人工智能如何塑造學(xué)習(xí)的未來(lái)

隨著工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)革命不斷升級(jí)，人工智能正在對(duì)全球各行各業(yè)產(chǎn)生深刻影響。人工智能不僅影響未來(lái)的教育，也影響教育的未來(lái)。近日，世界經(jīng)濟(jì)論壇官網(wǎng)發(fā)布題為《塑造學(xué)習(xí)的未來(lái)：人工智能在教育4.0中的作用》的報(bào)告，深入探討人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。

報(bào)告指出，盡管早期形態(tài)的人工智能已在教育領(lǐng)域應(yīng)用超過(guò)60年，但近年來(lái)人工智能技術(shù)的進(jìn)步正在教育領(lǐng)域引發(fā)深刻變革。報(bào)告以教育4.0時(shí)代的構(gòu)想為目標(biāo)框架，揭示了當(dāng)前全球教育面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，分析并具象化了人工智能對(duì)傳統(tǒng)教育模式的顛覆和重塑作用，特別關(guān)注了人工智能應(yīng)用于教育的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)措施，報(bào)告還結(jié)合案例和人工智能技術(shù)特性提出了推動(dòng)“人工智能+教育”發(fā)展的政策建議，呼吁各國(guó)政府、企業(yè)和社會(huì)團(tuán)體共同努力，實(shí)現(xiàn)教育領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和變革。

教育4.0時(shí)代世界教育面臨三大挑戰(zhàn)

教育4.0時(shí)代機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，報(bào)告以未來(lái)教育模式和人才培養(yǎng)需求為導(dǎo)向，分析了當(dāng)前全球教育面臨師資差距、管理和評(píng)價(jià)差距以及數(shù)字技能差距三方面挑戰(zhàn)。

師資短缺形勢(shì)嚴(yán)峻。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織預(yù)估，以實(shí)現(xiàn)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》為目標(biāo)，全球教師缺口數(shù)量為4400萬(wàn)。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇《2023年未來(lái)就業(yè)報(bào)告》，今后1/4的工作崗位面臨轉(zhuǎn)型，勞動(dòng)力市場(chǎng)對(duì)人才能力需求的變化，將使技能培訓(xùn)和終身教育需求與日俱增，教師需求缺口或?qū)⒊掷m(xù)擴(kuò)大。報(bào)告表明，吸引人才流入教師隊(duì)伍的有效方式是增加薪資，并重塑教師職業(yè)發(fā)展目標(biāo)，但經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（以下簡(jiǎn)稱“經(jīng)合組織”）不少成員國(guó)現(xiàn)階段尚無(wú)法提供這一支撐。

教師行政負(fù)擔(dān)重且教育評(píng)價(jià)效率低。報(bào)告指出，美國(guó)和經(jīng)合組織成員國(guó)教師平均花費(fèi)約一半工作時(shí)間在完成行政類工作上，美國(guó)教師每周平均工作54個(gè)小時(shí)，其中僅44%的時(shí)間用于教學(xué)。加之師資缺口不斷擴(kuò)大，教師行政負(fù)擔(dān)或?qū)⒗^續(xù)加重。報(bào)告指出，提高行政事務(wù)的自動(dòng)化水平和學(xué)校任務(wù)的人性化水平，可有效緩解教師行政負(fù)擔(dān)重這一痛點(diǎn)，釋放教學(xué)時(shí)間，使教師更專注于因材施教等更高效能的教育環(huán)節(jié)，同時(shí)亦有利于提高教師職業(yè)吸引力。在評(píng)價(jià)方面，教學(xué)改進(jìn)缺乏數(shù)據(jù)支撐。盡管評(píng)價(jià)是教學(xué)中的常見環(huán)節(jié)，但突破校際和國(guó)界的高效橫向評(píng)價(jià)并不常見，如經(jīng)合組織開展的國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（PISA）每三年才進(jìn)行一次。教學(xué)成果數(shù)據(jù)的普遍性缺失，使得教育系統(tǒng)缺乏適應(yīng)全球人才市場(chǎng)需求變化的靈敏度。人工智能與教育評(píng)價(jià)融合，可為教育工作者提供實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的洞察力，還有助于更有效地進(jìn)行教學(xué)成果的非量化評(píng)價(jià)，為教學(xué)實(shí)踐和課程開發(fā)等提供決策支撐，提高教育整體質(zhì)量。

全球數(shù)字技能和人工智能人才短缺。具有使用人工智能和其他新興技術(shù)工具的能力和意愿，是未來(lái)人才的重要標(biāo)志之一，也是生產(chǎn)力增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿χ弧Ｈ欢?，?bào)告顯示，在全球勞動(dòng)力市場(chǎng)，此類人才短缺現(xiàn)象已然顯現(xiàn)，與之相應(yīng)，人工智能的發(fā)展進(jìn)程也在放緩。教育是打破這一不良循環(huán)的有力抓手，報(bào)告提出，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展，教育應(yīng)該囊括有關(guān)數(shù)字技術(shù)使用的學(xué)習(xí)內(nèi)容以及如何成為安全、合乎倫理道德的技術(shù)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

人工智能可從四個(gè)方面攻克教育面臨的挑戰(zhàn)

善用人工智能可為教育4.0時(shí)代帶來(lái)攻克挑戰(zhàn)、轉(zhuǎn)型升級(jí)的機(jī)遇。報(bào)告有針對(duì)性地分析了人工智能技術(shù)在簡(jiǎn)化教育行政流程、提高教學(xué)評(píng)價(jià)效能、培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面的具體應(yīng)用及效果。

人工智能可有效簡(jiǎn)化行政流程，提高教育效能。人工智能技術(shù)的發(fā)展為重新定義教育工作的性質(zhì)和質(zhì)量提供了機(jī)會(huì)。報(bào)告以大語(yǔ)言模型應(yīng)用為例，認(rèn)為教育環(huán)節(jié)中約占總工作量20%的文書等行政工作，可通過(guò)技術(shù)完成自動(dòng)化；約占總工作量8%至20%的問(wèn)題分析和解決類工作，如備課或組織教學(xué)評(píng)價(jià)等，可借助人工智能實(shí)現(xiàn)效能提升。報(bào)告同時(shí)強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)以上效果需要前期精心設(shè)計(jì)，凸顯以人為本原則，如強(qiáng)化社會(huì)情感支持、家校共育等方面。

人工智能可提高教育評(píng)價(jià)的即時(shí)性、靈活性。人工智能有助于避免傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)的線性和滯后性，不僅可以即時(shí)產(chǎn)生教學(xué)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)實(shí)施一方還可根據(jù)教學(xué)對(duì)象實(shí)際情況或應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行編程修改，靈活調(diào)整評(píng)價(jià)方式，且可以讓包括學(xué)生、教師、家長(zhǎng)、學(xué)校管理者和政府部門在內(nèi)的相關(guān)方及時(shí)有效地獲得分析結(jié)果，以便各方作出科學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)未來(lái)、反饋靈敏的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模式。 

人工智能與教育的集成優(yōu)勢(shì)還在于對(duì)學(xué)生數(shù)字技能和素養(yǎng)的培養(yǎng)。數(shù)字和人工智能素養(yǎng)不僅包括使用數(shù)字工具和平臺(tái)的能力，還包括批判性思維、解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)造力和對(duì)人工智能倫理的認(rèn)知等。人工智能與教育融合，可為學(xué)生提供了解人工智能概念及其影響的機(jī)會(huì)。將人工智能融入課程并不意味著每個(gè)學(xué)生都必須成為人工智能專家，與之相反，重點(diǎn)應(yīng)放在培養(yǎng)意識(shí)、好奇心和建立基礎(chǔ)理解上。報(bào)告認(rèn)為，數(shù)字素養(yǎng)可以更好地幫助學(xué)習(xí)者掌握分辨事實(shí)和錯(cuò)誤信息的能力，以及強(qiáng)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全和算法風(fēng)險(xiǎn)的意識(shí)。這些都是數(shù)字時(shí)代的重要素養(yǎng)，也是未來(lái)人才的重要衡量指標(biāo)。

人工智能技術(shù)可輔助實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。人工智能技術(shù)可根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者情況提供個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，還可根據(jù)學(xué)習(xí)者反饋和行為偏好調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度、難度和風(fēng)格。在學(xué)習(xí)呈現(xiàn)方式上，也可通過(guò)多種模式滿足學(xué)習(xí)者在視聽等方面的不同需求，提高學(xué)習(xí)效果。例如，人工智能技術(shù)可幫助視聽障礙學(xué)生完成全納教育。但需注意，人工智能輔助個(gè)性化學(xué)習(xí)的最佳方式依然是由教師提供支持和引導(dǎo)。 

防范人工智能應(yīng)用于教育的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)

盡管人工智能融入教育可有效提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)和成果效能，為培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的未來(lái)人才做好準(zhǔn)備，但報(bào)告也指出，各國(guó)家長(zhǎng)、教育工作者和教育行政人員對(duì)人工智能應(yīng)用于教育過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題和隱藏的風(fēng)險(xiǎn)表示擔(dān)憂。

報(bào)告指出，各國(guó)在“人工智能+教育”的實(shí)踐應(yīng)用中要認(rèn)識(shí)到，在缺乏適當(dāng)規(guī)劃、安全措施、治理保障和公平框架的情況下，在教育領(lǐng)域快速部署人工智能應(yīng)用，特別是生成式人工智能應(yīng)用，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。人工智能在收集大量數(shù)據(jù)的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生學(xué)生數(shù)據(jù)和隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)。教師是教書和育人的核心角色，教師需要掌控技術(shù)，否則將出現(xiàn)教學(xué)秩序被技術(shù)顛覆的風(fēng)險(xiǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)接入率等人工智能應(yīng)用基本要素，還存在全球分布不均的情況，人工智能技術(shù)的應(yīng)用或?qū)⒃黾咏逃櫆蠑U(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)。另外，如果教育領(lǐng)域不對(duì)生成式人工智能加以規(guī)范，虛假和錯(cuò)誤信息將對(duì)青少年認(rèn)知產(chǎn)生嚴(yán)重不良后果。

報(bào)告通過(guò)各國(guó)實(shí)踐案例研究，明確了在教育領(lǐng)域應(yīng)用人工智能時(shí)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的五個(gè)條件：

人工智能的應(yīng)用和開發(fā)必須與教育工作者和教育政策制定者共同完成，重視教與學(xué)之間的互動(dòng)，關(guān)注技術(shù)對(duì)決策的支撐作用。

人工智能的應(yīng)用必須以強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)隱私和安全協(xié)議為前提，確保敏感信息受到保護(hù)。實(shí)踐應(yīng)用需建立在對(duì)人工智能倫理的認(rèn)識(shí)和理解基礎(chǔ)上，并將數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制在教育領(lǐng)域內(nèi)。

創(chuàng)新人工智能技術(shù)資助的良性模式，有利于人工智能技術(shù)在教育中的深度應(yīng)用和不斷迭代，讓各相關(guān)方對(duì)“人工智能+教育”的效果和性價(jià)比充滿信心。

學(xué)生、教師和行政管理者必須享有充分的培訓(xùn)和提高技能的機(jī)會(huì)，以使其能夠有效駕馭人工智能。

在設(shè)計(jì)應(yīng)用方案時(shí)，必須重點(diǎn)考慮公平性和包容性，確保人工智能知識(shí)廣泛普及、技術(shù)在教育領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛效益。

報(bào)告最后稱，下一階段將在教育4.0視野中深入探討人工智能對(duì)教育的塑造作用，持續(xù)對(duì)成功案例進(jìn)行研究，關(guān)注政府、企業(yè)、教育工作者和民間團(tuán)體之間的廣泛合作，進(jìn)一步釋放人工智能變革教育的潛力，為下一代塑造教育的未來(lái)。

（作者單位系教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心[中央電化教育館]）

《中國(guó)教育報(bào)》2024年05月23日第9版