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人工智能与未来教育变革

发布日期：2018/01/17 15:53:00 访问次数：633 作者：杜占元来源：中国国情国力

教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征，是信息时代教育改革发展的必由之路。而人工智能的发展，将为教育变革带来前所未有的挑战和机遇。面对新形势、新挑战，必须主动求变、应变，以期在教育现代化的新征程中走得更快、更远、更好。

信息技术的发展和应用，改变了人类的生产、生活乃至思维和学习方式。而人工智能的迅速发展，将对人类社会生活带来更为深刻甚至革命性的改变，也将为教育变革带来前所未有的挑战和机遇。
信息技术与教育教学实践深度融合是教育信息化的本质特征
1.教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征，是信息时代教育改革发展的必由之路

党的十八大以来，以“三通两平台”建设为抓手，我国教育信息化工作取得突破性进展，各项指标普遍实现翻倍增长，为党和国家取得历史性进步作出了贡献。“宽带网络校校通”发展迅速，全国中小学互联网接入率从25%提升到90%，多媒体教室比例从不到40%提升到83%。“优质资源班班通”普及深化，超过1400万人次的教师参与“一师一优课，一课一名师”活动，形成1300万堂优课资源。利用信息技术还解决了400多万边远贫困地区教学点学生因师资短缺而开课不足的问题。“网络学习空间人人通”实现跨越式发展，开通数量从60万个激增到6300万个，应用范围从职业教育扩展到各级各类教育。“教育资源公共服务平台”初具规模，公共服务体系注册用户超过6800万人，数字教育资源由分散式服务向全国互通的服务体系转变。“教育管理公共服务平台”全面应用，基本实现学校“一校一码”和师生“一人一号”，基本形成“两级建设、五级应用”的教育管理信息化格局。师生信息素养明显提升，1000多万名中小学教师、10万多名中小学校长、20多万名职业院校教师接受了教育信息化培训，广大学生利用信息技术进行学习的意识和能力不断增强。我国教育信息化在国际上产生影响力，多次应邀在国际平台上分享中国经验。

2.立足国情、教情，注重发挥制度优势，初步探索出一条具有中国特色的教育信息化发展道路
推进教育现代化最为关键的是要一个核心理念、两个基本方针。一个核心理念就是把推动和服务教育改革发展作为教育信息化的根本目的，把促进信息技术与教育教学实践的深度融合作为核心理念。教育信息化的真正本质是融合而非技术，融合的关键不是从建设切入，而是从应用切入。两个基本方针就是坚持应用驱动和坚持机制创新。一方面，以应用为导向，通过基础建设营造应用环境，通过教学、科研拓展应用渠道，通过培训促进应用效能，通过评价提升应用水平。另一方面，注重调动全社会力量推动教育信息化，特别是重视发挥产业界的作用，而不仅仅单靠政府的力量。近年来，教育信息化之所以取得巨大的成就，主要是依靠机制创新。坚持政府和市场“两条腿”走路，“看不见的手”和“看得见的手”协同发力，探索形成了“政府政策支持、企业参与建设、学校重在应用”的工作机制。
人工智能将加速引发未来教育的深刻变革
教育现代化离不开现代科技的强力支撑。信息技术对教育发展具有革命性影响。在移动互联网、大数据、超级计算、传感网及脑科学等新理论新技术以及经济社会发展需求的共同驱动下，当前人工智能快速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放及自主操控等新特征，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。
1.智能时代与信息时代有本质区别
有人把智能时代叫做第四次工业革命或第二次机器革命，也有人认为智能时代是信息时代的自然延伸与发展。实际上，二者有本质不同。
（1）信息主要是物理概念，智能则是拟生物概念，不在一个层面。
（2）信息革命包括之前的农业革命、工业革命，主要是解决人的体力问题，替代和扩展了人的体能，而人工智能将主要替代和扩展人的脑力。
（3）信息技术堪称工业革命的顶峰，人工智能则可能超越这个顶峰，成为一个新的革命的起点，可以称其为“零点革命”。从生物学意义上讲，人从动物中分离出来的主要标志是人有了智能，人从动物中分离出来的那一刻可以称为“零点”，“智人”正是人类的起点，这是人类第一次革命，它是自然产生的；而人工智能将在人的智能上引发第二次革命，这一次则是人为发展产生的。
2.智能机器对教师的冲击
国际上做过调查研究，分析了未来360多种职业被人工智能所替代的可能，对各行各业进行排序，结果显示教育职业很靠后，教师被替代的可能性仅有0.4%。这说明了教育的特殊性，教师拥有难以被机器简单替代的独特性。但是如果充分考虑到人工智能深度发展的影响，这一情况可能发生重大变化。若智能化进一步发展，实现了个性化，那将会是一个完全不同的情况。可以大胆预测，若干年后，如果实现了像智能助理这样高度集成的、个性化的机器人，教师队伍将会面临另外一番景象，可能很多教师可以被取代。当然，这个取代不是绝对的，人机结合可能是智能时代的普遍形式，人机结合的教育可能是未来教育的普遍形态。

3.智能机器与学习的关系
近年来 AlphaGo 广为人知，它经过第二代 AlphaGo Master，目前发展到第三代——AlphaGo Zero。它不是前两代的简单进化，而是根据白板理论重新设计的。它不需要连入网络，不需要大量的数据支撑，不是大数据而是“小数据”，完全从零开始自主学习。经过3天的自我学习，以100:0的战绩胜过AlphaGo。经过 40 天的自我训练，超越了击败柯洁的AlphaGo Master。这种学习能力远远超过了过去对简单人工智能的想象。现在日本正在研究迁移学习，就是机器将在一个领域学习掌握的技巧、经验和能力，迁移到一个新的关联领域里再应用，这样在新的领域里，能省去大规模数据训练，只需一小部分数据就能迅速“成才”，学习效率大幅提高。人工智能这些新的进展，意味着未来教育将有许多重大问题需要思考，如精准记忆是否还像原来那样重要？可以说，人工智能将极大地改变人的思维方式，冲击人的智能，同时也将拓展人的思维。
4.智能时代对学生能力的新挑战
当机器能思考时，我们应该培养学生什么样的能力？
（1）自主学习的能力。自主学习是人类最基本的能力。在一个快速变化、知识不断更新的社会里，机器学会了自主学习，如果学生缺乏自主学习能力，将难以适应智能时代的挑战。
（2）提出问题的能力。机器不难提出一些基于经验的简单问题，但是短期内还很难替代人提出深层次的、尤其是由好奇心和兴趣驱动的问题。
（3）人际交往的能力。机器与机器的交往主要通过机器语言实现，人际交往的核心素养主要基于自我情绪控制能力和对他人情感的判断能力。
（4）创新思维的能力。创新思维很大程度上体现在方法论的创新上，而机器学习的方法、规则目前看都是人为规定好的，很难超越自我、实现自我创新。
（5）谋划未来的能力。在现实与未来之间如何平衡，是人类智慧的重要体现。人工智能可以帮助我们解决已有的很多问题、提供很好的服务，但是对未来未必能够作出很好的判断。
以教育信息化的新作为开启教育现代化的新征程
党的十九大报告提出办好网络教育。网络教育不等于网上教育，也不等于在线教育，更不等于远程教育。用远程教育替代网络教育是不对的，远程教育只是网络教育很小的一部分。网络教育可以理解为以网络为基础的网络化教育，有些网络教育可能是近距离进行的，甚至是面对面开展的，但它是基于网络进行的。
国务院于2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》，提出要发展“智能教育”。利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。开展智能校园建设，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。开发立体综合教学场，基于大数据智能的在线学习教育平台。开发智能教育助理，建立智能、快速且全面的教育分析系统。建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。这对新时代的教育信息化提出了新任务。
国家自然科学基金委员会于今年设立专门资助渠道，推进信息科学、生命科学与人文社会科学的交叉融合，利用自然科学的范式和手段来开展教育科学基础研究。这是一项开创性的工作，对教育工作具有深远影响和重大意义。另外，脑和类脑科学等重大科学研究计划也把智能开发、培养与提升作为一项重大任务。
为贯彻落实十九大精神，教育部将实施教育信息化 2.0 行动计划，即实现教育信息化转段升级。教育信息化大致有三个发展阶段，一是信息技术应用作为教育外生变量引进来，二是信息化逐步转变成教育的内生变量，三是教育信息化对教育产生革命性影响。教育信息化 2.0 要力争实现“三个转变”：一是从教育专用资源向教育大资源转变，二是从提升师生信息技术应用能力向提升其信息素养转变，三是从融合应用发展向创新发展转变，从而构建“互联网+”条件下的人才培养新模式，发展基于互联网的教育服务新模式，探索信息时代教育治理新模式。
目前，人工智能对教育的深刻影响还没有完全凸显出来，甚至还没有被完全认识到。面对新形势新挑战，必须主动求变应变。人工智能带给我们的挑战将大于以往任何时候。迎接这场挑战需要全社会共同努力，包括教育家、科学家和企业家等，共同参与推动教育信息化，以期在教育现代化的新征程中走得更快、更远、更好。
（作者系教育部党组成员、副部长。本文根据作者2017年12月16日在教育智库与教育治理50人圆桌论坛上的发言录音整理）
来源：《中国国情国力》、2018年1月，北师大基础教育教材
编辑：龚学成

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