我國人工智能與教育深度融合路徑探析

雷曉維

摘 要：人工智能第三次浪潮深刻改變著公眾生活和學習方式，并推動多個產業發生革命性變化。為促進人工智能與教育的深度融合，促進教育更加科學、均衡地發展，梳理目前教育領域內人工智能成果及具體應用，結合應用現狀分析人工智能與教育融合中存在的諸多問題。在綜合人工智能與教育融合趨勢特征的基礎上，從教學過程與評價、教學管理、制度保障與倫理道德教育、教師轉變等方面提出推動人工智能與教育深度融合路徑與相關策略，促進我國教育高質量發展。

關鍵詞：人工智能與教育;深度融合;趨勢;發展路徑

DOI：10. 11907/rjdk. 201742

中圖分類號：TP301文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2020）010-0084-04

Abstract： The third wave of artificial intelligence is profoundly changing the way humans live and learn， and promoting revolutionary changes in multiple industries. In order to promote the deep integration of artificial intelligence and education and promote the more scientific and balanced development of education， the achievements and specific applications of artificial intelligence in the field of education are sorted out， and the problems existing in the integration of artificial intelligence and education are analyzed in combination with the current situation of application. Based on the trend characteristics of the integration of artificial intelligence and education， this paper puts forward the path and related strategies to promote the deep integration of artificial intelligence and education from teaching process and evaluation， teaching management， system security and ethics education， teachers transformation， so as to promote the high-quality development of education in China.

Key Words：AI and education;deep integration;trend;development ways

0 引言

2016年，人工智能第三次浪潮席卷全球，人工智能與不同領域融合成為發展趨勢。英、美、德等國家先后發布專項報告，建立專門的設計、管理、運營機構，制定發展戰略，希望在人工智能領域搶占先機。

人工智能作為具有革命性影響力的技術深刻影響著教育變革。2018年6月中國首屆智能教育大會召開，明確提出推動教育與人工智能深度融合，促進教育均衡發展。2018年7月發布的《中國人工智能發展報告》明確指出建立健全現代教育公共服務體系亟需促進人工智能與教育更加深度地融合，培養符合國際競爭需求的新型人才。2019年5月聯合國教科文組織發布報告明確指出，以人工智能技術如何幫助教育系統利用數據推動教育平等、提高教育質量為核心，幫助學生為迎接人工智能未來發展的挑戰做好準備。隨后國際人工智能與教育大會在北京召開，通過了《人工智能與教育北京共識》，確立了人工智能與教育深度融合的戰略共識，并提出應充分發揮人工智能優勢，促進教育創新變革，建設開放靈活的教育體系，確保包容和公平的優質教育，讓全民終身享有學習機會[1]。可見，人工智能與教育的深度融合是促進我國教育高質量發展的必然趨勢。

1 人工智能與教育融合現狀分析

1.1 多樣成果

（1）智能教育機器人。智能教育機器人進入教學環境可替代教師承擔一定教學工作，包括輔助教學、為教師提供課堂教學內容、幫助其管理教學過程、進行課后答疑等，將教師從繁瑣的教學任務中解脫出來，讓教師有更多時間關注學生態度情感發展、良好品德養成及實踐能力的提高[2]。如東京理科大學Saya教師、網龍華漁教育的“未來教師”等智能教育機器人。但現階段智能教育機器人只是一種初級階段的軟件教育機器人。相對于互聯網在線教學，智能教育機器人主要輔助教師聚焦于學生個性化發展，它表現出了更高的精準度，也給了學生更高的參與感[3]。

（2）智能教學系統。該系統運用人工智能技術為教師提供學情分析、資源推薦、課堂管理、智慧環境創設、智能測評以及決策輔助等服務。具備綜合學科資源的人工智能教學系統可為教育教學提供建設性學習環境，輔助個性化教與學，減輕教師教學負擔[4]。智能教學系統的優勢是給學生帶來更大的發展空間和潛力，緩解當前大班教學環境下教師著重關注學生集體、缺乏對學生個體關注的問題。同時也為學生個性化學習提供科學平臺，發展學生計算思維能力和抽象概念理解能力。多學科的內容更能提高學生學習興趣，促進其綜合素養的提高。科大訊飛的智慧暢行校園、Newsela等智能教學系統應用逐漸普遍，人工智能教學系統可成為發展當代學生核心素養的重要工具。

（3）智能在線學習平臺。該平臺使個體自主化、個性化學習成為可能。利用互聯網大數據在線學習平臺，依據學生歷史學習數據對其學習情況進行評估，預測學生后續學習需求和表現，智能化推薦適合的學習內容和學習方法，從而有針對性地提升學習效率。目前，高校智能導師系統模擬人類教師實現一對一的智能化教學，如“流利說”平臺可進行智能語音輔導等。學生可通過智能在線學習平臺自主在線選課、學習、測試，并且該平臺可對學生表現予以即時反饋，使學習向更智能、個性、和協作的方向發展。

（4）智能自動化評測系統。該系統可快速、準確地測評教學效果，在教學結束時及時提供效果反饋，減少教師大量重復性批改工作，讓教師有更多的時間關注學生綜合發展和個性化成長。同時，還可為教師教學過程設計、教學決策與整體教學改革提供真實可靠的實踐數據支撐。目前，智能自動化評測系統已廣泛地應用于語言領域，包括自動化短文評價和口語評價，引發了評價方法、形式以及評價手段的重大變革。如批改網、UC Berkeley的Gradescope 等均可實現實時跟蹤、自動批改與及時反饋。

1.2 人工智能與教育融合存在的問題

（1）教學理念缺乏人文關懷，教學形式機械。當前，人工智能與教育的融合仍局限于技術層面。把科技成果與教育教學置于同等地位，忽視教育活動以及教育發展所需的人文環境，忽略學生綜合素質的培養，終將使教育本質逐漸湮滅[5]。無論科學技術未來發展到何種水平，基于教育的最終目標，教育都不可能脫離教育育人的本體價值。因此，如何調和技術應用與人文生活的矛盾，是促進人工智能與教育深度融合亟待解決的問題。師生互動指教師的教和學生的學構成的交互活動。目前機器教學無法達到傳統面授教學中師生之間的實時情感性互動，更多的是向學生輸出已有知識、進行簡單的語言交流，難以及時掌握學生課堂表現進而調整教學過程。同時教學過程更多的是知識和技能灌輸，缺乏有情感的、個性化的教學互動，因此新課程改革提出“情感、態度、價值觀”的教學目標難以實現。在當前教育改革及互聯網、人工智能技術等信息技術的快速發展下，其缺陷也越來越明顯，缺乏對學生個性和特點的關注，不利于充分發揮學生獨立性和創新性，缺乏真正的生生合作，容易使理論與實踐脫節。

（2）教學評價過于量化，教育管理存在較大不確定性。人工智能技術為信息和數據的收集、整理和分析提供了很大便利，但也存在教育教學評價關注測驗、考試等得到的客觀數據，忽視了學生對實際操作、動手能力、語言等的表現性評價，致使教育教學評價更多關注量化評價而缺少質性評價。利用人工智能進行學校管理可提高決策質量和工作效率，促進治理體系精細化，但也增加了教育管理不確定性;同時人工智能也存在“不可知、不可控、不可用和不可靠”的挑戰[4]。教育數據來源于真實的教學情境，要從真實復雜的教育活動中取得精準有效的數據存在一定難度，同時教育大數據數量有限且質量良莠不齊。這些問題，在客觀上制約了人工智能在教育領域的應用和發展。人工智能在教學應用中涉及學生學習數據、考核數據、教師教學數據、專業發展數據以及其它相關內容的管理，而在實際學校管理中，各類數據比較分散，存在數據融合的問題，管理模式科學化有待加強。因此，人工智能在管理體系中的作用還需不斷完善，以便更好地為師生服務。

（3）缺乏相關法律依據，存在倫理道德問題。人工智能應用于教育領域是全球趨勢，當所有學生數據信息都儲存在網絡上時，怎樣保護學生個人隱私是新時代學生權利保護的重要議題。同時，人工智能不能作為法人承擔相應的法律責任，在侵犯他人權利時，責任該如何認定？同時還存在數據、知識產權保護等問題。人工智能可以全方位地收集多方數據，具有獲取大量隱私數據的能力，因此在給整個社會帶來便捷的同時也產生了復雜的倫理、法律和安全問題。人工智能產品在設計過程中必須考慮倫理道德因素，但國內基于數據的人工智能應用還處于一種無序狀況[6]。雖然人工智能倫理問題備受關注，但鮮見有效的實際措施與標準規范。全球對于互聯網企業信息數據安全約束遠不足夠，近年來頻現個人信息泄露等重大隱私安全問題。互聯網不是法外之地，但我國人工智能發展時間較短，相關法律規范還處于建設階段，缺少推廣人工智能所必須的法律體系支撐。

（4）對教師在角色定位、知識與技能等方面提出更高要求。人工智能把教師從重復繁瑣的教學任務中解放出來，但也對教師提出了更高的要求。衡量現代教師的關鍵指標在于教育性，科技不能取代教師，但是使用科技的教師卻能取代不使用科技的教師[7]。教師不僅要掌握教育知識、具備傳統的教師專業素質與能力，更要學習新科技，了解人工智能的正確使用策略，具備應用人工智能的專業知識。在目前實際應用中，教師隊伍整體上不能正確理解人工智能技術，缺乏正確的應用方法和操作能力，從而不能真正發揮其教育教學價值;教師在對學生精準化輔導方面存在誤區，致使人工智能教學更多流于形式，未能發揮真正價值;同時人工智能時代學生面對豐富多元的資源很容易盲目跟風，不能很好地根據個人實際情況和需求選擇合適的資源及學習策略。

2 人工智能與教育深度融合的趨勢特征

（1）教育本質凸顯。目前人工智能在教育領域的應用焦點是促進學生掌握知識、培養技能，但忽略了學生綜合素質養成。在明確人工智能重要性的同時，還應認識到其工具性在很大程度上壓制了教育本質。在大數據與互聯網+的背景下，應關注特定背景和環境信息變化，利用信息數據和技術對學生進行個性化研究。所以在人工智能與教育深度融合的過程中，應以人文生活為基礎，超越技術層面，深入教育內部精髓。這種轉變是人工智能發展的必然選擇，是對現有教育中人的不和諧發展的反思與改進。

（2）教育組織形式個性化愈加明顯。班級授課制最大弊端是對受教育者個性成長需求的漠視。個體先天因素、成長環境和社會經歷導致潛在能力、價值觀念、道德素養等不盡相同，因此需運用不同的形式幫助個體實現自我。個性化教育的實現及教育服務水平的提升均以人工智能大數據、深度學習及自適應能力等多方面的發展為基礎。

人工智能個性化教學主要表現在資源推送、學情分析、學業診斷等方面[8]。人工智能技術可分析每位學生過程性學習數據，據此安排后續學習并進行調整優化。學習過程由標準化學習轉變到非標準化學習，激發學生學習興趣，滿足多樣化成長需求，促進學生個性化發展。

（3）教育資源更加均衡、共享。我國東西部地區、城鄉地區教育資源不均衡嚴重阻礙了我國教育現代化發展進程。建設基于互聯網的人工智能教學平臺，能夠整合發達地區的優質資源，逐步實現不同地區之間的優質教育資源共建共享，縮小區域差距，促進教育公平。教育資源共建是更好地實現共享的必要前提，共享教育使學習的組織形式并不僅局限于學校與課堂，也為校內與校外的學習架起一座橋梁，使不同地區學生擁有更好、更均衡的學習條件和環境。同時人工智能技術的快速發展使教育以一種無時不在、無處不在的形態呈現，讓學習者擁有更優質的教育資源、更多的教育資源獲取渠道，從而逐漸推動學習型社會建設、使學習者確立終身學習的意識。

（4）教育生態系統更加開放。當代社會教育是一個動態系統，通過教育者與受教育者的互動，促進受教育者知識增進和能力提高，確保創新型、智能型等多方面人才的動態供需平衡[2]。人工智能與教育的融合程度加深，可以優化教學效果，逐漸打破教育和產業之間的界限，增加學校與社會之間的溝通交流，建立融合開放的教育生態系統，進一步滿足學習者隨時隨地獲取多元化教育資源的需求，促進教學向個性化、精準化和智能化方向發展[9]。同時，利用信息技術可建立教育數據采集與處理標準規范，為教育提供客觀的數據資源，鼓勵各方面資源共享，不斷優化完善教育生態系統。

3 人工智能與教育深度融合發展路徑

（1）更新教育教學觀念，注重教學過程中的動態性和交互性。為實現人工智能與教育深度融合，需重新確立教育理念，明確教育意義和發展目標。教育與人工智能的深度融合是以通過對技術的應用與發展延伸人類智能、推動社會發展，使人類更有尊嚴、智慧地生活。在當前教育與人工智能不斷融合的時代，教育更應注重人文精神。2016年世界經濟論壇發布了《教育的新愿景：通過技術培育社會和情感學習》，研究報告中倡導把人的社會性和情感教育置于應對新工業革命的高度[10]。因此在掌握知識和發展能力的基礎上，更加注重學生創新意識和思維的培養、注重創新能力的提高，關注學生對人工智能技術的使用和發展能力，同時也應激發學生研究興趣，促進人工智能更好地為教育及其它領域服務。

教育者在教學過程中針對性增加學生互動交流及展示環節，培養學生獨立、多元的思考習慣，多元價值觀念和同理心。人文教育的重要性在人工智能時代愈加明顯，教師應注重教學過程中學生的反饋，根據學生課堂表現不斷調整優化教學方式和具體內容，也要注重教學過程中的情感交互，促進情感、態度和價值觀目標的實現;同時利用人工智能情境性優勢，創設情景，提供社會化軟件或其它認知工具促進學習，鼓勵提出不同的觀點，讓學生在對話與互動中建構知識[11]，培養學生集體意識、合作意識和合作能力。真正個性化學習不僅是學習方法、內容的定制化，更是學習關系的精準匹配。

（2）注重教學評價的動態化和多元化，建立科學高效的管理系統。2017年發布的《新一代人工智能發展規劃》明確提出利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革，構建新型教育體系[12]。傳統教育培養的人才已不能滿足當下社會發展需要，因此要“把人的社會性和情感教育置于應對新工業革命的高度”[11]。

學校及相關教育部門應建立開放、共享的資源和組織系統，充分利用外界資源把學生學習和教師的教學擴展到整個社會，建立由企業、學校、政府、科研機構等多個部門組成的優質開放的生態環境，培養學生創新和實踐能力。豐富的網絡資源及日益成熟的人工智能技術為推動教育教學模式變革、教育教學評價方式創新提供了技術和現實支撐。如國際學生評估項目（PISA）[13]將社會情感學習納入考核內容，可以通過數據分析構建以大數據為技術支撐的教學評價模式，關注學習者學習動態過程，注重評價主體、方式等方面的多元化，構建綜合的教育評價指標體系，繼而實現評價的針對性、準確性、過程性。利用人工智能進行真實場景的模擬，考查學生的實際應用和解決問題的能力，通過伴隨式數據采集和自動化的數據分析，為教育持續不斷改進提供動力[14]。

面對人工智能存在“不可知、不可控、不可用和不可靠”的問題，學校及其它教育機構應實現辦學自主，內部建立靈活科學的管理制度，利用大數據收集全面的信息，建立人機協同、交互驅動的、有學校、教師、家長等多方參與的群策管理平臺，增強決策可行性，實現決策過程科學化。通過培訓提升管理人員決策和科技運用能力，為人工智能與教育深度融合運行提供基本保障和發展動力。利用人工智能識別篩選出教育管理中多余、重復環節，建設數據共享的教育管理系統，也可利用大數據模擬決策結果等提高管理效率，實現科學決策。

（3）構建相關法規與政策系統，注重多方面倫理道德教育。教育部門需完善人工智能教育應用相關制度和標準，切實加強開發和應用等過程中的監督和管理，避免出現違背倫理道德或違反法律規范的行為，同時加強教師人工智能倫理道德培訓。教師需明確使用過程中的行為規范，為學生做出良好的榜樣示范，幫助學生樹立正確的價值觀念、道德規范和操作準則，減少人工智能在教育實際應用中不良事件的發生，保護學校師生權利。

人工智能技術開發設計者也應樹立正確的價值觀、技術觀和道德觀，尊重師生在教育活動中的主體地位，注重師生情感意識及學生綜合素質的全面發展[15]。《泛加拿大人工智能戰略》強調要重視人工智能人才培養的倫理問題[16]。我國教育部門也應結合我國實際情況盡快出臺我國人工智能倫理道德規范。在具體教育中應將人工智能與倫理道德教育結合，注重人工智能課程資源的充分運用與更新，構建人工智能課程內容科學框架和課程體系，在課堂教學過程中充分運用典型案例做好倫理道德教育，不僅關注情感意識層面，更應將其落實在生活實踐中。

（4）在人工智能教育時代，人工智能技術聚焦于教學，教師職責偏重于育人。教師應改變角色定位，提升專業水平，與人工智能技術分工協作。

大數據時代下教師要真正成為學生的領路人，需具有豐富的創造力和活力，不斷調整教學方法，突出“高精尖缺”導向，著力培養適應人工智能發展的各行業所需人才[17]。為促進人工智能與教育深度融合，教師必須不斷更新專業知識和能力，提升智能化教學能力。因此，高校應通過教師信息技術應用能力提升工程，提高教師新技術應用能力和智能化教學水平，建立教師學習常態化發展和評價機制。就教師層面來說，教師必須具有與時俱進的意識，積極反思，不斷學習理論知識和實踐知識，理智看待以人工智能技術為代表的現代信息技術的影響，提升知識水平和信息應用能力，積極與同行交流分享，充分運用人工智能技術價值，為學生打造更優質、智慧的課堂;同時還應注重學生信息思維和技術能力的培養，幫助學生盡快適應學校乃至社會的教育智能改革，把人工智能應用和發展歸于道德和倫理規范之內。

4 結語

人工智能與教育融合已積累不少成果。我國互聯網+、學習型社會的建立以及教育創新發展的現實與需求對我國人工智能與教育的深度融合提出了更高要求。教育與人工智能的深度融合發展不是毫無條件的簡單相加，只有掌握人工智能技術與教育深度融合中的規范，才能將技術對教育的推動作用發揮到最大。因此，在促進人工智能與教育深度融合的過程中，需堅持教育本質，以教育為核心，不斷進行改革創新，創造優良的保障體系，明確系統科學的教育目標，才能進行高效管理，讓人工智能與教育在秩序化和科學化中深度融合，為新時代教育改革發展提供強大動力。同時，為了實現人工智能與教育的深度融合，引入人才市場機制，吸引企業、行業對人才的投資，國家層面應該構建人工智能教育發展的系統方案，允許各地區根據實際情況進行靈活變動，使人工智能真正應用于各地實際教育教學中。

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（責任編輯：江 艷）