等，2016）。近些年人工智能成為信息技術(shù)的制高點（鐘義信，2015），被認(rèn)為是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的引擎（湯敏等，2016），美國先于中國開始做出系統(tǒng)的規(guī)劃（馬玉慧等，2017）。2017年中國政府也發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），其中保障措施包括了實施“全民智能教育項目”（人民網(wǎng)，2017）。人工智能教育早已有之，但將智能教育推向全民，成為所有人都需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在歷史上還是首次，一時成為研究熱點。

規(guī)劃所描述的智能教育包括舉辦相關(guān)的人工智能科普活動、開設(shè)人工智能課程、推廣編程教育，以及鼓勵開發(fā)相關(guān)軟件與游戲等。不難發(fā)現(xiàn)，這樣的智能教育僅限于信息技術(shù)教育范疇。有專家對當(dāng)前絕大多數(shù)企業(yè)界與教育界對人工智能教育和智能教育認(rèn)識混淆的現(xiàn)象進行了分析（李亦菲，2017），一線教育工作者也從實踐角度指出中小學(xué)開展人工智能啟蒙教育必然遭遇諸多挑戰(zhàn)（包桂霞，2017），還有研究者通過開展廣泛的調(diào)查發(fā)現(xiàn)編程教育是否應(yīng)該在小學(xué)開設(shè)等問題尚無明確的共識（毛澄潔等，2017）。由此可見，研究者和實踐者對智能教育概念、目標(biāo)定位與實施策略并未形成統(tǒng)一認(rèn)識。

教育的目的在于使人“變成他自己”，應(yīng)該把“學(xué)習(xí)實現(xiàn)自我”放在最優(yōu)先的地位（聯(lián)合國教科文組織國際教育發(fā)展委員會，1996）。教育的目的首先需要滿足個人發(fā)展的需要，其次才能體現(xiàn)到對經(jīng)濟發(fā)展的推動作用。雖然世界的技術(shù)化在所難免，但是現(xiàn)代人在主動將生活完全交給各種技術(shù)加以處理之時，又恐懼自身將被機器統(tǒng)治（文晗，2017）。這足以說明人類對于掌握社會變化趨勢有著迫切的需求。

人類已步入弱人工智能時代，強人工智能也將悄悄來臨，開展全面的智能教育勢在必行。與多數(shù)人在“智能化的教育”和“促進智能發(fā)展的教育”中選邊站隊不同，本文更傾向于整合二者的廣義智能教育。其基本指導(dǎo)思想是：通過對長期以來人類教育實踐經(jīng)驗與社會發(fā)展趨勢的深度理解，兼顧個人與社會發(fā)展的需要，求得最廣泛的認(rèn)同，構(gòu)建內(nèi)涵更為豐富的教育與實踐體系，構(gòu)建多元化的目標(biāo)體系、內(nèi)容體系與實施策略，實現(xiàn)受教育者個體智能與社會智能化程度的全面發(fā)展。

二、智能教育的內(nèi)涵分析

人類認(rèn)識與改造社會的過程，也是不斷提升自身智力與能力的過程（常艷，2010）。人的智能也體現(xiàn)在學(xué)會面對過去、現(xiàn)在和未來。教育肩負(fù)著傳承人類優(yōu)秀傳統(tǒng)與知識的任務(wù)，確保青年人能夠適應(yīng)當(dāng)下的社會生活，并為他們的未來考慮。當(dāng)社會發(fā)展失去了勞動力成本和資源消耗的優(yōu)勢后，就需要通過要素投入結(jié)構(gòu)的改變實現(xiàn)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，唯一可行的便是更多地向知識、向智力資源要生產(chǎn)力（劉仁，2010）。教育因此被更多地賦予開發(fā)智力的重任，這是社會生產(chǎn)力和科技高度發(fā)展的必然結(jié)果。教育改革也因此更加強調(diào)內(nèi)涵式發(fā)展，高等教育應(yīng)該從注重專業(yè)建設(shè)、科研工作轉(zhuǎn)向強調(diào)育人為主（龔克，2013）；基礎(chǔ)教育從重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和硬件達(dá)標(biāo)轉(zhuǎn)向重視質(zhì)量和效益，以實現(xiàn)從高代價發(fā)展模式向低代價發(fā)展模式的轉(zhuǎn)換（鐘作慈，2007）。

狹義的智能教育定位于“以人工智能為內(nèi)容的教育”，目的是培養(yǎng)掌握機器智能技術(shù)的專業(yè)化人才，以滿足技術(shù)發(fā)展需要。廣義的智能教育則定位于最終實現(xiàn)個體智能的提升，不僅掌握人工智能等技術(shù)，還能初步具備未來工作中實現(xiàn)人機合作的能力。

1.智能教育與人工智能技術(shù)

從智能科學(xué)角度來看，“智能”是個體對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環(huán)境事宜的綜合能力（杜慶東，2011）。智能學(xué)科的基礎(chǔ)包括人工智能、計算機科學(xué)、控制論、信息學(xué)、系統(tǒng)論、認(rèn)知科學(xué)、仿生學(xué)等內(nèi)容，其中人工智能是核心（蔡自興，2017）。但是，人工智能并不能代表智能科學(xué)。人工智能著重研究與模擬的是“人類的顯性智慧能力”，而對“人類隱形智慧與顯性智慧奧秘”的研究則被稱為智能科學(xué)技術(shù)（鐘義信，2016）。后者對于人類自身智慧的研究更具普適價值。

人工智能的現(xiàn)有應(yīng)用和潛力已經(jīng)引發(fā)了各種擔(dān)心。由于采用了學(xué)習(xí)策略和更加高級的算法，不論是AlphaGo還是AlphaGo Zero在圍棋比賽方面所取得的驚人成就，讓人相信有朝一日人工智能將全面戰(zhàn)勝人類智能。牛津大學(xué)的卡爾·貝內(nèi)迪克特·弗雷（Carl Benedikt Frey）和邁克爾·奧斯本（Michael Osborne）稱，未來二十年美國幾乎一半的就業(yè)崗位、印度2/3的崗位以及中國3/4的工作都很可能被計算機取代（Sarah，2016）。業(yè)界普遍認(rèn)為，人工智能技術(shù)升級的速度快于以往任何一次技術(shù)革新，正全方位、加速改變著人類生活。包括著名科學(xué)家斯蒂芬·威廉·霍金、特斯拉汽車公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克、微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨等名人都對人工智能發(fā)展可能引發(fā)的隱患表示擔(dān)憂，既有“可能毀滅人類”的遠(yuǎn)慮，也有“人工智能將與人類搶飯碗”的近憂。實際上，在一些看似簡單，但需要直覺、靈感、頓悟和創(chuàng)造性思維的領(lǐng)域，如面孔識別、直覺判斷、交感交流、創(chuàng)新思維，人工智能的水平甚至不如一個嬰兒（蔡曙山等，2016）。

智能科學(xué)的發(fā)展具有無限的潛力，因而受到全球的關(guān)注。智能科學(xué)主要集中于以人的智能作為模仿的對象，構(gòu)建機器智能，使其具備人的智能特征。人工智能在本質(zhì)上是對人類智能的模擬，是對人類智能的物化。客觀看待技術(shù)的發(fā)展，突出其發(fā)展與應(yīng)用對人類體力和腦力的延伸作用，改變和推動人類社會更快地發(fā)展，有助于人類更加有尊嚴(yán)、更加優(yōu)雅、更加智慧地生活（李德毅，2017）。這將成為人類在人工智能時代學(xué)會與技術(shù)共存的指導(dǎo)原則。

廣義的智能教育不完全等同于智能學(xué)科的人才培養(yǎng)。二者雖然都強調(diào)使受教育者系統(tǒng)掌握智能方法和智能信息處理技術(shù)，但在實踐層次與要求方面，前者更加強調(diào)面向個人生活與一般性科研活動，后者則更加強調(diào)工程能力。智能學(xué)科培養(yǎng)具有寬口徑知識和較強適應(yīng)能力及現(xiàn)代科學(xué)創(chuàng)新意識的高級技術(shù)人才，能夠?qū)嵤┬畔@取、傳輸、處理、優(yōu)化、控制工程，具備在相應(yīng)領(lǐng)域從事智能技術(shù)與工程的科研、開發(fā)、管理工作的能力（張煒等，2017）。

專業(yè)性的智能科學(xué)教育實踐為全民智能教育提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，但教學(xué)內(nèi)容不能局限于計算機科學(xué)范疇，僅僅關(guān)注機器所實現(xiàn)的智能，講授形式邏輯、算法、程序設(shè)計等數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)的知識，忽視與個人發(fā)展的直接關(guān)系。其定位應(yīng)著眼于理解該學(xué)科領(lǐng)域基礎(chǔ)性的思想與方法，以及近些年計算機科學(xué)、工程教育和思維教育領(lǐng)域中各種有益于促進個體智力和能力發(fā)展的思想與實踐。

加強受教育者對智能的理解與應(yīng)用，以科學(xué)、實踐領(lǐng)域的問題解決為主要形式，運用包括人工智能在內(nèi)的各類技術(shù)，發(fā)展人類自身的智力和能力，形成人機合作的行為模式，這是智能教育的基本目標(biāo)。

2.智能教育與思維能力培養(yǎng)

高質(zhì)量、高效率的思維能力培養(yǎng)是智能教育的核心靈魂。思維是智力的核心成分；人類個體之間智力差異的原因，主要是思維結(jié)構(gòu)的差異（Lin et al.，2003）。目前，大部分心理學(xué)家和教育工作者都接受加德納提出的多元智能理論。受此啟發(fā)，對智力的培養(yǎng)強調(diào)，應(yīng)著重于個體解決各個領(lǐng)域（如語言、邏輯-數(shù)理、空間、運動、音樂、人際交往、內(nèi)省、自然觀察等）問題的能力和生產(chǎn)及創(chuàng)造出社會需要的有效產(chǎn)品的能力（霍力巖，2000）。

智能教育不等同于一般意義上的思維教學(xué)。智能教育不僅僅關(guān)注學(xué)生的一般性自學(xué)能力、研究能力、思維能力、表達(dá)能力和組織管理能力的培養(yǎng)（趙會茹等，1999），還應(yīng)結(jié)合實踐領(lǐng)域新產(chǎn)生的問題解決方法?？焖僮兓氖澜缧枰泳C合的技能，除了識字、運算、科學(xué)素養(yǎng)等基本技能外，還有團隊合作、批判性思維、溝通、毅力和創(chuàng)造性等優(yōu)秀的個性品質(zhì)。近些年教育界對核心素養(yǎng)、學(xué)科思維培養(yǎng)的關(guān)注程度與日俱增，這些最新的發(fā)展集中反映了當(dāng)代教育工作者對各個工作領(lǐng)域核心方法與技能的提煉，是思維能力培養(yǎng)的進一步發(fā)展。

實施智能教育不能墨守于心理學(xué)的認(rèn)識。智能教育理應(yīng)承擔(dān)起幫助青少年準(zhǔn)備好應(yīng)對這個科技日新月異、信息互聯(lián)互通、就業(yè)快速更新的世界，成為敏捷的、適應(yīng)能力強、具有跨學(xué)科思維的學(xué)習(xí)者。科技的發(fā)展已經(jīng)顛覆了人們對教育的理解，在搜索引擎極其發(fā)達(dá)的時代，絕大多數(shù)人都認(rèn)可不再需要通過死記硬背來掌握知識。除了積極運用數(shù)字技術(shù)支持個體智能發(fā)展外（錢津，2012），還要引導(dǎo)學(xué)生有意識地理解蘊藏于計算機科學(xué)中閃光的思維方法，進而實現(xiàn)一般思維教育與智能科學(xué)教育的銜接。

歸納上述討論，本文對“智能教育”做出新的界定，即“培養(yǎng)學(xué)習(xí)者系統(tǒng)掌握和運用各種思維與技術(shù)工具，通過人人或人機合作模式，實現(xiàn)對外部世界（實體的或虛擬的）與問題情景的形式化表征，在符合價值觀與道德倫理的前提下，實現(xiàn)智能信息處理、構(gòu)造智能解決方案和開發(fā)系統(tǒng)，是個體智能發(fā)展與智能技術(shù)實踐相整合的跨學(xué)科開展的創(chuàng)新教育過程”。

三、智能教育的目標(biāo)定位

開展智能教育需要有明確的目標(biāo)定位，即正確理解教育對象的需求，據(jù)此提供何種教育服務(wù)。目標(biāo)定位研究涉及核心價值主張、教育主體需求的理解以及教育內(nèi)容價值的認(rèn)定。選擇正確的目標(biāo)定位是實施成功教育的重要一步，也是評價教育價值的依據(jù)。目標(biāo)定位的確立，直接影響智能教育的實施策略與思路。

1.智能教育的核心價值主張

明確智能教育的核心價值主張是獲得受教育者認(rèn)可的關(guān)鍵。狹義的智能教育將人工智能技術(shù)作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，無法吸引最廣泛的人。廣義的智能教育強調(diào)提升個體智力與能力，本質(zhì)上是提升人解決問題的思維品質(zhì)與實踐能力，最高目標(biāo)是發(fā)展人的智慧。因此能夠覆蓋絕大多數(shù)的學(xué)習(xí)者，這種價值主張容易獲得教育用戶的認(rèn)可。

人工智能時代的智能教育，應(yīng)旗幟鮮明地將提升個體智能作為最重要的價值主張。信息時代到來以后，決定教育形態(tài)的三大因素（生產(chǎn)力與生產(chǎn)方式的發(fā)展水平、人類認(rèn)識能力的發(fā)展水平、教育自身的發(fā)展水平）都已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。以發(fā)展受教育者的思維能力為核心的思維教育，被認(rèn)為是繼信仰教育、知識教育之后，信息時代的教育形態(tài)（胡弼成，2008）。社會對教育產(chǎn)生了完全嶄新的要求，開發(fā)人腦的信息加工功能、培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的新型人力資源成為核心，這是知識教育所不能勝任的。心理學(xué)研究表明，智力是由思維、感知（觀察）、記憶、想象、言語和操作技能組成。而智力的內(nèi)容是思維的對象，其形式總是表現(xiàn)在各種學(xué)科能力之中（李慶安等，2006）。由此可見，智能教育智力的開發(fā)與能力的培養(yǎng)，其核心是思維技巧的培養(yǎng)。

智能教育注重基于學(xué)習(xí)知識開展高級認(rèn)知思維的過程，是促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)與能力提升的有效方式。人對世界的認(rèn)知可以分為三個層次：經(jīng)驗、知識和智慧。經(jīng)驗和知識是能夠表述的，可以認(rèn)為是實體。存儲在大腦中的知識是觀念形態(tài)的，存儲在書本或其他實體上時則是物化形態(tài)的（史寧中等，2007）。不論是觀念形態(tài)的還是物化形態(tài)的學(xué)科知識，都是開展跨學(xué)科教育活動、發(fā)展思維和提升智力的重要基礎(chǔ)。而智慧（智能的高級形態(tài)）則潛藏于經(jīng)驗和知識之中，由經(jīng)驗與練習(xí)習(xí)得，屬于“德才兼?zhèn)洹钡木C合心理素質(zhì)（汪鳳炎等，2015）。合理的跨學(xué)科思維活動則能顯著激發(fā)知識的加工，在往復(fù)循環(huán)的知識運用于智力活動過程中，經(jīng)驗、知識與智慧均能得到不斷的更新與深化。

持續(xù)提升數(shù)字素養(yǎng)與學(xué)習(xí)能力不僅為提升個體智能做好技術(shù)保障，也是個體參與智能化實踐與綜合思維運用的重要形式。

推動教育手段的智能化不應(yīng)成為智能教育的核心價值。即使人工智能是智能教育的重要內(nèi)容，但首先需要強調(diào)的是人工智能的思想，而非特定的人工智能技術(shù)。雖然人工智能水平會不斷進步，變得越來越“聰明”，但由于它們自身缺乏創(chuàng)造性和道德性，是永遠(yuǎn)不可能有智慧的。從這一個意義上來說，應(yīng)強調(diào)學(xué)習(xí)人工智能的本質(zhì)而非機器的智能，目的不是要讓人具備機器的智能，這就如同工業(yè)時代教授人們學(xué)會使用機器，以便能夠更好地利用機器為我們服務(wù)一樣。此外，工具手段的智能化或許會對學(xué)習(xí)進程產(chǎn)生積極的影響，但人類智慧的提升則不能完全依賴手段來實現(xiàn)。

2.智能教育的關(guān)鍵思維培養(yǎng)

當(dāng)前計算機的應(yīng)用已經(jīng)遍及全社會，人們越來越多地依賴計算機作為分析和解決問題的工具。在這個過程中，最重要的不是如何解決問題的具體技巧，而是首先需要把問題轉(zhuǎn)化成能夠用計算機解決的形式，而后才是有效運用各種技術(shù)構(gòu)造解決方案。這已成為全社會成員都必須具有的基本素質(zhì)，這也正是計算思維培養(yǎng)所強調(diào)的內(nèi)容。學(xué)會使用計算思維的基本方法解決問題，以及學(xué)會具體解決問題的技術(shù)，二者相比顯然前者更加重要。

計算思維包括一系列計算機科學(xué)的心智工具與概念，可被用于解決問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為，構(gòu)造基于計算機的自動化方案。計算思維的要素相當(dāng)豐富，包括計算機科學(xué)中經(jīng)常見到的計算概念、原理、方法、語言、模型和工具。計算思維被認(rèn)為是與面向所有兒童的數(shù)學(xué)、語言和邏輯推理同等重要的能力。人們?nèi)找嬲J(rèn)識到，計算思維（不僅僅是計算）已經(jīng)開始影響和塑造許多學(xué)科的思維（例如地球科學(xué)、生物學(xué)和統(tǒng)計學(xué)），不僅可以使其他科學(xué)家受益，也可以使其他人（例如銀行家、股票經(jīng)紀(jì)人、律師、汽車修理工、銷售人員、醫(yī)療保健專業(yè)人士、藝術(shù)家等）的工作受益，支撐著各個領(lǐng)域的發(fā)展。

筆者認(rèn)為，“全民智能教育”有望成為全球“計算思維教育”的中國版。廣義的智能教育不僅包括計算思維教育，還整合了設(shè)計思維、工程思維、數(shù)學(xué)思維等其他領(lǐng)域的思維，特別是人工智能思維，因其獨特性而被認(rèn)為有超越計算思維之處（Zeng，2013），成為智能教育的獨特需求。

人工智能通常是使用邏輯和啟發(fā)式學(xué)習(xí)及強化學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式進行訓(xùn)練的。一般的邏輯和啟發(fā)式算法會以符合人類思維的方式進行運算。例如早期的國際象棋程序就是將規(guī)定的規(guī)則編入計算機，加入某些人類專家的決策規(guī)則，然后利用計算機的運算能力，其結(jié)果已遠(yuǎn)超人類的思維能力。人工智能能以人類永遠(yuǎn)不會想到的方式探索可能的行動與策略空間，而且我們也不了解它將從這種探索中產(chǎn)生何種具體方法。這種人工智能的思想所能解決的問題甚至是人類所無法預(yù)測的。

自從人工智能在棋類游戲中勝出人類以后，幾乎沒有人有機會在人機對弈中勝出，但人機混隊模式勝出人人混隊或機器混隊的概率高得多。為此，智能教育應(yīng)該承擔(dān)起教會受教育者同機器一同合作解決各個學(xué)科領(lǐng)域問題的責(zé)任。人類多年以來夢想的智能外腦，就在眼前了。智能教育將通過訓(xùn)練人類掌握同機器一起工作的方法，理解計算的過程，充分利用包括機器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)的結(jié)果，解決那些前所未有的問題。

3.智能教育的本體知識構(gòu)建

隨著高等教育領(lǐng)域計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的逐步細(xì)化，逐步體系化的智能研究為人工智能知識體系的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。自從1950年圖靈提出“機器思維”概念以來，人們一直以來將圖靈測試當(dāng)作測試機器智能程度的標(biāo)準(zhǔn)，很多科學(xué)家也做了諸多的嘗試，雖充滿爭議但在很大程度上激勵了計算機科學(xué)領(lǐng)域不斷提升機器的“智能”水平，同時也極大地促進了認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和數(shù)學(xué)（理論計算科學(xué)）的發(fā)展。

回顧人工智能理論研究和應(yīng)用實踐，可以梳理出遵循不同心理模型構(gòu)建的人工智能學(xué)派，他們各自有著不同的適用領(lǐng)域。如理論方面存在符號主義、連結(jié)主義、行為主義等三大學(xué)派，應(yīng)用方向包括符號計算、模式識別、機器翻譯、機器學(xué)習(xí)、問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語言處理、分布式人工智能、計算機視覺、智能信息檢索、專家系統(tǒng)等等。這些傳統(tǒng)形式的人工智能早已被廣泛應(yīng)用于一般性的智能應(yīng)用，也是傳統(tǒng)的人工智能教育學(xué)習(xí)的主體內(nèi)容。

而今，互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的興起使得以深度學(xué)習(xí)等為主的機器學(xué)習(xí)算法在商業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，人工智能再次進入快速發(fā)展期。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對傳統(tǒng)人工智能“符號處理”理論基礎(chǔ)提出了挑戰(zhàn)，人們開始反思人工智能乃至認(rèn)知科學(xué)的基本概念和理論，特別是對“認(rèn)知即計算”的計算理論的反思，以及對智力本質(zhì)進行的重新思考。實驗心理學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)“認(rèn)知的計算理論”并不能解釋一切認(rèn)知和智力活動。以深度學(xué)習(xí)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心的人工智能應(yīng)用正成為當(dāng)下人工智能實踐探索的主流形式，而廣泛存在的大數(shù)據(jù)為其注入了不竭的源泉，推動著一個又一個令人驚嘆的奇跡誕生。

在這樣的情況下，重視人工智能思維教育則變得尤為重要。人工智能思想關(guān)注的是從人工智能研究和實踐中提煉出來的框架、技能集合和一般工具，這些對每個人都是有用的（而不僅僅是人工智能研究者），應(yīng)被納入到智能教育的本體知識之中，并作為重要的組成部分。與計算思維相比，人工智能思維超越了邏輯和算法的觀點，強調(diào)如何利用知識庫和案例庫解決問題，捕獲和理解常識，啟用語義和上下文，以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等，是當(dāng)下機器智能的核心思想。

智能教育本體知識中自然少不了技術(shù)實踐。學(xué)習(xí)人工智能的前提是有扎實的計算機科學(xué)基礎(chǔ)知識。很自然的，基于眾多開源系統(tǒng)，探索智能化的系統(tǒng)構(gòu)建，提升程序設(shè)計能力，體驗編程實踐是智能教育的重要實踐形式，在此就不再贅述。雖然人工智能領(lǐng)域存在多種學(xué)派，尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識，但各自均有可取之處，故此需要理解各自差異，在學(xué)習(xí)與實踐中明確應(yīng)用情景，并以此提升問題解決能力。

四、智能教育的實施策略

基于本文對智能教育的理解與定位，推動實施智能教育的措施不能僅從高等學(xué)校人才培養(yǎng)和人工智能發(fā)展的必要性角度思考。國務(wù)院出臺的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》所提及的相關(guān)措施是從科技、產(chǎn)業(yè)及高等學(xué)校角度提出的規(guī)劃，缺少對教育系統(tǒng)現(xiàn)有規(guī)劃及工作銜接的考慮。為此，有必要從人才培養(yǎng)規(guī)格、教育信息化建設(shè)、課程與教學(xué)改革、教學(xué)活動創(chuàng)新、教師專業(yè)化發(fā)展等方面謀劃可行策略，按照統(tǒng)一協(xié)調(diào)、多措并舉的原則，推進智能教育的各項工作。

1.創(chuàng)新高層次人才培養(yǎng)機制

2016年美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會相繼發(fā)布兩份人工智能領(lǐng)域國家戰(zhàn)略報告，標(biāo)志著美國開始了面向人工智能時代的國家努力（何哲，2016）。美國的人工智能報告鮮明指出了政府要主動作為，創(chuàng)造并維持一個足以支撐未來的三個層次的人才資源隊伍（技術(shù)專家、應(yīng)用專家和未來學(xué)專家），這一點值得中國借鑒。

構(gòu)建中國科技發(fā)展的新高地需要形成開放協(xié)同的科技創(chuàng)新體系。針對我國智能教育領(lǐng)域原創(chuàng)性理論基礎(chǔ)薄弱、重大產(chǎn)品和系統(tǒng)缺失等重點難點問題，一方面需要建設(shè)重大科技創(chuàng)新基地，吸引高端智能人才隊伍聚集，開展跨學(xué)科研究；另一方面，強調(diào)產(chǎn)學(xué)研用間的互動，充分激活企業(yè)創(chuàng)新主體積極性與動力，在市場競爭過程中，摸準(zhǔn)市場需求，明確研發(fā)方向，促進持續(xù)的創(chuàng)新能力提升。中國擁有目前最大的電子商務(wù)市場，因此在新一階段的市場競爭與科技創(chuàng)新中具有獨特的優(yōu)勢。在國家宏觀政策支持與市場機制的調(diào)節(jié)下，始終堅持上述兩個定位，我國智能應(yīng)用領(lǐng)域與智能教育高端人才可以獲得前所未有的發(fā)展。

加強對智能科學(xué)的系統(tǒng)研究，相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與整理尤為重要。除了注重課程建設(shè)與人才培養(yǎng)外，科研院所應(yīng)發(fā)揮自身優(yōu)勢，做好國內(nèi)外智能教育前沿進展與實踐動態(tài)數(shù)據(jù)的收集與分析。正如《人工智能發(fā)展報告（2017）》中指出的，如果沒有人工智能技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的數(shù)據(jù)，我們與人工智能（AI）的對話和決策基本上都是“盲目的”（Shoham et al.，2017）。為了跟蹤這個新興領(lǐng)域的進展，斯坦福大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)人工智能領(lǐng)域?qū)＜彝苿恿恕叭斯ぶ悄馨倌暄芯俊保ˋI100），制定發(fā)展指數(shù)，為人工智能專題提供一個全面的基準(zhǔn)，并據(jù)此衡量技術(shù)進步狀態(tài)。該計劃囊括了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、開源軟件、公眾興趣、類人能力的技術(shù)進展等18個方面的內(nèi)容，旨在如同經(jīng)濟領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)普爾商品指數(shù)（SPCI）追蹤美國經(jīng)濟和全球股市一樣，反映當(dāng)下美國人工智能發(fā)展?fàn)顩r。這一定位既符合高等學(xué)校科研與人才培養(yǎng)的定位，又能夠與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域保持密切的聯(lián)系，對于推動人工智能技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域拓展發(fā)揮了積極的作用。同時，這一研究也使得各層次的專家能夠?qū)ΜF(xiàn)有及未來的人工智能應(yīng)用，開展更加具體和深入的研究，研究結(jié)果對于國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展必將發(fā)揮積極作用。

人才培養(yǎng)方向的設(shè)定不應(yīng)盲目以市場短期動向作為依據(jù)。正如英國牛津大學(xué)計算機科學(xué)系主任、人工智能研究員Michael Wooldridge所說：“目前顯然存在人工智能泡沫?！度斯ぶ悄馨l(fā)展報告（2017）》給我提出了這樣的問題——這個泡沫是會爆炸，還是像1996-2001年的網(wǎng)絡(luò)泡沫一樣，慢慢地放氣？當(dāng)這種情況發(fā)生時，還會留下什么？”（Knight，2017）。高屋建瓴的審視智能教育人才培養(yǎng)層次與分類，或許是應(yīng)對風(fēng)險最好的做法。

2.提升教育手段智能化程度

雖然本文更傾向于將智能教育定義為廣義的適應(yīng)新時代變化、提升個體應(yīng)對解決問題的能力，但智能教育的開展離不開手段與技術(shù)的智能化。

近些年被熱炒的“智慧教育”實際上還依然是“信息素養(yǎng)教育”時代的產(chǎn)物，強調(diào)的是對教育過程起到支撐作用的工具進行的智能化、適配性的提升，本質(zhì)是對教育環(huán)境的改造。以韓國等為代表的國家2011年以來推動的智能教育（Smart Education）更多是一種基于學(xué)習(xí)者自身能力與水平、兼顧興趣、通過嫻熟的運用信息技術(shù)、獲取豐富的學(xué)習(xí)資料、開展自助式學(xué)習(xí)的教育，本質(zhì)上是教育的信息化。

機器人一直是受歡迎的教育設(shè)備，從20世紀(jì)80年代麻省理工學(xué)院媒體實驗室開發(fā)的樂高Mindstorms工具包開始，各類被用于科學(xué)、數(shù)學(xué)、語言和其他學(xué)科的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)（ITS）成為與學(xué)生交互的智能教學(xué)助理。人工智能可以在日益增長的學(xué)習(xí)分析領(lǐng)域、課程材料質(zhì)量評估、適應(yīng)性學(xué)習(xí)和推薦引擎中發(fā)揮作用。例如，有研究已經(jīng)開始發(fā)揮人工智能的潛力，為個別學(xué)習(xí)者在慕課（MOOCs）和混合式學(xué)習(xí)中創(chuàng)造獨特的學(xué)習(xí)建議（Chaudhri et al.，2013）。各類智能教學(xué)系統(tǒng)和開源硬件進入中小學(xué)校，在一定程度上為智能教育的開展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

Woolf等人（2013）總結(jié)了人工智能教育的五項關(guān)鍵研究挑戰(zhàn)，包括研制個性化學(xué)習(xí)導(dǎo)師、支持21世紀(jì)核心能力培養(yǎng)、基于學(xué)習(xí)交互數(shù)據(jù)的分析、服務(wù)的普及性、為終身學(xué)習(xí)服務(wù)。國內(nèi)專家認(rèn)為，智能校園、立體化綜合教學(xué)場、基于大數(shù)據(jù)智能的在線學(xué)習(xí)教育平臺、智能教育助理等是人工智能增強型教育的四種微觀層次的應(yīng)用形態(tài)（吳永和等，2017）。

教育部副部長杜占元在2017年底召開的未來教育大會上表示，人工智能將對教育產(chǎn)生革命性影響，將為教育界與產(chǎn)業(yè)界更加廣泛的跨界合作提供發(fā)展空間。人工智能在教與學(xué)、教育管理、教育服務(wù)過程中的融合應(yīng)用，可以推動實施教育信息化進入新的階段。隨著教育系統(tǒng)智能化水平的提升，也將會讓越來越多的人認(rèn)識到開展智能教育的必要性。

結(jié)合我國《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中的有關(guān)表述，以及近些年網(wǎng)絡(luò)教育的飛速發(fā)展，可以預(yù)見：今后基于智能技術(shù)增強型的教育模式與教學(xué)方法改革將得到大發(fā)展；智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系也將逐步顯示出看得見的效果；基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的遠(yuǎn)程教育將獲得巨大的發(fā)展空間；建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，為學(xué)生提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，不再是夢想；個性化與定制化的教育與管理也將初見端倪。

3.加強課程與教學(xué)頂層設(shè)計

啟智教育的重要性受到越來越多人的關(guān)注。以往課程設(shè)置過分注重學(xué)科知識體系，強調(diào)單一學(xué)科的教育，忽視信息時代智能教育人才培養(yǎng)應(yīng)有的內(nèi)容體系與核心價值，而今需要在課程與教學(xué)改革的頂層設(shè)計時予以高度重視。智能教育的本體知識與關(guān)鍵思維培養(yǎng)要想在教育系統(tǒng)中得以落實，必須將其納入到更大的教育體系之中，做好相關(guān)課程的銜接與整合。

以中小學(xué)信息技術(shù)課程改革歷史為例，伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，中小學(xué)信息技術(shù)教育的核心目標(biāo)也在經(jīng)歷不斷的調(diào)整。時代變遷，導(dǎo)致越來越多的人對“信息素養(yǎng)教育”的定位產(chǎn)生質(zhì)疑與不滿；計算機科學(xué)與編程教育受到日益關(guān)注；人工智能時代的到來進一步增強了改革的期望。近20年中小學(xué)信息技術(shù)教育目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，基本思路可以概況為培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、掌握信息技能、形成信息能力和運用信息方法。由于中小學(xué)生心智發(fā)展尚未成熟，沒有在問題解決中進行收集、篩選與處理的直接需求。因此，在信息技術(shù)課對學(xué)生開展信息素養(yǎng)教育，缺少更加深刻的問題情景，較之語文、外語等學(xué)科中進行技術(shù)增強性學(xué)習(xí)，難以營造更真實的學(xué)習(xí)機會，教學(xué)效果一直不佳。

以工具實用性為主的教育背離了基礎(chǔ)教育應(yīng)有的定位，信息技術(shù)教育未能承擔(dān)應(yīng)有的數(shù)字時代信息意識教育的責(zé)任，計算思維成為信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)。新時期，中小學(xué)信息技術(shù)教育迎來了新的改革與發(fā)展機會，為此應(yīng)該在頂層設(shè)計方面著重強調(diào)系統(tǒng)性設(shè)計，切實處理好多層次教育目標(biāo)的定位，其中包括：以“增進信息意識，提升數(shù)字素養(yǎng)”作為課程初級目標(biāo)，以“促進計算思維，培養(yǎng)編程能力”作為課程核心目標(biāo)，以“體驗技術(shù)實踐，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新”作為教育的高級目標(biāo)，推動小學(xué)到高中的課程改革與教學(xué)創(chuàng)新。這樣的改革思路與定位勢必會有效地推動智能教育的發(fā)展。

隨著越來越多的工作被技術(shù)所替代，特別是智能技術(shù)的使用，我們的行為方式隨之改變，具有創(chuàng)造性、想象力、合作精神、系統(tǒng)性思維和高情商的人，將成為駕馭機器智能使其服務(wù)于人類的杰出人才。從這個意義上來說，從更廣義的角度理解近些年出現(xiàn)的新型教育（如創(chuàng)客、STEM教育和智能教育），將幫助學(xué)習(xí)者具備適應(yīng)未來工作所需要的21世紀(jì)能力。落實面向人工智能時代的智能教育，必然需要將計算機科學(xué)與數(shù)學(xué)、工程、科學(xué)等多學(xué)科進行整合。通過將STEM教育的思想植入智能教育課程，將進一步豐富學(xué)習(xí)活動，增強學(xué)習(xí)任務(wù)的探索性與實踐性，使學(xué)生的計算思維、工程思維、設(shè)計思維等得到充分發(fā)揮與發(fā)展。作為一種值得研究與探討的教育實施模式，整合型智能教育還需要更多人的探討與實踐。

4.探索多元化教育教學(xué)形式

面向全體社會成員開展智能教育的基本目標(biāo)，就是要讓各類社會成員均能理解人類的認(rèn)知規(guī)律與方法，掌握各類人造智能技術(shù)，并能在所參與的社會生活、科學(xué)研究與工程實踐中為人類服務(wù)。智能教育強調(diào)個體思維的發(fā)展，而非特定問題解決能力（包括人工智能）知識的提升。故此需要明確，智能教育強調(diào)全面的思維養(yǎng)成，而非單一的編程學(xué)習(xí)或者是機器人教育活動，在活動設(shè)計時需要根據(jù)要達(dá)到的目的確定有針對性的智能活動實踐。

在大學(xué)中開展基于計算思維導(dǎo)向的計算機公共課改革已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)同。國內(nèi)鮮有將人工智能納入公共教學(xué)的嘗試。事實上，人工智能的很多知識點都為計算思維提供了很好的詮釋和生動的案例；而計算思維方法也可以在人工智能理論和技術(shù)的發(fā)展中找到痕跡（王甲海等，2010）。國外有學(xué)校已經(jīng)開始做了這方面的嘗試，取得了較好的效果。例如，泰國Mahidol大學(xué)開展了人工智能引入計算機導(dǎo)論課程的實驗（Silapachote et al.，2016）。

事實上，智能教育不應(yīng)僅局限于學(xué)校正規(guī)的課程。不論是中小學(xué)還是高等學(xué)校均可以開設(shè)各類形式多樣的創(chuàng)客活動、編程活動、機器人教育以及形式多樣的不插電教育活動。在這些活動中均能很好地滲透形式多樣的思維教育，引導(dǎo)學(xué)生體驗基于跨學(xué)科知識的問題解決過程，開展創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)明創(chuàng)造，探尋科學(xué)現(xiàn)象與工程實踐中的規(guī)律，從而獲得個體成功的喜悅。這些活動均在一定程度上體現(xiàn)了智能教育的目標(biāo)。

國內(nèi)還存在一種普遍的誤區(qū)，認(rèn)為發(fā)展計算思維就一定要編程；培養(yǎng)思維就一定要做思維訓(xùn)練。事實上，國外中小學(xué)階段開展計算思維教育形式尤為豐富，小學(xué)階段除了趣味編程外，更多是通過開展不插電的計算思維教學(xué)活動（Bell et al.，2009）。這是因為不插電的計算思維教育適合不同國家和具有不同知識層次的中小學(xué)生。這種教學(xué)活動方式，可以不受任何限制隨時隨地的學(xué)習(xí)（Smith，2017）。

享譽全球的Bebras計算思維挑戰(zhàn)賽實際也是一種不插電的思維教育活動。研究者發(fā)現(xiàn)，Bebras的試題不僅可以有效激發(fā)學(xué)生參與思維比賽的互動，還可以作為教學(xué)資源為課程提供支撐，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力（Lonati et al.，2017）。

5.加強教師專業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)

聯(lián)合國教科文組織《教育2030宣言暨行動框架》指出，要實現(xiàn)人類社會教育的可持續(xù)發(fā)展，教師和資金是關(guān)鍵。自《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020）》頒布以來，我國教育信息化取得了顯著成效，絕大多數(shù)中小學(xué)教師能夠利用網(wǎng)絡(luò)空間開展教學(xué)，數(shù)字資源已經(jīng)成為教學(xué)不可缺少的部分，各種新式教育教學(xué)裝備也正在被廣大師生使用。隨著人工智能的飛速發(fā)展，教育信息化正在步入新的時期，智能教育正在成為這個新時期的重要特征。為此，廣大教師還將面臨理解、學(xué)習(xí)和運用新的理念，實施智能教育的重任。

相比美英等國，我國教師自主參加各類實踐社區(qū)的意識明顯要差。長期以來，我國教師在職培訓(xùn)傾向于統(tǒng)一內(nèi)容與要求，以行政命令的模式要求教師必須參加某些活動，教師自發(fā)自愿參加的活動比較少。隨著在線教育和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的興起，教師虛擬實踐共同體得到了很大的發(fā)展。自2014年起，我國教師培訓(xùn)體系中組織開展實施網(wǎng)絡(luò)研修與校本研修相整合的混合模式，力圖基于真實問題開展教師工作坊活動，切實解決教師教學(xué)中的問題；通過基于網(wǎng)絡(luò)的教師教研活動，實現(xiàn)教師間的良好互動，推動廣大教師有意識形成各種類型的實踐共同體，促進個人的專業(yè)發(fā)展。已有的實踐表明，這項措施雖然在具體操作過程中尚有諸多不足，但已經(jīng)得到廣大教師的認(rèn)可。

智能教育作為新鮮事物，沒有多少成熟的本地經(jīng)驗可以借鑒。因此，盡快由政府推動發(fā)起建立廣泛的實踐聯(lián)盟，共同推動智能教育在線實踐社區(qū)的建設(shè)，尤為必要。美國上一任總統(tǒng)奧巴馬推動的“面向所有人的計算機科學(xué)”行動，引發(fā)美國IT界的大力支持，其做法值得中國政府和各級教育主管部門認(rèn)真研究與借鑒。中國的高等學(xué)校也應(yīng)積極支持在線實踐共同體建設(shè)，發(fā)揮其不可替代的學(xué)術(shù)指導(dǎo)與智力支持作用。

五、結(jié)束語

全球化的互聯(lián)互通、日益智能的機器應(yīng)用以及超乎想象的新媒體力量，正在刷新我們對世界的理解。越來越多的智能設(shè)備進入人們的生活與工作中，人與機器的關(guān)系在不斷地發(fā)生著變化。狹隘地將《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提及的全民智能教育理解為人工智能課程進入中小學(xué)、普及編程和機器人教育，并非完全不可取，但卻缺乏全局觀。大力普及信息技術(shù)教育是教育領(lǐng)域一直在努力推動的工作，然而縱觀以往所取得的成績以及目前面臨的發(fā)展機遇，如果僅僅停留在原有的信息技術(shù)學(xué)科視角內(nèi)思考，勢必?zé)o法弄清楚以往所犯的錯誤和本該認(rèn)真解決的問題。廣義地理解和包容智能教育，是我國推動人工智能人才培養(yǎng)的必由之路，也是推動包括STEM教育在內(nèi)的其他新型教育的必然選擇。

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收稿日期 2018-03-12 責(zé)任編輯 汪燕