人工智能与教育变革
人工智能(AI)在对弈中战胜职业棋手,引起社会各方的热议。有人认
为,这个事件说明,老师完全是不必要的,只要自己价值观正确,目标明确,
按规则办事,勤奋学习,就一定是人生赢家。也有观点认为,可以预见的是AI
将横扫一切有规则的行当,有规则就意味着有最优算法,有限未来技术发展趋
势应该是人类负责发明规则、制定规则,AI负责找出当前规则下的最优解。那
么人工智能的自身发展,以及对教育会产生什么样的影响?
一、人工智能的起源
1822年查尔斯•巴贝奇做了一台机械计算机计算Sin和Cos的函数值,拉开
了计算的帷幕。1914年伯特兰•罗素创立分析哲学,开启了人工智能的哲学起
点。1950年Turing在《心智》上提出了“图灵测试”的思想,1956年美国达
特茅斯会议,提出了“人工智能”的概念。人工智能的发展经历了弱人工智
能、混合曾强智能、强人工智能三个阶段。
二、人工智能的发展现状
1. 专用人工智能取得突破性进展
面向特定领域的人工智能(即专用人工智能)由于应用背景需求明确、领
域知识积累深厚、建模计算简单可行,因此形成了人工智能领域的单点突破,
在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。目前,专用人工智能在机器
人领域、生物特征识别、机器翻译领域、外科手术领域、无人驾驶领域、辩论
艺术领域等取得成功应用。
2. 人工智能创新创业如火如荼
麦肯锡公司报告:2016年全球在人工智能上的投资大约为 260 亿至 390
亿美元,其中科技巨头的投资约为 200 亿至 300 亿美元,创业公司的投资为
60 亿至 90 亿美元。全球知名风投调研机构CB Insights报告:2017年全球新
成立的人工智能创业公司1100 家,人工智能领域共获得投资152亿美元, 同
比增长141%。
3. 世界各国人工智能竞争自热化
2019年2月11日美国国家科技政策办公室发布了由总统特朗普亲自签署
行政令的“美国人工智能倡议”(American AI Initiative)。2017年9月1日,
普京在开学日“加速奔向未来的俄罗斯”的公开课中指出:人工智能不仅仅对
于俄罗斯是未来,也是全人类的未来。2018年4月25日,欧盟委员会向欧洲
议会、欧盟理事会、欧洲理事会、欧洲经济与社会委员会及地区委员会提交了
题为《欧盟人工智能》报告,描述了欧盟在国际人工智能竞争中的地位,并制
定了欧盟AI行动计划。
三、人工智能的未来发展趋势
经过60多年的发展,人工智能在许多方面取得了重要突破,当前人工智能
处于从“不能实用”到“可以实用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有诸
多瓶颈,理论创新和产业应用发展空间巨大。
1. 从专用智能到通用智能
如可实现从专用智能到通用智能的跨越式发展,既是下一代人工智能发展
的必然趋势,也是研究与应用领域的挑战问题。
2. 从机器智能到人机混合智能
人工智能(或机器智能)和人类智能各有所长,因此需要取长补短。融合
多种智能模式的智能技术将在未来有广阔的应用前景。“人+机器”的组合将
是人工智能研究的主流方向,“人机共存”将是人类社会的新常态。
3. 人工智能的社会学将提上议程
为了确保人工智能的健康可持续发展,使其发展成果造福于民,需要从社
会学的角度系统全面地研究人工智能对人类社会的影响,制定完善人工智能法
律法规,规避可能的风险。联合国犯罪和司法研究所(UNICRI)决定在海牙成
立第一个联合国人工智能和机器人中心。欧洲25个国家签署《人工智能合作宣
言》,共同面对人工智能在伦理、法 律等方面的挑战。
另外,人工智能将在国家战略和教育普及化方面发挥作用。
四、我国人工智能的发展态势与思考
1. 我国人工智能发展的总体态势
当前,我国人工智能发展的总体态势良好,但也存在的问题,主要包括我
国人工智能发展存在过热和泡沫化风险,特别在基础研究、技术体系、应用生
态、创新人才、法律规范等方面。我国人工智能发展现状可以概括为:高度重
视、态势喜人、差距不小、前景看好。
2. 我们的思考与对策
树立理性务实的发展理念。要充分考虑到人工智能技术的局限性,充分认
识到人工智能重塑传统产业的长期性和艰巨性,理性设定人工智能发展目标,
务实推进人工智能发展举措。
重视固本强基的原创研究。努力在人工智能发展方向和理论、方法、工
具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破,形成具有国际影响力的原创理论体
系。
构建自主可控的创新生态。要以问题为导向,主攻关键核心技术,加快建
立新一代人工智能关键共性技术体系,全面增强人工智能科技创新能力,确保
人工智能关键核心技术牢牢掌握在自己手里。
推动共担共享的全球治理。在发展中国家中,我国有望成为全球人工智能
竞争中的领跑者,应布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术
和应用平台,配合“一带一路”的建设,让“智能红利”助推共建人类命运共
同体。
五、人工智能时代学校的变革趋势
1. 学习逐渐走向个性化和终身化
学校服务从“电影院形态”走向“超市形态”。尊重人的个体差异和教育
选择,据此构建多类型、多层次的学校;学校组织框架和制度革新,采用灵活
多样的课程体系和教学组织形式;去标准化、个性化、定制化将会成为未来主
流的学习方式;学习不再是特定阶段的历程,而是伴随终生的,因需而定,因
需而学。
2. 课程外包将常态化
教育与学校不再是强相关。学校治理和越来越多的课程将外包,如新东方
等培训机构会承担全国数以万计的英语教学,好未来等公司可能承担众多学校
的数学教学等。教育公司的课程设计与制作基础都是未来学校实现课程外包的
根基。
3. 混合式学习和合作学习将成为主流
学习流程必然再造。单纯的班级讲授学习方式将逐渐被线上线下的混合式
学习所取代。人们会越来越重视合作学习,群智发展将成为常态;教室内的智
能水平将不再取决于教师的智力,而是群体智力的叠加。
4. 屏读成为常态
屏读让信息传播更便捷廉价,让信息呈现富媒化。学生建构概念的过程将
从感官而不是从解读文字结构概念开始。对事物的认识可能在沉浸式环境中多
感官参与,混合现实会让学习和认知效率极大提升,甚至产生更高效的学习方
式。
5. 学校将成为人们的精神栖所、心灵家园
未来学校成为人们心灵的栖所,成为人们生命相遇、心灵相约的圣地,现
实世界生活社交的场所。人们选择学校不是为了功利的目标,而是为了寄托精
神,这才是学校永续存在的最重要理由。
6. 未来学校的教育资源供给以免费为主
政府为基本的学习内容买单,每个人除了完成国家规定的基本课程外,可
以设计和定制自己的课程。基本教育资源获得成本逐渐降低,它最终如空气一
样,成为全体民众共享的公共品。
六、人工智能时代学校发展的新范式
1. 虚拟学校与实体学校的融合
实体学校与虚拟学校相融,满足不同地域的体验和实践需求。学校的物理
地点将模糊,空间概念淡化,学生可以将泛在的线上服务和就近的实体体验学
习相结合。虚拟学校担当资源提供者、学习引导者、管理服务者的功能,绝大
部分的讲授内容将被虚拟学校承担。
2. 自适应学习与学习管理系统的无缝对接
自适应学习系统将广泛应用,出版社将转型为课程自适应学习服务机构,
在提供课程资源的同时,也提供智慧的教学解决方案。未来的学习管理系统与
自适应学习和物联网大数据系统的整合,将构成完美的智慧学习环境。
3. 大数据促进学校系统不断进化、日益聪明
未来学校的大数据采集更加自然而广泛,汇聚成学生成长和学校服务大数
据系统。未来学校的大数据系统将基于多个维度提供价值判断和结果输出,实
现大数据背景下的发展性诊断、学习成果导引、分类差选、治理服务改进等。
大数据帮助教师更好地了解更“真实”的学生和教育。
社会在进步,学校在演进,教育变革势在必行。教育部出台相关文件政
策,推动教育改革进程。《教育部2018年工作要点》正式启动了教育信息化
2.0行动计划,力争实现从教育专用资源向大教育资源共享的转变,并在关于
“全面深化教师队伍改革”的要点明确提出,启动人工智能+教师队伍建设行动
计划。教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》,计划到2020 年建
设 100 个“人工智能+X”特色专业。除了高校领域的要求,同时也要求在中
小学阶段引入人工智能普及教育,培养人工智能应用领域的技术人才。《普通
高中课程方案和语文等学科课程标准(2017年版)》正式将人工智能、物联
网、大数据处理等内容划入新课标,将于2018年秋季学期起开始实施。深化人
工智能与教育的创新融合,打破内容瓶颈,实现新教材、新资源同步,加速人
工智能+教师队伍建设,引领教育信息化2.0时代下的智慧教育。