平行智能與平行教育：對教育教學的審視與展望1感謝王雨桐、趙宸、韓金朋、楊靜、劉宇航、侯家琛、管桑田、劉希未、湯淑明等博士和李艷芬、宋平、胡小蕾等老師在論文寫作過程中提供的幫助。*

王飛躍

人工智能作為新興科技的一項標志性內容，在全球不斷掀起智能科技浪潮，成為了經濟發展的新引擎、國際競爭的新焦點、社會建設的新機遇。以元宇宙、大語言模型等為代表的新一代人工智能技術正顯現出面向通用人工智能（Artificial General Intelligence，AGI）的特征，不斷出現的技術浪潮已然在推動著教育數字轉型、智能升級、融合創新，人工智能日益成為加快建設高質量教育體系的核心動力之一。技術發展日新月異，人工智能在通往AGI的道路上還會釋放出更多機遇。但新興科技帶來的社會影響正以扭轉人才培養方向的方式驅動著教育的變革與發展，教育工作者在面對新的科技挑戰時必須保持冷靜、獨立思考，尋找適應未來社會需求的新出發點。

作為長期致力于以前沿技術促進教育變革的團隊，我們依托三個國家社科基金重大項目，研究人工智能促進未來教育發展，解讀前沿技術促進教育公平，關注教育應用中的技術規范。同時，我們持續探討人工智能熱潮之下的技術走向，以及新的技術發展對未來教育的顛覆性影響。另外，我們還從前沿追蹤、研究與發現、應用與啟示等視角試圖回應讀者關注的話題，如在數字化轉型時代，以ChatGPT為代表的大語言模型展現了怎樣一種技術突破？不斷升級的AI技術對教育有哪些直接的沖擊？教育又該如何在“社會-技術-教育”的互動關系中尋求發展之道？我們希望通過本期的“人工智能促進未來教育發展：AI新熱潮之下的冷思考與新出發”專欄，綜合呈現學習科學與人工智能交叉領域的跨學科對話，并為教育數字化轉型與未來教育發展提供新的理論參考和實證指導。

平行智能與平行教育：對教育教學的審視與展望1感謝王雨桐、趙宸、韓金朋、楊靜、劉宇航、侯家琛、管桑田、劉希未、湯淑明等博士和李艷芬、宋平、胡小蕾等老師在論文寫作過程中提供的幫助。*

王飛躍

（中國科學院自動化研究所 復雜系統管理與控制國家重點實驗室，北京 100190）

近年來，在人工智能技術的強力推動下，一場教育模式的重大變革——智能教育支撐的平行教育變革已開始在全球范圍內蔓延開來，這就需要從平行智能與平行教育的角度重新審視教育教學。基于此，文章首先探討了教育的本源與目的，以作為梳理平行智能與平行教育關系的理論基礎；接著介紹了平行智能與平行教育的定義、基本框架及其應用發展過程，指出平行智能為平行教育提供了有力的智能技術支撐；之后重點闡釋了智能教育支撐的平行教育變革，認為這場變革不僅包含教學內容和內涵、學科結構和考核方式的變革，還涉及教育形態的創新；最后展望未來，強調要引入平行師生、平行學校的理念與相關技術來保障平行教育變革的成功，以此開創教育變革新方向，謀求可持續的人類福祉。

平行智能；平行教育；平行師生；平行學校；教育變革

近年來，人工智能技術特別是以AlphaGo為代表的深度學習和以ChatGPT為代表的大模型方法已對社會各層面產生了巨大的沖擊[1][2]。在積極研究和采用相關智能教學教育新手段的同時，一些人對將來“學什么？”“如何學？”“如何評估？”等問題產生了困惑，甚至感到深深的焦慮，出現了人工智能讓人大規模“失業”、人工智能會“取代人”“奴役人”等極端想法[3]。實際上，以ChatGPT為代表的生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）處于智能科技的興起之初，我們不必為此焦慮，因為接下來智能技術的迭代必將更快，直至完成從工業時代到“智業”時代的歷史變革。盡管專家學者、行業創業人士都無法精確地刻畫未來智業社會的形態，但其“實化虛、虛為實”的虛實互動和平行相交的時代特征已為大家普遍接受，目前全球掀起的數字化浪潮就是表現之一。從技術的角度，大模型、數字孿生、人工智能代理（AI Agent）、數字人類等都指向集人類智能（Human Intelligence，簡稱“H”）、人工智能（Artificial Intelligence，簡稱“A”）、自然智能（Natural Intelligence，簡稱“N”）、組織智能（Organizational Intelligence，簡稱“O”）為一體的“HANOI”（最后一個字母“I”是指Intelligence）平行智能共同體系[4]。因此，研究基于平行智能的平行教育問題[5]，是推動智能科技在智慧教育中深度應用的一個重要課題，本研究將就此進行討論。

一 教育本源與目的

教育行業應如何面對智能技術？回答這個問題之前，需要先對教育的本源與目的進行探討。

1 教育的本源探討

人們似乎忘了，教育作為一個行業從本源上來說就是人工智能，其本質是利用人工（Artificial）而不是自然（Natural）的手段和信念，讓每個學生從原本的“自然人”通過“教育”成為符合一定人工而非自然的社會規范之“人工人”，這也是人類區別于一般動物的根本特征之一。在古代中國，開創民辦教育之先河的孔子提出用“人工”的“仁禮中庸”思想培育弟子，試圖通過《詩經》的“賦、比、興”和“六藝”等方式把活生生的自然社會變成符合儒家規范的“人工社會”，“克己復禮”回歸到孔子心目中和諧古樸的“西周禮制”，為后來中國特色的科舉教育奠定了基礎。而在西方，從古希臘泰勒斯創辦的米利都學派到柏拉圖創建的雅典學院，都反映了將“源于生活，高于生活”的“文法、邏輯、修辭”變成純人工非自然存在的“理念”（Ideals）或“概念”，并構成“理念世界”，使“愛智慧”（Philosophia）的人類天性演化為形而上的哲學（Philosophy），開啟了西方教育與科學的進程。

因此，無論中外，教育與科學都是人工之物，而非自然之物。正如“人工智能之父”Simon[6]所言：科學與教育是“人工之科學”（Science of Artificial）和“人工之教育”（Education of Artificial）。實際上，直到文藝復興之后，西方科學才回歸于自然，重啟利用科學手段改變自然世界之進程，并推動著人類社會從農業社會進入工業社會，學校教育也從貴族教育、私塾教育走向今天的現代化工業教育。

2 教育的目的探討

教育的目的是什么？是傳授知識？還是立德樹人？英國教育理論家Whitehead[7]認為，教育的目的就是讓學生發現“所學到的東西，能夠幫助其理解在其生命中所發生的一系列事情”——這個“理解”不僅僅是一種邏輯上的認識，還是法語格言“理解一切，即寬恕一切”（Tout Comprendre C’est Tout Pardonner）中所含的意義。這一認識，在傳授知識與立德樹人（即知識與智慧）之間架起了一座互融互通的橋梁。基于此，我們不妨以如下態度面對人工智能可能在教育領域引發的沖擊與變革：寬恕智能技術帶來的變化或進化，并坦然地投入其中，而不是一味地“焦慮”乃至“恐懼”，以至“躺平”甚至“放棄”。

另外，Whitehead還強調：“我們想要的‘理解’，是堅定不移地對現在的理解。知識的唯一用途，就是武裝我們的現在，沒有比輕視現在對年輕人的危害更大的了。”[8]這里的“現在”，指的是“現在包含了一切，現在是一個神圣的所在，因為它既聯系著過去，又包含著未來。”那么，一個迫切需要回答的具體問題便是：人工智能技術支持的教育所處的“現在”是指什么？我們認為，繼AlphaGo和ChatGPT之后，加上早已普及的Wikipedia、百度百科等搜索類工具，智能產業對知識提出了更高的要求。我們現在的教育體系類似于百余年前的私塾，目前講授數理化等課程的方式也與靠死記硬背學習“四書五經”的方式差不多，不僅嚴重背離以現代人工智能為基礎的智業社會對人才素質的基本要求，而且所學知識與其實際需求嚴重脫節，有時不僅無用，甚至有害。也就是說，現在風行的許多教育理念和教學方式，其內核仍然是用農業社會的認知與手段培養工業時代的人才，結果只能是背道而馳，不但浪費時間和人力資源，還可能導致受教育者的身心受摧殘和心智被破壞。變革已經刻不容緩，我們必須在世界范圍內加快教育的變革速度和力度，盡快構造并實踐面向“聯系著過去，又包含著未來”的智業社會之“現在”教育體系技術，服務于人類命運共同體的安全健康與可持續發展。

綜上可知，人工智能與教育教學同根同源，當下的智能科技將極大地促進教育技術，推動教育向適應智業時代的方向變革。基于上述對教育本源與目的的探討，本研究參考相關研究成果[9][10][11]，重點探討平行智能在平行教育的應用，以期拋磚引玉，喚起更多專家學者和有識之士的重視與研究，以可冶理、可管控的方式有序且有效地利用人工智能，加速推動教育教學的人性化、智能化變革。

圖1 平行智能的基本框架

二 平行智能與平行教育的發展及應用

1 定義與框架

平行智能源自20世紀80年代初利用Monte Carlo方法研究材料斷裂壽命的工作[12]，其基本框架如圖1所示。具體來說，平行智能是指通過實際的物理系統與一個或多個對應的虛擬人工系統（Artificial Systems，簡稱“A”）之間的平行互動，形成描述智能（Descriptive Intelligence）；然后利用這種互動，進行計算實驗（Computational Experiments，簡稱“C”），將小數據轉化為大數據，把少數案例對抗生成為大量新案例，形成場景工程，產生預測智能（Predictive Intelligence）；最后，將在“A”“C”基礎上做出的決策和管控措施同時投放至真實教育系統和人工教育系統，利用其在兩者之間的執行結果差異，產生虛實互動的反饋信號，形成虛實之間交叉進行的雙閉環運行，即平行執行（Parallel Execution，簡稱“P”）與引導智能（Prescriptive Intelligence），這就是基于“ACP”三步組合的平行智能應用。

平行教育始于20世紀80年代末利用網絡技術進行國際太空站智能機器人組裝系統的原型實驗、驗證和示范工作[13]，其基本框架如圖2所示。具體來說，平行教育是指通過真實教育系統與一個或多個虛擬的、數字化的人工教育系統之間的平行互動（如與目前風行的教育數字孿生或教育大模型之間的平行互動），形成對特定教育問題和功能的量化或模塊化精確描述，產生針對教育復雜性的描述智能基礎；在此基礎上，可采用計算仿真、虛擬現實、對抗生成等方式，進行教育的計算實驗，將教育小數據變為教育大數據，形成教育深智能，對抗生成“涌現”出教育的預測智能；最后，將由此產生的教育政策和相關步驟同時在真實教育系統、人工教育系統中實施，并根據兩者的效果差別、各自與其目標之間的差距，綜合修訂相關的政策和步驟，為“知行合一”提供相對量化與客觀的評價依據，制定并落實相對實時閉環的教育智能決策。

圖2 平行教育的基本框架

2 應用發展

20世紀90年代初，美國亞利桑那大學的機器人與自動化試驗室成功實現了利用常規的互聯網技術從法國、日本控制美國的多個PUMA機器人，并在其開放日（Open Day）公開向高中師生展示機器人的遠程協同合作，開啟了將智能技術應用于課堂教學的研發過程。同時，在美國國家科學基金會的資助下，亞利桑那大學創辦“WAVES Lab”[14][15]，即互聯網視聽化教育系統（Web-based Audio and Video Educational Systems，WAVES）實驗室，利用人工智能代理技術和虛實交互方法，開展了課程研究一體化（Combined Research and Curriculum Development，CRCD）研究。CRCD研究的特色是通過互聯網，讓學生隨時隨地利用遠程實驗室進行軟硬件試驗、實時觀察實驗過程，并由數字實驗與教學代理員、人類實驗員、教學助理以“在線+離線”的混合方式協助學生完成實驗工作。

21世紀初，在WAVES技術的支持下，中國科學院復雜系統與智能科學重點實驗室完成了WAVES II遠程教學實驗系統的開發。通過中國自動化學會組織的專家鑒定，WAVES II系統從較為單一的控制自動化試驗系統發展為面向通用和較為復雜的嵌入式實時操作系統，并采用特定應用操作系統（Application Specific Operating Systems，ASOS）、遠程現場可編程裝置（Remote Field Reprogrammable Devices，RFRD）、基于代理的控制（Agent-Based Control，ABC）等技術，用于工業過程、機器人與自動化、智能家居、智能交通、電力能源等系統的研發與教學。

自2013年起，在中國科學院復雜系統管理與控制國家重點實驗室、青島智能產業技術研究院（下文簡稱“青島智能院”）、中國自動化學會、“松鼠AI”和浙江省智航教育基金會的大力支持下，本研究團隊推出了以iSTREAMS和iCDIOS為代表的平行教學智能科技[16][17][18]，主要服務于中小學和大學的智能科技教學與示范，由此正式開啟了平行教育的研究與應用。平行教育體系由“一個理念”“兩個核心”“三個面向”“四個方向”“五個方法”“六個領域”“七個模塊”組成，各部分的具體內涵如圖3所示。目前，平行教育的研發成果已經在云南、甘肅、貴州等10多個省市得到應用，共創辦“智航學校”30余所，成為了教育扶貧的標兵和國務院公布的50個扶貧標模工程之一。

圖3 平行教育體系及其內涵

平行教育三十余年的研發經歷充分表明：人工智能對教育行業產生了巨大的影響，而基于平行智能的平行教育具有獨特的潛力[19][20][21][22]。尤其是當AlphaGo和ChatGPT出現之后，平行智能為平行教育提供了更加有力的智能技術支撐，使基于人工社會的人工教育系統建設（即廣義的教育數字孿生與教育大模型）和基于計算實驗的實時在線教學評估（即廣義的對抗生成和交互式人工智能方法）變得更加現實和有效[23][24]。值得一提的是，國外有專家將2024年視為“AI Agent”的“元年”，原因主要在于趨向并認同基于數字平行師生和虛實互動的平行教育組織與管理之理念。

三 平行智能支撐的平行教育變革

平行智能和平行教育的科學哲學基礎[25][26][27]，融合了Whitehead[28]的過程哲學和Popper[29]三個世界的世界實體模型，再加上近期大模型、元宇宙、生成式人工智能等取得的新進展，證實了平行智能可以支撐平行教育變革，主要表現為：

1 教學內容和內涵的變革

在書籍匱乏、教學資源稀缺的農業時代，細究經典就是學問的一切和科舉教育的核心。到了工業時代，社會的基礎知識和教育設施發生了根本性變革，除了少數領域，掌握經典文獻的知識不再是特殊才能，而是成為了普通人的普通“人文素質”。工業時代的現代教育要求學生掌握扎實的數理化和計算機等專業知識，但隨著大模型、生成式人工智能等技術的不斷成熟和普及，Wikipedia、百度百科等搜索類工具必將日益智能化，社會的基礎知識和教育設施將再次發生根本性變革。如同從農業時代到工業時代所經歷的教育轉折，除了少數領域，掌握數理化和計算機等專業知識也將不再是專業才能，而是不可避免地也成為了普通人的普通“科技素質”，以用來應對生活和工作中的絕大多數問題。近期ChatGPT在世界范圍的突出表現，加上以“AI Agent”為代表的數字人技術的重新興起和加速發展，上述設想逐漸變為現實，對整個教育系統的教學內容進行結構性調整也就具有了戰略的急迫性。盡管如何調整教學內容及其內涵是一個十分復雜的問題，特別是面對未來世界的多樣性、不定性和復雜性，我們難以在短時間內就此問題達成廣泛共識，但我們可先從以下兩個方面入手開展探索性研究：

①精簡學習內容，讓學生有更多的自由時間。當前，人工智能賴以成功的深度學習方法發揮其有效性的前提是避免“過度學習”（Over Learning）或“過度擬合”（Over Fitting），否則會嚴重喪失其解決新問題的“泛化”（Generalization）能力，導致成本極高的復雜智能算法或系統在功能上還不如一臺簡單的“拷貝機”（Copy Machine）——算法如此，人亦同理。正如號稱“天才”的諾貝爾經濟獎獲得者Nash所言：過度學習二手知識，可能損害創造力和獨創精神[30]。在今天這個新技術迭代極快、新事物層出不窮的新時代，學校所教的內容太過于繁細，不利于發展創新能力，必須重新思考如何精縮內容，給學生更多的自由空間，鍛煉并培養其應對未知未來的能力。

②變革課程，讓學生有更多的自主探索。世界各地的人工智能初創公司紛紛反映有一個值得關注的現象：來自經濟和教育發達國家或地區的一些新員工，其工作能力往往還不如來自經濟和教育相對落后的國家或地區。究其原因，主要在于落后國家或地區的教師能力相對較差，反而容易放手讓學生自己利用網絡摸索，使其能夠放開手腳去尋找自己感興趣的事與物進行自主學習，結果鍛煉出了更強的應對新生事物之能力；而發達國家或地區的教師往往已有一套成熟的教學流程和課程內容，學生按流程上完課程后，其思維和能力便已在相當程度上被固化，故將大概率地無法應對人工智能初創公司所面臨的新現實挑戰，因而出現了“發達”國家或地區的學生反而不如“落后”國家或地區學生的現象。對此，我們應認真思考如何變革現有的教學方式和課程內容、特別是如何消除無效的“內卷”現象等問題，以使學生能夠有更多的時間和機會自主地做一些探索，而不是固守可能早已過時的教育方式和課程內容。

2 學科結構與考核方式的變革

在平行智能支撐平行教育變革的當下，我們有必要考慮比變革課程更重要且更具深遠影響的問題：如何變革學校的學科結構？如何設計面向“智業社會”的新課程和相應的考核方式？

（1）學科結構的變革：“新文科、新理科、新工科”代替分科課程

本研究認為，在“智業社會”所應用的大模型、生成式人工智能等新技術的支持下，當前所教的許多理工科知識極有可能成為無須專門學習的“科學常識”。可以預見，未來將不再需要設置我們現在所熟知的分科課程，就像今天已不再有我國古代圍繞經典文獻所細分的知識條目和所設置的“五經博士”一樣。在人工智能或智能科技日益成熟并廣泛普及之后，未來可能只有一門學科——復雜性科學（Complexity Science）、只有一條學習和研究的路徑——交叉學科方式（Interdisciplinary Approach），兩者融合而成應用復雜科學的交叉學科方式，可實現“從一到無窮大”與“從無窮大到一”的統一，如圖4所示。此外，未來還有可能只有一種掌握和應用知識的方法——人機結合、知行合一、虛實一體的平行教育，將融合三個世界（即物理世界、心理世界、人工世界）和兩個空間（即物理空間、網絡空間），具體如圖5所示。到那時，大模型、元宇宙等技術以及區塊鏈智能（Blockchain Intelligence）、智能合約（Smart Contract）、分布式自主組織與行動（Decentralized Autonomous Organizations and Operations，DAO）將變得極為重要，學校將借助“新文科、新理科、新工科”的形態自然回歸到以培養人性和想象力為主的社會基地，確保人類命運共同體的安全、健康、可持續發展。

圖4 應用復雜性科學的交叉學科方式

圖5 人機結合、知行合一、虛實一體的平行教育

我們有理由相信，古樸的中國思想和哲學將在這一新的智業社會中發揮重要的作用。借用《道德經》中的“鄰國相望，雞犬之聲相聞，民至老死不相往來”一句，可將其發展為：平行世界，雞犬相聞，老死不相往來，永生于元宇宙。那么在新的智業社會，復雜性科學意味著什么？其內涵是什么？學科課程如何設置？除了“復雜性科學是21世紀的科學”此句空頭支票，目前學界對此并無多少認識，短期內也不會就這些問題達成共識。就像當前被認為非常重要的交叉學科，盡管多地已設立相關的機構、研究所、高等院校等，但研究者尚未就多學科（Multidisciplinary）、融學科（Interdisciplinary）、跨學科（Transdisciplinary）之間的關系和交往機制達成共識。在這種情況下，我們應如何設計復雜性科學學科并設置相關的課程？

一條可行的路徑，就是梳理將人工智能應用于教育的早期開拓者的思想，然后以此為參考指導教學實踐。可以參考的思想主要有：①Papert等[31]提倡的“干中學、學中干”（Doing by Learning，Learning by Doing）；②美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院等四所大學提出的“CDIO”（即設想Conceive、設計Design、實施Implement、運維Operate）工程教育理念。值得一提的是，青島智能院將CDIO擴展為iCDIOS，強調培養學生的5個“i”意識，即激勵（inspiration）、創新（innovation）、智能（intelligence，包含情報意識）、交叉（interdisciplinary，包含獨立自主意識independent）、國際化（international，包含人類命運共同體意識），最終確保教育結果能夠促進人類命運共同體的6個“S”發展，即物理世界中安全（Safety）、網絡世界中安全（Security）、生態世界中可持續（Sustainability）、個性化權益保障（Sensitivity，包括隱私權和擇優發展權等）、全面服務（Service）、全面智育（Smartness）。

（2）考核方式的變革：比賽代替傳統考試

目前，世界各地中學和高等院校興起的人工智能比賽風潮，為考核未來新課程的學習成效提供了可能的解決方案：用比賽代替傳統考試，即傳統考試改為晉級形式的資格賽。例如，智航學校組織的無人機、機器人、3D打印、人工智能等比賽，要求參賽學生的課程成績需達到一定的水平，這就促使一些平時對課程學習興趣不高的學生自己主動補習，以將成績提高后參加比賽；同時，考試作弊現象也大為減少，最終結果是整所學校的考試成績有了顯著提高。更為重要的是，比賽培養了學生動手、交流、組團、規劃、調試、控制、管理、指揮、應急等能力，而這些能力正是傳統教育比較欠缺、但卻是這個時代所迫切需要的。

比賽所帶來的開源系統的發展壯大、大模型技術的應用、場景工程的實施，盡管復雜且有一定的交叉性，但為智能技術的進一步發展提供了強大動力，也為教育教學的變革提供了有力保障。因此，盡管利用比賽評估教學效果的想法還不太成熟，但其意義重大，值得進一步研究。

3 教育形態的創新

如何實現平行智能支撐的平行教育變革？除了教學內容和內涵的變革、學科結構與考核方式的變革，還有必要進行教育形態的創新。近年來，西方發達國家的一些工業界和學術界人士聲稱：人工智能將在未來十年提高效率一千倍！而且，任何一個企業或組織在未來十年的年均效益提升如果低于20%，那么將大概率地落后甚至被淘汰！[32]——希望這只是危言聳聽，但也要引起我們的重視，警惕此說法變成現實。對此，我們必須清楚地認識到教育才是人工智能最重要的應用領域、必須排在第一位，否則普及、提高、可持續發展將無從談起。因此，研究并推動教育產業及其形態的創新迫在眉睫。

當前，我們已進入一個由“老IT”（Industrial Technology，工業技術）、“舊IT”（Information Technology，信息技術）、“新IT”（Intelligent Technology，智能技術）三種IT技術聯合開發的Popper所謂的“世界大模型之新時代”，也就是由物理世界、心理世界、人工世界組成的“第三軸心時代”，其主要特征是包容、共贏，由此開啟了第三波智慧型全球化。這次全球化既不同于“第一軸心時代”的“負和”（Negative Sum）全球化，也不同于“第二軸心時代”的“零和”（Zero Sum）全球化，而是“正和”（Positive Sum）全球化，其經濟呈現出知識特有的邊際效應遞增特征——新時代的教育產業及其形態創新必須考量這一時代特性。

“世界大模型之新時代”的視角，遠比語言大模型（Large Language Models，LLMs）和視覺大模型（Large Vision Models，VLMs）更加廣闊。創新教育產業及其形態的直接且自然的方式，是將自然知識與人工知識相平行，同時引入“數字人師生”和“機器人師生”的先進理念與相關技術，使其與傳統的“生物人師生”相平行；在此基礎上，構建平行學校，培育平行師生，形成教育的新生態和新范式——簡言之，就是形成“三個世界，三類師生”，如圖6所示。其中，“數字人師生”占80%以上，“機器人師生”占15%以下，而“生物人師生”占5%以下，即每1對“生物人師生”將配3對“機器人師生”和16對“數字人師生”。

大模型技術所衍生出的“對齊”（Alignment）和“提示”（Prompt）工作及其相應新工種的出現，預示著今后相當體量的教育教學工作將歸為“對齊”和“提示”。據此可以預測：教育工作者不會失業且數量還有可能大幅增加，但將被“快遞小哥化”（即大量目標簡明、技巧簡潔的教育工作者）；人類教師因其文化、心理、溝通等方面的價值而不會被取代，但將在很大程度上會以工程化“對齊”和“提示”的智能新方式來開展其教育工作。

圖6 三個世界，三類師生

圖7 AI4E與E4AI：從DeSci和DeEdu邁向智慧新教育的戰略目標

當前，大模型、生成式人工智能等技術的發展，為“三個世界，三類師生”這一新教育形態設想的落地提供了有力支持。智能技術的發展趨勢表明，“大問題、大模型”正在迅速朝“小問題、大模型”的方向垂直細分。在此發展趨勢的推動下，針對教育問題的每一種“小問題、大模型”就自然地定義并引入了一類“數字人師生”，由此催生出一批特色的“平行學校”。除了“數字人師生”，我們還必須引入“機器人師生”，以用于數字形態之外的許多教育教學活動，特別是具有高危、高強特點的教學實踐工作。在不久的將來，人機交互和虛實互動的教學實驗工場、平行智育劇場、元宇宙教育實踐基地將成為智業社會教育的重要場所。教育教學的技術化、工場化、公平化是智業社會發展的必然趨勢，而“數字人師生”和“機器人師生”將是其實現的關鍵支撐，也是智業社會產業與經濟發展的新動力。

人類從最初在大自然中觀察學習，到農業社會在私塾、學堂中學習，到工業社會在課堂、實驗室中學習，再到今天利用網絡進行線上線下學習，學習方式已然發生了翻天覆地的變化。待大模型技術更加成熟之后，利用更大規模、更加復雜的人工智能系統進行人機交互和虛實互動的平行學習將成為現實。平行學習方式的出現，為社會科學中的“反事實實驗”（Counterfactual Experiments）提供了新的替代方式，將大大促進新文科、新理科、新工程的發展與融合。

平行智能支持的平行教育變革，將開啟教育新范式下“三個世界，三種模式”之新的“一天”：①“上午”自主模式（Autonomous Mode，AM），占時80%以上，主要教學工作由“數字人師生”和“機器師生”自主完成；②“下午”平行模式（Parallel Mode，PM），占時15%以下，“生物人師生”以在線或離線的方式參與教學工作或進行教學干預，以完成教學任務；③“晚間”專家模式（Expert Mode，EM），占時5%以下，以“生物人師生”為主、“數字人師生”和“機器人師生”為輔，圍繞相應的教育項目進行商討并推進實施。包含上述三種模式的平行教育將極大地釋放師生的壓力，讓師生獲得更多自由活動的時間和更多自主探索的空間，使教育教學更加人性化。而支撐這一平行教育設想實現的技術基礎，是教育大模型、教學場景工程和面向三類師生的一體化智育操作系統。研究表明，平行教育的教學效率有可能提高960倍以上——如果將“生物人師生”的比率降至1%，效率還將提高5000～6000倍以上[33]。

四 平行教育的未來展望

一千多年前，“詩圣”杜甫在《春夜喜雨》一詩中描述了教育工作的最高境界：“好雨知時節，當春乃發生。隨風潛入夜，潤物細無聲。”這首詩優雅地回答了師生“何時教、如何教”以及“何時學、如何學”的問題，而智能技術特別是平行智能為達到這一境界提供了有力的支撐。過去十余年來，青島智能院基于西方STEM教育理念所開創的iSTREAMS智慧教育理念和智能教育技術，如一條“智慧”的清澈溪流將培育出一批批適應新時代的師生。回顧人類歷史，教育在根本上決定著一個民族的命運；“周雖舊邦，其命唯新”，創新是中華民族永恒的生存之道；而“萬世之族，須有萬世之寶”，教育創新就是“萬世之寶”，是中華民族實現安全、健康、可持續發展的基本保障。我們必須緊緊抓住人工智能發展帶來的機遇，努力變革平行智能支撐的平行教育，融入世界，引領發展。

繼AlphaGo、ChatGPT之后，人工智能驅動的科學（AI for Science，AI4S）、面向人工智能的科學（Science for AI，S4AI）、分布式自主科學（Decentralized Autonomous Science，DeSci）等新技術加速涌現，其相應的人工智能驅動的教育（AI for Education，AI4E）、面向人工智能的教育（Education for AI，E4AI）、分布式自主教育（Decentralized Autonomous Education，DeEdu）隨之出現，為變革平行教育奠定了基礎。更為重要的是，區塊鏈智能、智能合約、DAO等技術已使教育科學從以文科領域為主走向硬科技的“理工”領域。從新的加密技術、NFT、Nostr、閃電網站，到聯邦智能方法如聯邦學習、聯邦治理、聯邦生態，更使平行智能支撐的平行教育變革具有了現實可行性。但僅憑這些智能技術在平行教育的應用，還無法確保平行教育變革的成功，這就需要引入平行師生、平行學校的理念與相關技術。“數字人師生”和“機器人師生”的引入，為平行教育變革提供了新路徑：開展數字人、機器人、生物人和相應的平行師生互動互融的人性化培育與教育。也就是說，通過數字學校及其衍生的平行學校，使數字人、機器人、生物人以實時交互的方式在各種教育大模型中參與學習、接受培養并相互促進，使“對齊”和“提示”變成一項長期持續的教育工程，如同人類本身所經受的傳統教育過程一樣，使“終身學習”技術化、個性化、幸福化，達到“學而時習之，不亦說乎”的理想狀態。最終目標，是讓智慧教育、智能教學“對齊”人類價值，實現從DeSci和DeEdu邁向智慧新教育的戰略目標——AI4E與E4AI（如圖7所示），服務于人類命運共同體建設。

這些設想看似有些前衛，但平行教育的相關研究已進行三十余年，且近期人工智能技術發展迅猛，特別是當下各國紛紛對“AI Agent”給予了高度重視、進行了大量投入，說明這已不是超前設想，平行智能支持的平行教育變革已不可避免地正在發生。對此，我們應勇于探索，認真研究，科學實驗，謹慎落實，確保平行教育變革造福人類、推動整個社會與自然的和諧健康可持續發展。

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Parallel Education: Outlook of Smart Education and Intelligent Teaching

WANG Fei-Yue

Recently, with the rapid and powerful development of artificial intelligence technology, a major paradigm shift of educational models —parallel education reform supported by intelligent technology has begun to spread across the world, which commands a comprehensive overview and reflection of current education and teaching from the perspective of parallel intelligence and parallel education. For this purpose, this paper firstly discussed the origin and goal of education and proposed a new prospect to consider and analyze the relationship between parallel intelligence and parallel education. Then, the definition, basic framework and application process of parallel intelligence and parallel education was introduced, which highlighted pointed the fact and significance that parallel intelligence provided effective intelligent technology support for parallel education. After that, we focused on the parallel education reform enabled by intelligent education, and held that this reform not only included the reforms of teaching content and connotation, subject structure, and assessment method, but also involved the innovation of education form. Finally, looking forward to the future, it was emphasized that the concepts of parallel teachers and students, parallel schools and related technologies should be deployed to ensure the success of education reform, so as to create a new direction of education improvement and seek sustainable human welfare.

parallel intelligence; parallel education; parallel teachers and students; parallel schools; educational reform

本文為2021年度松鼠AI項目“智適應在線教育關鍵技術研究”、2016年度國家自然科學基金項目“基于CPSS的流程工業生產計劃知識自動化系統及應用驗證”（項目編號：61533019）、2019年度國家社會科學基金重大項目“人工智能促進未來教育發展研究”（項目編號：19ZDA364）的階段性研究成果。

王飛躍，主任，研究員，博士，研究方向為平行系統的方法與應用、社會計算、平行智能及知識自動化，郵箱為feiyue.wang@ia.ac.cn。

2023年11月30日

G40-057

A

1009—8097（2024）01—0005—12

10.3969/j.issn.1009-8097.2024.01.001