智能技術生態驅動未來教育發展

楊現民　趙瑞斌

摘要：每項技術都不是孤立存在的，其形成、發展與應用離不開特定的技術生態，信息技術尤為如此。運用人工智能、5G通信、區塊鏈等新一代信息技術促進教育變革已成為全球共識，而技術間加速融合、協同創新所形成的智能技術生態是驅動未來教育發展的關鍵。智能技術生態以教育信息的全面感知為基礎，以大數據和人工智能為動力，通過跨時空、跨模態、跨組織的教育教學要素重組以及各教育主體間可信、智能的合作，推動未來教育創新與變革。智能技術生態可為跨時空的教育資源配置、多主體的教育協同治理、社會化的教育服務供給以及智能化的教育管理和評價提供支撐，從教育環境、教育資源、教學活動、教育組織和教育管理等多個方面系統性、結構化地重塑未來教育樣態。在此過程中，需通過技術間的賦能解決單一技術瓶頸問題，并通過優化教育治理體系規避科技倫理風險，有序推進智能技術生態的演進與未來教育發展。

關鍵詞：智能技術生態;未來教育;教育變革;教育樣態

中圖分類號：G434? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-5195（2021）02-0013-09? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.02.002

作者簡介：楊現民，博士，教授，博士生導師，江蘇師范大學智慧教育學院，徐州市智能教育工程研究中心（江蘇徐州 221116）;趙瑞斌（通訊作者），博士，副教授，江蘇師范大學智慧教育學院，徐州市智能教育工程研究中心（江蘇徐州 221116）。

一、引言

在人類社會發展的不同時期，因社會制度、文化背景、科技水平等因素的不同，教育也會出現不同的形態，例如農業社會的私塾、工業社會的學校等。當前，人類社會已經進入信息化時代并正在向智能化時代邁進，以人工智能、5G通信、區塊鏈等為代表的新一代信息技術正深刻地改變著人類的生活環境、行為習慣與認知方式（南旭光等，2018）。與此同時，以信息化、智能化為核心的第四次工業革命也已拉開序幕，其強調通過物理世界、數字世界和生物世界的共通融合來推動各行各業的創新發展，這對未來公民應該具備的素質和能力提出了新要求（辜勝阻，2020）。

然而，審視當前的教育體制，其很大程度上仍沿用傳統的學校教育模式，即以班級為單位進行規?；藴驶娜瞬排囵B（夏金星等，2005）。這種模式形成于工業化社會初期，現階段已經越來越難以適應智能時代人類社會的發展需求。國家主席習近平在致首屆國際教育信息化大會的賀信中就強調，“因應信息技術的發展，推動教育變革和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設‘人人皆學、處處能學、時時可學的學習型社會，培養大批創新人才，是人類共同面臨的重大課題。”（新華網，2015）經濟合作與發展組織（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）發布的《回到教育的未來：經合組織關于學校教育的四種圖景》報告中也指出學校教育拓展、教育外包、學校作為學習中心和無邊界學習是未來學校教育的圖景，而信息技術特別是智能技術將發揮日益重要的作用（OECD，2020）。

由此可見，面向未來，利用信息技術促進教育的變革已經成為國際社會的普遍共識。教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》即是我國在教育領域“因應信息技術特別是智能技術的發展”，“充分激發信息技術革命性影響的關鍵舉措”（中華人民共和國教育部，2018）。這里的信息技術（或智能技術）所指絕非單一的技術，而是一個交互關聯、協同進化的技術生態。如何從技術生態視角洞察未來教育的發展走向及其變革進程中面臨的現實問題，值得引起教育學界的關注。

二、多技術融合打造智能技術生態

任何一項技術的發展與應用均離不開特定的技術生態。類似生物界中的種群，技術間也存在共生與競爭關系，既相互依存、共同發展，又彼此競爭、優勝劣汰。正是基于這種關系，技術與技術、技術與環境、甚至技術與人類社會才能得以深度融合、協同演進（毛薦其等，2010）。對信息技術而言，這種現象體現得尤為明顯。特別是近年來，在高帶寬、低延時、泛連接的5G通信技術支持下，人工智能、擴展現實、物聯網、區塊鏈等新一代信息技術正在加速融合、協同創新，并逐漸形成了一個以智能化為核心目標、以相互賦能為主要特征的信息技術生態（簡稱“智能技術生態”）。因此，當人們在探討和應用這些技術時，不應局限于特定、單一的技術形態，而應該從生態系統的視角整體把握這些技術的演化邏輯與內在結構。

1.新一代信息技術的演化邏輯

對新一代信息技術而言，盡管每項技術有其核心的功能范疇和典型的應用場景，但挖掘它們的發展歷程、工作機理以及應用場景，卻不難發現這些技術并非孤立存在，而是交融共生、相互賦能的。

（1）智能化：新一代信息技術交融共生的主線

在信息化的基礎之上，人類生產生活、工作學習的各個領域正日益走向智能化。從一般意義上來說，智能化過程旨在實現“人、機、物、環境”狀態信息的全面采集、智能處理、實時分享以及智慧管理與應用。新一代信息技術正是圍繞這條主線耦合在一起，并分別針對信息采集、處理、傳輸、管理和應用等環節提供解決方案。其中，物聯網主要是借助各類傳感器實時采集“人、機、物、環境”的狀態數據;人工智能主要是通過算法模型對數據進行統計分析、自動識別和智能預測;5G通信主要是以高性能通信支持各類數據的快速傳輸和實時交互;區塊鏈主要是通過數據確權、全網共識、智能合約等機制確保數據真實、有效，實現可信合作;擴展現實則通過沉浸式體驗、多模態感知、自然交互等途徑重新定義信息感知形式與人機交互模態。

（2）相互賦能：新一代信息技術協同演進的動力

上述信息技術為何在近年來相繼涌現并得到廣泛應用？究其原因，是它們在形成、發展及應用過程中深度交融、相互賦能的結果。例如，物聯網采集到的大數據既對發展5G無線通信網絡（簡稱5G網絡）提出了迫切的現實需求，也為人工智能算法模型的訓練、性能的提升提供了基礎資料?？梢哉f，沒有物聯網大數據，5G網絡將失去應用場景，人工智能技術的效果也將大打折扣。相反，也正是5G網絡與人工智能技術的發展與應用激活了物聯網大數據，使其能夠“動起來、用起來”。因此，人們在探討和應用新一代信息技術時，不應孤立對待、以偏概全，而應從技術生態的視角整體把握這些技術在交融共生中所蘊含的潛能，以及在協同應用中應有的價值。

2.智能技術生態的內涵與結構

智能技術生態既是一個由多項技術融合而成的技術體系，又是一個以智能化為特征的動態系統。其中， 5G通信、人工智能、大數據、物聯網、擴展現實、區塊鏈等技術圍繞信息感知、傳輸、處理和應用自然地融為一體，既共同支撐著智能化目標的實現，又在相互作用的過程中推動著自身的發展與整個技術體系的升級。技術間緊密依存、相互賦能，突破了各項技術獨自面臨的應用瓶頸。在此基礎上，智能技術生態重新定義了“人、機、物、環境”的時空組織形態與感知交互模式，并形成了技術間的結構關系（見圖1）。智能技術生態以高性能5G網絡為基礎設施，激活了物聯網、遠程控制與擴展現實技術，并通過與人工智能、大數據、區塊鏈等技術的結合，實現云端、遠端以及身邊“人—機—物—環境”的跨時空重組與融合。其中，5G網絡的高帶寬特性支持每秒百兆以上的數據通信，能有效支撐擴展現實技術的應用和高品質數字資源的共享，進而實現跨時空的虛實融合;其泛連接特性支持每平方公里百萬級的設備接入數量，能夠有效激活物聯網技術，進而實現全面感知和互聯互通;其低延遲特性讓通信時延控制在4毫秒以內，從而支持跨時空的遠程實時控制與交互。

三、智能技術生態推進教育變革的動力來源

教育是培養人的活動，其目的是讓個體更好地適應社會，甚至能推動和引領社會的發展。面對人類社會發展的新趨勢和新需求，促進教育變革，已經成為人們的共識和追求（曹培杰，2018;肖睿等，2020）。在智能時代，一方面社會環境、產業形態以及教育理念的變遷會激發教育系統的變革，另一方面智能技術生態的形成也為教育變革提供強有力的支持。

1.教育系統自身變革的內生動力

雖說技術是促進教育變革的重要因素，但教育系統自身存在的問題才是教育變革的內在動力。就目前的學校教育系統而言，存在以下三方面的問題亟待加以解決。

（1）追求規?；鲆晜€性化

當前，大多數學校仍然沿用傳統的學校教育模式，通常以幾十人組成的班級為單位統一授課。這種教育模式組織管理嚴密、知識傳輸高效，能夠大規模、批量化地完成人才培養的任務。然而，從教育本真追求和時代發展趨勢的視角來看，這種教育模式有其明顯的不足，特別是對學生的個性化特征與需求的忽視。進入21世紀以來，個性化教育已經在世界范圍內成為一種強勁的教育思潮（林明貴，2007），并成為一種不可逆的教育發展驅動力。

（2）重知識技能，輕創新創造

有研究表明，“在幼兒階段擁有創造力的人高達98%，成年階段僅剩2%，其中最重要的影響因素是教育系統”（朱永新等，2020）。當前學校教育普遍偏重知識傳授與技能培訓，即重視學生常規化工作能力的培訓，卻忽視了創新創造能力的培養。這種教育模式能夠滿足工業化時代對知識型、技能型人才培養的需求。然而，在智能化時代，常規性工作崗位將逐漸被機器取代，創新將成為企業、行業乃至國家發展的重要驅動力。因此，面向未來，教育必須要重視創新創造、復雜問題解決、團隊協作、人機協同等關鍵能力的培養。

（3）過度競爭化，學業負擔重

由于過于重視統考成績與升學率，當前的教育模式給學生帶來了過重的學業負擔和過度的升學競爭。學生既要面對學校海量的課堂作業與輔導資料，又要參加各種良莠不齊的校外培訓課程，導致其學業負擔過重。扭轉當前不科學的教育評價導向，克服“唯分數、唯升學”的頑疾，已成為社會的普遍共識。為此，中共中央、國務院于2020年10月印發《深化新時代教育評價改革總體方案》，明確指出要“推進落實立德樹人根本任務”，“改革學生評價，促進德智體美勞全面發展”（新華社，2020）。該文件的發布標志著我國教育深化改革步入新階段，為新時代教育發展指明了方向。

2.信息技術賦能教育的外在動力

在智能技術生態中，5G通信、人工智能、大數據、物聯網、擴展現實、區塊鏈等新一代信息技術相互融合、相互賦能，形成了推進教育變革的外在動力，不斷推動教育系統走向“智能化”。

（1）全面感知：智能化的基礎

數據采集與狀態感知是實現教育系統信息化、智能化的基礎。在智能技術生態中，泛連接、高帶寬的5G網絡與各類高性能傳感器、各種常態化業務系統的結合，能夠顯著提高信息感知能力，即感知更廣泛的對象、更詳實的狀態以及更真實的過程。例如，可以通過傳感器實時采集師生、教學環境、教學內容等要素的真實狀態，或是通過管理系統記錄教學活動中各要素發展變化的詳實數據。這種覆蓋全要素、貫穿全過程的感知能夠在真正意義上積累教育大數據，從而為促進教育變革奠定基礎。

（2）數智驅動：智能化的動力

在全面感知和記錄教育大數據的基礎上，再通過人工智能算法進行統計、分析和預測，既有助于揭示復雜教育系統與紛繁教育現象背后所隱含的教育教學規律，又能精細分析各教育主體、精準評價各教育活動。以此為依據，通過人機協同，可以優化教育資源配置、改進教育活動組織、促進教育模式創新等，進而實現個性化教育、自適應學習以及精準化管理?？梢姡髷祿腿斯ぶ悄芗夹g的結合，能夠全方位、多尺度地支持教育改革，為驅動教育走向智能化提供了動力源泉。

（3）要素重組：智能化的途徑

在智能技術生態中，5G通信、擴展現實、人機交互等技術的結合，使得跨時空、跨模態、跨組織的教育教學要素重組成為可能。學習者可以根據自身需求，將遠端的全息教師、云端的數字資源、身邊的真實環境動態重組，構建虛實融合的學習環境并開展個性化的泛在學習。如此一來，學校的物理邊界逐漸模糊，教學的時空概念逐漸淡化。虛實融合將為實現個性化、智能化的教育提供重要途徑，跨校學習、泛在學習、線上虛擬空間與線下體驗中心結合的混合學習將逐漸成為新常態。

（4）多方協同：智能化的保障

智能化的教育是一個動態、開放的系統。圍繞學習者的個性化特征與需求，政府、學校、教師（甚至社區、企業）等主體通過優勢互補、相互協作，動態建立合作關系，靈活配置教育資源，彈性開展教育活動。這種形態將對教育組織和管理提出新的要求。在智能技術生態中，區塊鏈作為一種去中心化的信息互聯網和價值互聯網，憑借“共建、共有、共營、共治”的技術特性，能夠為開放、動態、多主體的教育治理提供保障（鄭旭東等，2020），既可以讓各主體平等地參與教育治理，又能通過溯源機制與智能合約讓各主體開展可信且智能化的合作。

四、智能技術生態重塑未來教育的主要樣態

教育是一個復雜的系統，其功能與樣態不僅取決于各構成要素，更體現在這些要素的組織與管理模式上。在教育變革思潮的引領下，通過人工智能、擴展現實、5G通信、區塊鏈等技術的相互賦能、融合應用與協同創新，智能技術生態將圍繞個性化的教育活動，為跨時空的教育資源配置、多主體的教育協同治理、社會化的教育服務供給以及智能化的教育管理和評價提供支撐，通過推薦資源、匹配學伴、定制任務、選擇時空等途徑和方式，實現更加智能化的情景化教學、自主學習、個性化學習和體驗式教學，從教育理念、教育管理、教育實踐等多個層面系統性、結構化地重塑未來教育樣態（見圖2）。智能技術生態對未來教育的重塑具體體現在教育環境、教育資源、教學活動、教育組織、教育管理等五個方面。

1.教育環境樣態

教育環境是一種特殊的“時間—空間—物質”的組織安排，包含具體的架構、技術、實踐和數據（Masschelein et al.，2015）。傳統意義上，學校為教育提供了一種典型環境，具有專用的物理場所并聚集了各類教育教學設施與資源。在此背景下，學習者只有加入學校、走進教室，才能獲得教育資源、參與教育活動。然而，在智能技術生態的支持下，一方面，擴展現實、人機交互、5G通信等技術的融通應用能夠打破傳統“時空物”的組織樣態，實現物理世界、數字世界以及文化世界的跨時空融合;另一方面，隨著信息獲取方式的改變和數字原住民群體的壯大，人的學習方式、行為習慣也正在發生深刻變化（張立新等，2015），這促使未來的教育環境樣態也會發生顯著變化。

（1）跨時空重組支持教育走出校園、走向泛在真實場景

泛在學習的理念由來已久，然而落地的規?；?、常態化應用卻發展緩慢。主要原因在于，泛在學習首先需要能夠靈活、便捷地構建泛在的學習環境，這對傳統信息技術提出了挑戰。在智能技術生態的支持下，既能以全息影像、超清視頻、三維模型等媒介形式表征教師、學伴、內容、情景等各類教學要素，又能快速獲取云端預存資源、同步傳輸異地實時資源，并將其自然融入師生當前所處的物理環境。換言之，可以將不同時空、不同形態的要素進行跨時空重組，從而讓師生自主、便捷地構建泛在、智能的教學環境。如此一來，教育便可以走出教室和校園，走向廣闊的真實環境。對教育而言，這種真實環境是特別有意義的，其意味著知識生成的真實場景、技能應用的真實情境以及師生探究的真實過程和隨之累積的“鮮活”經驗，都可以更有效地被實現和獲取。這很好地體現了現代認知科學的理念，即認知應該根植于真實的環境與情境并依靠主體真實的探究體驗（Sullivan，2018）。

（2）“人—機—物”智聯智融促進教育環境邁向智能化

盡管教育信息化工作已開展多年，然而大多數學校仍然停留在“通網絡、存數據、管業務”的基本狀態，其對教育活動、教育過程及教育效果的影響很有限。在智能技術生態的支持下，通過構建智能化教育環境，可以實現教育活動和教學過程中各要素的全面感知和智能交融。其中，全面感知是指圍繞師生、資源、任務、環境等要素，通過物聯網傳感器全流程、全方位地采集其狀態數據，然后借助人工智能算法分析這些數據并識別和預測各要素的當前狀態及變化趨勢。在此基礎上，教育環境便能夠實時感知師生的真實狀態和動態需求，并通過智能地推薦資源、調整任務、更新情境等，達成各要素的智能交融，從而實現更加智慧的教育。

2.教育資源樣態

廣義上的教育資源豐富多樣，此處主要探討的是用于表征知識并支持教育教學活動的各類媒介。很顯然，教育資源的形態不僅決定著知識表征的逼真度和有效性，也直接影響著師生的感知方式與教學效果。當前，各類數字化的文檔、課件、圖像、音頻、視頻等構成了信息化教學的主要資源。然而，從知識表征和教學體驗的視角來考察，這類資源還存在諸多不足。例如，二維圖像無法表示真實對象的三維結構，低分辨率的視頻導致學習體驗不佳。在智能技術生態中，各項技術的有機融合，特別是5G通信與擴展現實的結合將大大革新教育資源的呈現樣態及其運用方式（見圖3）。

（1）高清、立體化的新型媒介增強表征和感知

當前，已經涌現出三維模型、立體視頻和全息影像等新型媒介。這類媒介通常以高清、立體的形式表征對象的結構與形態特征，并能以原型重現或仿真動畫的方式逼真地呈現對象的動作行為及變化過程，如人體器官的三維動態模型、教師的全息數字影像以及實驗場景的超清全景視頻等。顯然，基于這類媒介的教育資源能夠更加逼真地表征教學內容、教學情境、認知對象等，支持學生全方位、多通道的交互感知。然而，分辨率高、數據量大的特點也使其在傳統網絡環境中難以廣泛應用。在智能技術生態中，5G網絡能夠保障這類資源的快速傳輸和實時分享，云邊協同的智能計算模式能夠為這類資源的存儲、處理和應用提供有力支持?？梢灶A見，此類教育資源將被廣泛應用于未來教育中。

（2）多源、多模態教學資源的靈活轉化和混合使用

如圖3所示，在智能技術生態的支持下，既可以通過三維掃描、三維建模、三維成像和動態感知等數字化技術生成物理對象的三維數字模型，又可以借助三維打印技術將虛擬世界中的數字模型轉化為物理實體。在未來教育中，可以通過物理資源與數字資源間的靈活轉化，更好地滿足師生個性化的教學需求。同時，基于無線傳感、5G通信和擴展現實技術，能夠高效地實現現實世界與虛擬世界的有機融合，從而生成教學環境、教學內容甚至教師、學伴等對象的數字孿生體（Sepasgozar，2020）。如此一來，在教育教學過程中，一方面能夠實現對真實世界的實時感知，并驅動虛擬世界動態、有意義的變化;另一方面也可以將在虛擬世界中的操作實時傳導至現實世界，從而實現虛擬與現實間的交互操作。在此過程中，學生可以進行更加真實、有效的感知交互，積累更豐富、鮮活的認知體驗。

3.教學活動樣態

在智能技術生態的支持下，泛在的教育教學環境、智能的教學工具、優質的教育資源，特別是各教育教學要素的跨時空重組與融合，賦予了未來教學活動更多的可能性和更強的靈活性。

就微觀層面來看，智能技術生態將促進教學方式的創新和教學體驗的提升，讓師生能夠根據知識類型、教學目標以及實際需求，靈活選擇切適、可行的教學方式。典型的教學方式包括：真實環境中的情境化教學，讓學習者置身于現實環境并將異地教師、云端資源通過5G網絡實時融入該環境，從而支持師生在真實情境中開展教學活動;泛在時空中的自主學習，通過便捷的學習環境構建和智能的學習資源推送，讓學習者根據自身情況和需求隨時隨地開展自主學習;具臨場感的遠程實驗實訓，借助高清視頻、全息影像等媒介將真實實驗場所中的實驗設備及其狀態實時呈現給學習者，后者在5G網絡及人機交互技術的支持下，控制實驗設備完成實驗操作，其真實的情境、實時的交互將極大增強學習者的臨場體驗。在智能技術生態的支持下，上述教學方式不但有助于促進深度有意義的學習，也能有效提升師生的教與學體驗。

就宏觀層面來看，未來的教學將在智能技術生態的支持下呈現出顯著的個性化、混合式特征，主要體現在數智驅動的智能化教學支持、人機協同的個性化教學輔導、按需定制的彈性化教學安排以及跨校協同的特色化育人模式等方面，如圖4所示。對未來教學而言，個性化是目標，混合式是途徑。具體而言，就是以師生的真實需求、具體特點及實時狀態為依據，通過對各類教學要素、各種教學方式在多個維度上的靈活重組、按需混合，從而達成個性化教學的目標。在教學時空維度上，未來教學將突破固定學校、標準流程、統一進度的限制，師生可以在不同時期基于不同教學需求，靈活選擇學校，按需構建教學情境，從而開展跨學校、跨場域、跨場景的教學活動;在教學方式維度上，未來教學既是“線上、線下”的混合、“校內、校外”的融合，又是智能環境中多種教學方式的靈活使用;在教學媒介維度上，未來教學中的環境、資源、工具等也將是混合式的，例如虛實融合的教學環境、數字孿生的教學資源以及人機協同的教學工具等。

4.教育組織樣態

教育系統的組織結構是影響教育形態的根本因素。多年來，人們一直嘗試利用技術促進教育的變革與創新，但實際工作更多停留在教學工具與教學模式層面，并未對教育系統的組織結構帶來根本性改變。在智能技術生態的支持下，隨著各項技術的融合發展與應用，將有望在組織結構層面重塑未來教育樣態。

（1）學校逐漸演變為社會化學習中心

2020年，OECD發布的《回到教育的未來：經合組織關于學校教育的四種圖景》報告指出，“學校作為學習中心”是未來教育的四種圖景之一（OECD，2020）。在此圖景中，學校將開放“圍墻”，與社區及社會公共服務密切連接，從而有利于優化學習方式、促進公民參與和社會創新（蘭國帥等，2020）。對未來作為學習中心的學校而言，專業化的組織管理、特色化的課程體系以及人性化的教學服務將成為其轉型的關鍵。智能技術生態將為未來學習中心的構建及其功能的發揮提供支撐，能夠加速現有學校向學習中心的轉型，同時也助于培訓機構、社區組織、行業企業等參與學習中心建設。

（2）主體間形成開放動態的合作關系

教育系統通常包括政府、學校、教師、學生、企業等主體。在其傳統組織樣態中，主體間的關系是相對固定甚至僵化的，例如教師、學生通常屬于某一特定學校。在未來，各主體的分工將更加專業化，教育系統的組織結構也將更加扁平化。在此過程中，主體間長期固定且分級分類的組織關系將逐漸被打破，取而代之的是更加動態、靈活、平等的合作關系。在此情形下，學習者將不再屬于某一特定學校，而是根據自己的需求，自由、靈活地選擇不同學習中心的定制課程進行學習。同時，教師也將以自由職業者的身份出現，他們或臨時受聘某一學習中心，或自主開展在線教學，甚至自主運營一個學習中心。事實上，目前已經出現很多自由身份的教師，他們借助自媒體平臺提供教學服務，甚至有些成為網紅教師，受到家長與學生的追捧（北京晨報，2016）。

（3）課程將成為主體間合作育人的紐帶

正如泰勒所言，“課程是教育事業的核心，是教育運行的手段”（菲利浦·泰勒等，1989）。當學校、教師、學習者間的固定關系被打破后，各教育主體將以課程為紐帶組建合作關系、配置教育資源、開展教育活動。對政府而言，將聚焦于設計一批面向公民基本素養培育的課程資源，并以政府買單的形式委托給學校組織實施。對學校而言，則可以結合自身優勢和定位，開發個性化的特色課程，并以學習者付費的形式供其選擇。同時，學校將根據課程的教學需要，以靈活、動態的方式選聘教師授課。

5.教育管理樣態

未來教育組織樣態的改變主要體現在教育主體間組織結構的動態開放上，這將對教育管理提出新的挑戰。如何保證各主體間的可信合作、維持各主體的積極參與以及實現政府對教育的高效治理等，將成為未來教育管理面臨的實現問題。面對更加動態開放的教育系統，以區塊鏈為基礎的智能技術生態將通過構建“共建、共有、公營、共治”的協同治理模式，為未來教育管理提供支撐。

（1）共識機制解決多元主體間的互信問題

未來更加開放的教育系統有益于多元教育主體建立靈活、多樣的合作關系。在此情形下，互信則成為主體間合作的基礎，如學校對教師資質和教學效果的評估、不同學校間的互信互認和協同育人等，都有賴于互信機制的建立。在區塊鏈技術的支持下，描述教育主體及教學過程全貌的數據“上鏈”，將實現教育數據的分布式存儲、計算并確保數據的真實性（邵奇峰等，2018），從而使教育主體間建立互信。同時，這種完整、不可篡改并具可信度的教育全貌數據，也可以支持對教學過程與教育實效進行全面溯源與監測，進而支撐各教育主體開展可信合作，如校際課程學分互認、就業應聘、校企合作等。

（2）智能合約和大數據促進未來教育協同治理

在智能技術生態的支持下，不僅可以利用區塊鏈、物聯網技術采集和存儲反映教育教學全貌的可信數據，同時還能通過人工智能技術對數據進行智能分析，從而幫助教育管理者做出超前的預測和準確的決策。此外，基于區塊鏈的可編程智能合約功能，還能根據數據分析結果幫助教育主體建立合作關系，并通過自動化的業務流程處理實現教育的協同治理。例如，政府可以通過大數據精準地評估各學校的運行狀態與教育績效，而后根據評估結果自動配置教育資源，從而在減少教育治理成本的同時，提升治理質量。

五、智能技術生態變革教育面臨的現實問題

推動教育體制機制改革已成為全社會的共識，并受到國家高度重視。早在2013年11月，黨的十八屆三中全會通過的《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》就明確提出要“深化教育領域綜合改革”（新華社，2013）。2019年2月，中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》也明確了我國教育現代化的戰略目標和總體要求，勾勒出我國未來一段時期教育發展的藍圖，并明確提出要“加快信息化時代教育變革”（新華網，2019）。智能技術生態為促進教育變革提供了機遇和動力，而教育變革的過程將是復雜且漸進的，既需要教育政策、教育觀念的轉變，也需要解決技術在實際應用中面臨的瓶頸問題和潛在的倫理風險。

1.技術間的賦能解決單一技術瓶頸問題

任何技術從出現到應用再到普及都有其特定的規律和周期，這不僅與單項技術自身的成熟度有關，也是由技術間形成的制約與支撐關系所決定的。審視智能技術生態中的5G通信、人工智能、擴展現實、區塊鏈等技術的教育應用現狀，可以發現其在實際應用中仍存在諸多瓶頸問題有待解決。例如，對人工智能技術而言，雖然深度學習算法取得了顯著成功，但其構建的模型需要依靠大數據的訓練和高性能的平臺作為支撐，這對教育應用場景提出了較高的要求;對5G通信技術而言，也需要與其他技術相結合，并應用于具象化的教育應用場景中，才能發揮其高速率、低時延的特性;對區塊鏈技術而言，盡管其能保證鏈上數據的真實性和可溯源，但缺乏對教育情境數據的完整和準確采集，也難以在教育實踐中發揮其潛能。

事實上，技術的發展和應用并非是孤立的，而是在一個技術生態中相互依賴、相互賦能、協同演進的。正因為此，需要從智能技術生態的視角出發，通過技術間的相互賦能來解決技術驅動教育變革中存在的技術瓶頸問題，并通過智能技術生態的演化推動教育形態的持續變革。以智慧校園為例，在規劃與建設過程中，要以教育教學需求為導向，通過物聯網、人工智能、區塊鏈等技術的綜合應用與無縫銜接，突破單一技術的應用瓶頸，進而達成建設目標;在其運維過程中，也需要秉持智能技術生態動態演化的思維，通過大數據的積累、智能算法的動態調整等途徑，實現智慧校園的迭代優化。

2.優化教育治理體系規避免科技倫理問題

人類社會正在進行一場“數字化大遷徙”，“數字孿生”也將在教育領域中由設想變成現實。在此進程中，由新一代信息技術構成的智能技術生態將深刻改變現有的教育數據采集、傳輸、處理和應用模式，師生個人信息數據將會被全面采集和智能分析。例如，無處不在的傳感設備可采集師生的位置軌跡、動作表情甚至生物體征，并通過人工智能技術分析其學習行為和認知模式，從而實現對教學過程的優化。這種全面感知和智能處理的教育技術應用模式為推動教育創新提供了支持，但同時也存在讓教育主體因失去隱私而完全“透明”的風險，進而誘發嚴重的科技倫理問題（沈苑等，2019）。

為此，迫切需要針對未來教育的新樣態與新特點，通過對教育政策和法規進行完善，使之與技術的發展和應用相匹配，并通過多種技術的組合運用避免單項技術的局限，從而構建起與智能技術生態相匹配的教育治理體系。首先，在政策法規方面，應當注重對數據安全與隱私保護的規范，明確各教育主體的權責范疇和各類教育數據的使用邊界，在保護隱私與促進教育創新間實現平衡（楊現民等，2018）。其次，在技術運用方面，應當綜合采用數據加密、身份認證等技術為數據的安全共享和合規使用提供支持，并依靠區塊鏈技術實現教育主體間“安全、互信、可靠”的信息交換。

六、結語

促進教育的變革，使其更好地適應未來社會的發展趨勢與需求，已經成為人們的共識。5G通信、人工智能、大數據、物聯網、擴展現實、區塊鏈等新一代信息技術的相互賦能、交融共生造就了全新的智能技術生態，其不僅改變了傳統的教育信息采集、處理和應用模式，更重新定義了教育情境中“人、機、物、環境”的組織形式與交互模式。智能技術生態賦予了技術本身更大的潛能，使其能夠多維度、深層次地重塑未來教育的樣態。但與此同時，也應該清醒地認知到教育是一個開放而復雜的系統，受到政治制度、文化背景、社會經濟、科技水平等多重因素的影響。也正因為此，教育的變革往往是一個緩慢、漸進過程，需要協同各方力量，在配套政策、社會力量以及信息技術的共同支持下，有序推動教育走向未來。

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收稿日期 2021-02-05 責任編輯 譚明杰

Abstract： Each technology is not isolated， and its formation， development and application cannot be separated from the specific technology ecology， especially information technology. It has become a global consensus to use the new generation of information technology such as AI， 5G communication and blockchain to promote education reform. And the intelligent technology ecology， which is formed by the accelerated integration and collaborative innovation of technologies， is the key to driving the future development of education. Based on the comprehensive perception of educational information， driven by Big Data and AI， intelligent technology ecology promotes the innovation and reform of future education through the reorganization of educational teaching elements across time and space， across modalities and across organizations， as well as the credible and intelligent cooperation among education subjects. Intelligent technology ecology can provide support for cross-time and cross-space allocation of educational resources， multi-agent collaborative governance of education， socialized supply of educational services， and intelligent management and evaluation of education， to reshape the future education systematically and structurally from the aspects of educational environment， educational resources， teaching activities， educational organization and management. In this process， it is needed to solve the bottleneck problem of single technology by enabling technology and avoid the ethical risk of science and technology by optimizing the education governance system， so as to promote the evolution of intelligent technology ecology and the future development of education orderly.

Keywords： Intelligent Technology Ecology; Future Education; Educational Reform; Educational Model