人工智能：加快推動智慧教育進展的“催化劑”

摘要：智能時代下以人工智能、大數據為代表的新興技術對教育的變革具有極大的推動作用。然而無論人工智能如何發展，教育本質始終是以人為本，培養“智慧型”人才，這正是智慧教育的核心理念。本研究通過淺析智慧教育的內涵與人工智能之間的聯系，相應地提出主要從提高學生的核心素養、構建智慧校園、推動教學模式創新、助推教師隊伍建設等四方面來闡釋人工智能加快智慧教育進展的運用途徑。

關鍵詞：人工智能;智慧教育;教育本質

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A

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文章編號：1009-3044（2020）19-0095-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

人工智能對教育變革的作用越來學凸顯，現人工智能技術主要基于教育表面層次的應用，還未能實現人工智能與教育的深度融合。2017年國務院發布《新一代人工智能發展規劃》（以下簡稱《發展規劃》），規劃中明確提出推動人工智能在教學、管理、資源建設等全流程應用;構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系翻。如何就人工智能推動教育現代化發展，如何變成促進教育進化的良藥，讓教育變得更有“智慧”成為一個亟待解決的重要命題。

新興技術的不斷出現與發展，也使得教師與學生在教與學中所面臨的一個重要挑戰，尤其是對教師提出了更高的要求。教師在教學中，不僅僅是簡單的應用新的技術輔助教學，更重要的是實現人的全面培養。人工智能所具有的靈活性、智能化、多元化等特征，將最大程度上與教育有效結合[3]，使得人工智能成為教育各方面變革的“催化劑”。

2 智慧教育的內涵

相對于傳統教育，智慧教育主要體現在“智慧”上，使得教育更符合智能時代下的人才培養需求。智慧教育是基于傳統教育的本質上迭代進化的，我們并不是要完全否認傳統教育，就好比對傳統教育理念判以死刑，然而我們卻找不到他的“軀體”。其智慧教育更像是對傳統教育的進一步的迭代。近些年的STEM教育、創客/創新教育、智能教育等其都是對傳統教育的變革，在技術層次上表現為信息技術作為教學的輔助工具更為智能化;在教育理念上表現為實現人全面的發展，培養具有“智慧”的人。

在教育信息化提出與新興技術的發展，普遍開啟了智能教育，大力實施智能教育。相對于智能教育，智慧教育更體現在教育的“智慧”上，旨在培養有“智慧”的人才。智能更體現在技術層次上的，然智慧更表現在人本身。本文將智慧教育看作是一種教育學界目前想要達到的理想教育生態或目標，而智能教育更像是達到智慧教育的一種發展過程中的現結果或階段。祝智庭教授曾用中國道家文化“道、法、術、器”思維框架來理解智慧教育與智能教育[4]，如圖1?？梢园l現智能教育注重信息技術（器）的使用，運用信息的應用技能（術）來達到理想狀態的教育。然智慧教育更像是始終基于以人為本的教育理念（道），創新變革教學方法（法）來實施教與學，從而實現人的全面發展。

不同的學者對智慧教育理解不同。其中祝智庭教授認為智慧教育是通過構建技術融合的生態化學習環境，通過培植人機協同的數據智慧、教學智慧與文化智慧，本著“精準、個性、優化、協同、思維、創造”的原則，使其由不能變為可能，由小能變為大能，從而培養具有良好的人格品性、較強的行動能力、較好的思維品質、較深的創造潛能的人才[5]。

本研究結合以往學者們的研究以及作者自己對智慧教育的理解，認為智慧教育是基于智能學習的理論，運用人工智能、大數據、云計算等新興技術構建一種智能化、泛在化、多元化的學習生態，提供個性化服務與環境，促進學生深度學習與交互式學習，實現人的多元智能發展，為未來社會培養智慧型人才。

3 人工智能對智慧教育的支撐

3.1 教育領域中人工智能的意義

人工智能與教育的深度融合更是加快創新教學模式、學習方式，推動教學觀念變革，構建包含智慧化的終身學習教育體系。人工智能不僅僅使得技術越來越智能化，更是使得教育越來越“智慧化”，將人工智能教育朝向教育人工智能發展。閆志明[6]等人認為將教育人工智能定義為：是人工智能與學習科學相結合而形成的一個新領域，重在通過人工智能技術，更深入、更微觀地窺視、理解學習是如何發生的，外界因素如何影響學習的是，進而創造有利的學習條件提供學生高效學習。

人工智能作用在教學中的教學治理、教學評價、教學方式、教學模式等方面具有重大影響。就人工智能支持下探索STEM跨學科融合模式的研究，是對STEM教育實現教育更高程度“智慧”的一種創新融合探索[7]。人工智能的到來將顛覆傳統的教學理念，圖像識別、語音識別、感知監測等人工智能技術將大大地影響著學習方式、思維方式，實現個性化學習。同時，這對于教師來說，人工智能可以替代教師時時檢測與收集學生的學習狀況、心理狀態相關數據的角色，時刻了解學生，制定相應的教學設計，實現精準教學。并且，人工智能也使得教師擺脫煩瑣、重復性的工作，減輕教師的負擔，這樣教師有大量的時間針對各個學生制定相應的學習策略，更全面的關注學生，實現個性化學習。

3.2人工智能對推動智慧教育的進展是一種良藥

近在人工智能技術的浪潮下，各個領域都在積極開展對人工智能運用的研究，尤其在工業領域上擺脫了繁重、煩瑣、重復性的工作。然而有的學者認為人工智能在教育領域的應用，依舊擺脫不了“工業流水線”的印記，這使得“我們把機器開發的越來越像人，而把人培養得越來越像機器”。人工智能給教育帶來的影響并不是多數人所想象的：教學過程中是不是無須教師這一角色;學生只需在智能助手的幫助下完成學習整過程;未來是否還有學校等等，這些消極情緒所帶來的疑問。所有的硬幣都有兩面性，同樣的人工智能給教育領域帶來的有消極也有積極的影響，但毫無疑問人工智能給教育所帶來積極面要遠遠勝過消極面。人工智能在教育中運用是多方面，無論是在教學方式的革新和豐富教學資源，還是教學環境的智能化和教學評價的多元化都具有重要影響，極大地加快教育現代化與智慧教育進展。

在《發展規劃》中明確強調發展智能教育，主動應對新技術浪潮帶來的新機遇和新挑戰。傳統的教育已不能滿足人才的培養需求，需新的教育理念引領教育，從而構建新的教學模式與教學生態，基于以人為本，培養具有溝通協作能力、批判性思維的創新型人才。無論技術如何發展與進步，始終把握教育的本質，不會產生“技術威脅論”這一說。就像北京教育科學研究院課程中心副主任王凱所說：“當將人工智能作為一面鏡子來審視教育時，我們會發現，關愛心靈，塑造品質，提升思維，促進成長，才是教育的本質。”同時，也應認識到人工智能對教育變革的巨大作用，改變了學習方式、學生的認知方式和學習的生態系統等，所以人工智能對教育變革是一種良藥。

4 人工智能對智慧教育的實施途徑

智慧教育最終理念是實現人的“自由”。教育的本質是人，那么教育就不應該是束縛人的“枷鎖”，尤其是在基礎教育階段，學生對所見到各種實物都充滿著好奇，好奇心使得學生積極樂于“做、想、思”，從而引發學生的發散性思維，有助于培養創新性思維。人工智能與教育深度結合，以智能理論為框架，多方面提升學生素養，這對培養智慧型人才具有重要作用，符合智慧教育的理念與目標。針對如何實現教育和人工智能的深度融合、全方面培養學生，下面人工智能主要從提高學生的核心素養、構建智慧校園、推動教學模式創新、助推教師隊伍建設四方面（如圖2）來闡釋人工智能對智慧教育實施途徑。

4.1 提高學生的核心素養

人工智能的發展促進了學習者21世紀學生發展的核心素養的培養，滿足未來社會的人才需求?！栋l展規劃》中，明確提到利用智能技術推動人才培養模式，開啟智慧教育，逐步在基礎教育階段開展編程教育，這對學生的核心素養的培養具有重大影響。學校積極開展科學探究課程或研究性課程，以創客教育為途徑開展機器人編程大賽，讓學生寓教于樂進行深度學習，自主合作探究完成學習項目，促進學生創新素養及問題解決能力的提升。通過各種教育創新實踐活動，引發學生的設計思維、計算思維、創新思維等，從而提高學生的核心素養。

4.2 構建智慧校園

智慧校園是指將以人工智能、大數據等為典型代表的新興信息技術支持服務于師生、管理人員等進行教學、學習、管理、科研、生活和文化等各個方面的新型校園生態?！栋l展規劃》明確開展智能校園建設，推動人工智能在教與學、管理、科研等方面的應用?！缎袆佑媱潯分幸幎ńㄔO教育資源公共服務平臺、網絡學習空間和規范建設數字校園等一系列行動，都是保障智慧校園的建設。智慧校園是為學生更好適應未來社會的需求和培養創新型人才的育人場所。學生在智慧校園中，可進行個性化學習，無縫式學習、探究式學習等，學習時空更加靈活開發化，服務更加符合人的需求。智慧校園不但是智慧教育實施的場所，而且是培養學生全方面德智體美勞的外顯環境，這種環境既包括基礎設施、智能終端、應用系統的硬件環境，也包括虛實結合的教與學空間、以及智能網絡學習空間，其滿足智慧教育下的學習需求及科研研究。

4.3 推動教學模式創新

隨著人工智能在教育領域的深度融合，推動著教學創新，探索智能環境下的教學模式。傳統教學課堂都是明確劃分各學科的界限，而STEM教育的出現，打破了學科界限，強調將科學、技術、工程、藝術與數學等學科知識串聯一起，進行跨學科邊界學習，從而培養實際問題解決能力與創新能力。同時，人在實施STEM教育中引入人工智能技術，全方面支持學生進行跨學科學習。比如在數學課程中，通過智能導師的輔助添加音樂的元素，不僅完成了課堂的學習任務，而且培養了學生的音樂藝術細胞。在最后的學習考核中，這個班級不僅在數學成績上名列前茅，并且在音樂歌唱比賽中取得優異的成績。并且通過人工智能技術，對教學中收集的各種數據進行統計分析與建模，這有助于改進教師的教學方式與學生的學習方式，進而實現教學創新，培養高質量人才。

4.4 助推教師隊伍建設

新型技術的不斷發展，融于教育中，這對教師也相應地提出更高的要求。為加快教師信息素養的提升，主動適應人工智能等新興技術的教育變革，有效開展教育教學，2018年9月國家教育部頒布的《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》，積極探索人工智能對教師教育、管理的影響[8]。人工智能教師的研發，也逐漸地替代教師的部分角色，未來教師的角色將發生轉變，教師的核心素養也將發生轉變。余勝泉教授將未來人工智能教師的角色定位了十二種角色，促進教師與人工智能技術的深度結合，兩者相輔相成、互補[9]。

人工智能也必須要有大數據的支撐，沒有數據，也就沒有所謂的人工智能。北京教育學院豐臺分院的COP計劃項目提出的“數據透視、聚焦課堂”基于人工智能技術對課堂上教師與學生的產生數據的收集，包括師生的臉部特征、師生的對話、師生行為等數據。課后師生可以針對性的觀看數據生成的反饋結果，讓教師認識教學實施過程中的不足，從而有效地提高了教師的核素。

5 結語

邁人智能時代，人工智能、大數據等新興技術的發展使得我們所需的服務更加智能化，那么教育要緊緊跟隨時代發展的步伐，深度融合技術，使得未來教育真正的具有“智慧”。同時，為了實現信息化教育，抓緊對智慧教育的理論、方法、模式的研究，以便培養智慧型人才。智慧教育不止是在校園中實施，更需要與家庭教育、社會教育相結合，形成有效的銜接，做好迎接教育變革的準備，提高對人工智能等技術的信息素養，實現交互式學習及終身學習。最后，值得注意的是機器越來越智能化，并不是代表著教育的越來越“智慧化”。我們始終把握教育的本質，這樣教育的進化方向才不會脫離軌道。

參考文獻：

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[2]中華人民共和國國務院.《新一代人工智能規劃》[EB/OL].

http：//www. gov.c n/zhengc e/c ontent /2017-07/20/c ontent_ 5211996.html，2017-7-20.

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[6]閆志明，唐夏夏，秦旋，等.教育人工智能（EAI）的內涵、關鍵技術與應用趨勢[J].遠程教育雜志，2017（1）：26-35.

[7]唐燁偉，郭麗婷，解月光，等.基于教育人工智能支持下的STEM跨學科融合模式研究[J].中國電化教育，2017（8）：46-52.

[8]中華人民共和國教育部.《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》[EB/OLl.（ 2018-8-8）. http：//www. moe. gov. cn/srcsite/A10/s7034/201808/t20180815_345323.html.

[9]余勝泉.人工智能教師的未來角色[J].開放教育研究，2018（2）：16-28.

[10]曹培杰.智慧教育：人工智能時代的教育變革[J].教育研究，2018（8）：121-128.

【通聯編輯：唐一東】

收稿日期：2020-03-15

作者簡介：李柱，寧夏大學在讀碩士，研究方向為系統化教學設計與績效評估。