人工智能時代的教育挑戰(zhàn)及應對

今年5月，國際人工智能與教育大會在北京召開。來自全球100余個國家和地區(qū)、10余個國際組織的500余位代表就未來教育、教育政策、教育管理、教學評估、課程開發(fā)、終身學習等多個議題開展了深入探討，提出許多關于人工智能時代背景下發(fā)展未來教育的新觀點和新思路，并通過了《北京共識》。代表們一致認為，各國應制定相關政策以促進人工智能與教育教學、教育系統(tǒng)改造相適應，建設更加公平、優(yōu)質的教育系統(tǒng)，為每個人提供終身學習和終身發(fā)展的機會。

人工智能是研究使用計算機模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規(guī)劃等）的學科，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應用。人工智能將涉及計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科，涵蓋了自然科學和社會科學的所有學科，其范圍已遠遠超出了計算機科學的范疇。正因為如此，人工智能已經(jīng)成為各國核心競爭力的重要組成部分。

當前主要發(fā)達國家的人工智能戰(zhàn)略

為在未來人工智能發(fā)展浪潮中占據(jù)領先地位，美國、英國、日本、法國先后出臺了人工智能戰(zhàn)略，將發(fā)展人工智能技術作為優(yōu)先事項。實際上，人工智能作為新一輪技術革命的重要支撐，對人類社會諸多領域都有深遠影響，也為未來社會的發(fā)展提供了重大機遇。人工智能技術在教育領域的應用不僅為教育系統(tǒng)變革、教育技術發(fā)展、教學方法改進提供了重要機遇，也給學校、教師、學生帶來了挑戰(zhàn)。

?美國：讓所有勞動者都能在智能時代轉換角色

美國在人工智能領域占據(jù)了巨大優(yōu)勢，這不僅受益于美國雄厚的研發(fā)資金和大批高精尖的科研人才，也受益于美國在人工智能領域已經(jīng)建立起完善的戰(zhàn)略規(guī)劃體系。眾多戰(zhàn)略規(guī)劃以美國白宮科技政策辦公室2016年10月發(fā)布的《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》影響較大。二者為人工智能領域的研究與發(fā)展提供了戰(zhàn)略性指導。

《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》提出，為人工智能時代培養(yǎng)勞動力，不僅應為預備勞動力提供相關領域的教育機會，還應該為現(xiàn)有勞動力進行再培訓，以讓所有勞動者都能在人工智能時代迅速轉換角色。該“戰(zhàn)略”區(qū)分了硬技能和軟技能，主張培養(yǎng)目標應體現(xiàn)國際性、時代性和全面性。所謂硬技能是指語言、藝術、數(shù)學、計算機、化學等與專業(yè)、學科相關的認知技能；軟技能則包括合作、管理、情境、決策等認知性技能，主要通過個人的情商、人際能力、行為等體現(xiàn)?！皯?zhàn)略”提倡在基礎教育、高等教育、繼續(xù)教育等各階段均應以培養(yǎng)軟硬技能兼?zhèn)涞娜瞬艦槟繕?，加強對勞動者的?shù)字素養(yǎng)和人工智能領域的相關素養(yǎng)的培訓。

針對人工智能技術可能對教育帶來的影響，“戰(zhàn)略”指出：一方面，可以通過將人工智能技術應用于教學環(huán)節(jié)，為學生提供個性化教學服務，提升教育的影響；另一方面，人工智能的發(fā)展為人才培養(yǎng)設定了基本目標。教育系統(tǒng)應該培養(yǎng)面向人工智能時代的勞動者，為所有勞動者提供終身學習的機會。此外，“戰(zhàn)略”還針對人工智能人才培養(yǎng)的規(guī)模、結構等進行了說明。

2016年12月，美國發(fā)布了《人工智能、自動化與經(jīng)濟》的報告，提出制定相關政策發(fā)展企業(yè)和工人創(chuàng)造力。2017年7月，美國又通過《人工智能與國家安全》的文件，提出通過人工智能推動軍事、信息和經(jīng)濟領域的變革以維護國家安全。2019年2月11日，美國總統(tǒng)特朗普簽署了《美國人工智能倡議》，提出應重點發(fā)展計算機科學，培養(yǎng)公眾對人工智能技術的信任與信心，通過學徒制等方式培養(yǎng)人工智能領域的研究人員和用戶，開設科學、技術、工程等技能課程，以確保所有美國工人有自如利用人工智能的本領。

?英國：在人才培養(yǎng)規(guī)模、投入等方面發(fā)展人工智能教育

英國早在2013年就將人工智能列為國家級科研計劃。2014年出臺了《人工智能2020國家戰(zhàn)略》。2015年制定了《機器人技術與人工智能圖景》。2016年發(fā)布了《人工智能：未來決策制定的機遇與影響》，提出充分發(fā)揮英國在人工智能領域的優(yōu)勢，增強國家競爭力。2017年出臺了《現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略》和《在英國發(fā)展人工智能》兩份文件，為發(fā)展人工智能提供詳盡的指導。2018年出臺了《英國人工智能發(fā)展的計劃、能力和志向》以及《產業(yè)戰(zhàn)略：人工智能領域行動》，針對發(fā)展人工智能制定了具體措施，并于2018年4月啟動了以人工智能技術為核心的“現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略”。

為推進“現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略”實施，英國政府積極發(fā)展人工智能教育，在人才培養(yǎng)規(guī)模、投入等方面進行了重要調整。首先是調整人才培養(yǎng)的結構、層次及數(shù)量，擴大人工智能碩士、博士招生規(guī)模，調整學科結構，改進培養(yǎng)模式，鼓勵大學和企業(yè)為人才培養(yǎng)提供支持。其次是加大人工智能教育的投入。英國政府擬計劃對人工智能教育投入1.15億英鎊，并鼓勵企業(yè)和大學投入相應比例的資金，為人工智能教育提供資金保障。再次是鼓勵校企合作，開展員工在職培訓，為校企合作提供平臺，為學生提供數(shù)字技能及編碼等領域的技能培訓。最后是吸引和留住外國優(yōu)秀人才。通過設立獎學金、提高工作和定居待遇、簡化簽證手續(xù)等吸引人工智能領域優(yōu)秀人才定居英國，開展相關研究。

?日本：鼓勵高校完善人工智能人才培養(yǎng)機制

日本機器人產業(yè)在世界處于領先地位，在人工智能領域也占有非常大的優(yōu)勢。2015年1月，日本發(fā)布了《日本機器人戰(zhàn)略：志愿、戰(zhàn)略、行動計劃》，提出機器人發(fā)展戰(zhàn)略。2016年1月，日本制定了《第五期科學技術基本計劃（2016-2020年度）》，提出建設“超級智能社會”，并組織了多次面向民眾的對話會議，提出以人工智能技術為核心，在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡安全領域開展融合研究。2017年，日本制定了《人工智能產業(yè)化路線圖》，提出利用人工智能技術大幅度提高制造、醫(yī)療、護理效率。2018年，日本出臺了《科學技術創(chuàng)新綜合戰(zhàn)略2017》的報告，再一次強調了人工智能的重要性，提出應針對信息技術和人工智能領域面臨的人才短缺問題大力發(fā)展信息技術和理工科教育，加強大學相關學科人才培養(yǎng)。針對當下日本人工智能人才不足的情況，基金會為人工智能領域研究提供了充分的資金支持，并鼓勵高校完善人工智能人才培養(yǎng)機制。此外，日本政府制定了一系列科研獎勵計劃，吸引外國人才來日本進行研究。

?歐盟：致力于推動人腦研究和機器人智能研究

歐盟在推進人工智能領域也制定了一系列戰(zhàn)略規(guī)劃。2013年1月，歐盟提出了《人腦計劃》，致力于推動人腦研究和機器人智能研究。2014年5月，提出了《機器人研發(fā)計劃》。2015年12月，發(fā)布了《機器人技術路線報告》，為機器人技術開發(fā)與市場化提供了通用框架。此外，法國于2013年公布了《機器人發(fā)展計劃》，并在2017年3月發(fā)布了《人工智能戰(zhàn)略》將人工智能作為國家創(chuàng)新舉措之一。德國于2018年公布了《聯(lián)邦政府人工智能戰(zhàn)略要點》和《聯(lián)邦政府人工智能戰(zhàn)略》，將發(fā)展人工智能上升到國家戰(zhàn)略高度。

當前世界許多國家迫切希望在人工智能發(fā)展浪潮中獲得競爭優(yōu)勢，并為此制定了較為完善的戰(zhàn)略規(guī)劃。這些規(guī)劃立足于國家需求，涉及社會領域的多方面，深入分析了國家發(fā)展人工智能的優(yōu)勢和不足，并就進一步參與人工智能領域的競爭提出了具體的行動要求。

雖然各國的人工智能戰(zhàn)略各不相同，但是就人工智能時代的人才培養(yǎng)與開發(fā)、教育培訓等領域各國的舉措大同小異：（1）以培養(yǎng)面向人工智能時代的勞動力為目標，關注學習者認知與非認知能力的培養(yǎng)；（2）加大人工智能領域投入，大力發(fā)展工程、信息科學技術研究；（3）鼓勵校企合作，促進人工智能技術轉化；（4）擴大人工智能人才培養(yǎng)規(guī)模，完善人才培養(yǎng)結構、層次；（5）設立專項獎學金，吸引和留住國際優(yōu)秀人才；（6）搭建實踐平臺，推動國際人才交流。

從本質上看，人工智能技術發(fā)展的關鍵在于勞動者素養(yǎng)的提高，勞動者素養(yǎng)的高低直接影響技術的使用，而教育在培養(yǎng)預備勞動者和勞動者再培訓過程中都發(fā)揮著至關重要的作用。因此，不少國家的人工智能戰(zhàn)略將教育作為推動其發(fā)展的重要推動力和優(yōu)先發(fā)展事項，主張在培養(yǎng)目標、教學內容、教學方式、教學手段等進行變革。

當下，人工智能技術的進步既為教育發(fā)展提供了重要機遇，也給整個教育生態(tài)系統(tǒng)帶來了不小的挑戰(zhàn)。

學校將走向“智慧型校園”

大數(shù)據(jù)、云計算、深度學習、圖像識別、語音識別、虛擬現(xiàn)實等人工智能技術，讓人類的學習活動得以突破傳統(tǒng)的時空結構，顛覆了教育者與受教育者的關系。學生可以在任何時間、任何地點接入學習平臺，這給傳統(tǒng)的、以學校為主體的、較為封閉的教育生態(tài)帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，傳統(tǒng)的學校應變革為面向未來的“智慧型校園”。智慧校園是物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和混合環(huán)境的整合，在對校園基礎設施、教學資源、教學內容、教學活動等進行的數(shù)字化改造的基礎上，構建智能化的教育生態(tài)系統(tǒng)，最大化地提高學生學習、生活質量，促進師生全面提升。此外，智慧校園還為家庭、學校和社會協(xié)同發(fā)展提供了重要條件，有助于提升學校治理水平。

教師成為構建者、協(xié)助者

人工智能技術也給教師帶來了重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學模式以教師為中心，教師作為學習活動的組織者和控制者，在學習過程中占主導地位。而在人工智能時代，學生可以很方便地從網(wǎng)絡上獲取豐富的信息資源，學生處于學習活動的中心。因此，教師應從傳統(tǒng)的知識傳授者轉變?yōu)閹椭鷮W生建構知識體系的協(xié)助者、教學活動的組織者。教師更應重視激發(fā)學生自主學習，充分調動學生積極性。

首先，人工智能時代知識獲得更加便利，學生認知方式也會發(fā)生根本變革，因此教師應更加關注學生的認知特點，著重通過多樣的教學活動和教學過程將能力培養(yǎng)與知識獲得結合起來，促進學生認知和非認知能力的養(yǎng)成。

隨著人工智能技術在教育領域的應用不斷深入，教師工作的環(huán)境將逐步智慧化。智能備課、智能閱卷、智能評估和反饋系統(tǒng)成為可能，教師能夠更加準確、快捷地把握學習者的學習特點和情況開展個性化指導。

人工智能時代，教師不僅需要掌握學科專業(yè)知識、教學方法，還應具備“數(shù)字化能力”。這就要求在教師專業(yè)發(fā)展過程中，不僅要重視學科知識的掌握，更應重視教師專業(yè)發(fā)展的情境性和實踐性，強調過程體驗和參與，在教師專業(yè)發(fā)展的不同階段確立不同的能力目標以適應課程教學的新要求。

學生面臨的挑戰(zhàn)與應對

人工智能技術的快速發(fā)展也給學生帶來了巨大挑戰(zhàn)。首先是學習內容變化帶來的能力培養(yǎng)上的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)學習相比，人工智能時代的信息獲取更加便捷，對于信息的處理能力將會是未來學生必須培養(yǎng)的核心能力。學生不僅需要具備認知能力，還需要具備全球素養(yǎng)、開放心態(tài)、自主管理能力、數(shù)字素養(yǎng)等。其次是學習方式變化帶來的自主管理的挑戰(zhàn)。人工智能時代的學習將以學生為中心，學生在學習活動中處于主體地位，可以根據(jù)智能教學系統(tǒng)生成個性化學習方案，自主選擇學習內容，安排學習進度，開展小組合作學習等。個性化學習方式對學生的自我調節(jié)和管理水平有更高的要求，在實際教學過程中也應重視對學生自我管理能力的培養(yǎng)。

總之，隨著經(jīng)濟與科技全球化的深入發(fā)展，人工智能技術的重要作用日益突出，各國紛紛將發(fā)展人工智能技術視為國家優(yōu)先事項，各國人工智能人才競爭日益激烈。教育在勞動力培養(yǎng)、人才開發(fā)過程中發(fā)揮著至關重要的作用，不少國家將教育視為推動人工智能發(fā)展的重要力量。大數(shù)據(jù)、云計算、圖像和語音識別、虛擬現(xiàn)實等技術極大改變了整個教育供給、管理、實現(xiàn)模式，有助于構建共享、開放的新型教育生態(tài)系統(tǒng)。這種新型教育生態(tài)系統(tǒng)的主要特點就是教育服務和管理的精準化、個性化和適應化。在構建新型教育生態(tài)過程中，學校、教師、學生面臨著技術變革帶來的各種挑戰(zhàn)和問題。要解決這些問題，實現(xiàn)技術與教育的無縫銜接，還需要教師、家長、學生以及其他教育生態(tài)系統(tǒng)成員的共同努力。

（作者單位系北京師范大學國際與比較教育研究院）

《中國教師報》2019年06月19日第3版