人工智能何以驱动教育变革

文/任友群 华东师范大学教授 教育部教育信息化专家组秘书长

人工智能何以驱动教育变革

文/任友群 华东师范大学教授 教育部教育信息化专家组秘书长

从1956年提出“人工智能”至今已过去60余年。近几年，人工智能在这些领域取得的突破性的进展，受到了前所未有的关注。在2017年10月召开的中国共产党第十九次全国代表大会上，人工智能作为科技领域最具代表性的技术，被写进十九大报告，成为国家战略的一部分。未来，人工智能的发展将如何影响包括教育领域在内的经济社会的方方面面，这是人们必须思考的和面对的问题。

教育的目标：从知识的传递到文化的传承与创新

人工智能并不像过去的自动化机械系统一样，仅仅取代人们的大量体力劳动，提升人们的生产效率；人工智能已然可能取代成熟领域内的部分脑力劳动。二十年前，当深蓝（Deep Blue）在国际象棋上战胜当时世界排名第一的加里·卡斯帕罗夫（Г а р р и К а с п а р о в）时，人们还认为，在可预见的未来，围棋还是计算机无法超越人类的领域。近几年来，围棋高手与人工智能一次次的对决，最终的结局一次次地颠覆我们之前的认识。直到最近的人工智能阿法元（AlphaGo Zero）在不需要任何人类棋局经验的情况下，仅仅通过自我博弈的方式就战胜了上一代人工智能（AlphaGo）。中国棋手柯洁感叹道：“对于人工智能的自我进步来说，人类在棋局上的探索已是多余。”那么，回到教育，我们很自然地会追问：“教育的目标与教育的内容会改变吗？”面对如此严峻的挑战，联合国教科文组织在2016年发布《反思教育： 向“全球共同利益”的理论转变？》（Rethinking Education：Towards a global common good?），重点阐述了21世纪需要重塑教育。社会学家丹尼尔·平客（Daniel H.Pink）指出，我们需要重新定义产业分类，注重发展“第四产业”——创意产业。创意产业的从业者需要六大必备能力，包括设计感、故事力、交响力、共情力、娱乐感、意义感。长久以来，教育目标是为了培养满足社会某种工作需要的专门化人才，以分学科分专业培养的方式系统学习某一学科门类的知识。然而，如今教育目标需要从知识的传递转变为文化的传承与创新。文化是人类所独有的，通过一代代的传承与更新，人类才能在这个星球上得以延续。学习需要从内容延伸到思维，从技能延伸到能力，从知识的消费者转向知识的创造者。人工智能虽然可以在成熟领域胜任、取代甚至超越人类的体力与脑力劳动，但是人们需要不断寻找新的意义，在与人工智能的合作下，人类探索的边界也将被大幅度地扩展。或许，未来二十年很多工作将被人工智能取代，但是新增的工作将远大于被取代的工作，只不过我们需要更优质均衡的教育来缩小时代转换之际带来的隔阂。

教育的发展：从单一路径到全方位多维度

我们无法准确预测人工智能时代教育的确切形态，只能立足当下展望未来。充分发掘人工智能的优势，解决当前教育教学中的典型问题，进而驱动教育的变革和发展，是当前教育研究者和人工智能专家应当着力去做的事情。

基于人工智能的发展，语音识别、姿势识别、表情识别、脑电识别等技术取得了进一步的发展，为教育研究提供了新的工具。探索并挖掘该类技术在教育中的应用情境、应用方式和使用效果，可以成为未来教育研究的一个方向。例如，在线学习的过程中，通过摄像头捕捉到学习者在线听讲时候的表情，通过人工智能分析出表情对应的情绪，为大规模在线课程的授课教师提供准确的学生情绪反馈数据，帮助教师立即进行讲课内容或教学方法的调整。而在线学习可能会成为今后每个人学习的最常态，人工智能将采集到学习者更多维度的数据，从而能够察觉出我们尚未发现的教育教学规律。

与此同时，知识图谱是显示知识发展进程与结构关系的一系列表征，用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。面向不同层次教育的知识图谱是实现个性化授导的基础，是教育人工智能领域需要优先开展的基础性工作。借助人工智能中的深度学习算法，我们可以不断发现学习中的规则，进行过程性的学习评价与个性化反馈。

教师的角色：从知识的“搬运工”到学生成长的引领者

当人工智能与教育研究不断深度交融，人工智能逐步扮演教育中智能导师的角色，这会对教师这个职业带来怎样的变化和挑战，这同样是一个值得实证探究的主题。从19世纪20年代美国心理学家西德尼·普莱西（Sidney L. Pressey）发明的第一台教学机器开始，人类对于教学机器的研究持续到现在。在20世纪90年代，基于多媒体计算机的智能导师系统成为教育人工智能领域的研究热点之一，尽管这类智能导师系统不断走向成熟，但其并没有给学校教育带来太大的改变。要想带来改变，教学机器必须是既可以代替教师完成一些教学工作，减轻教师的工作压力，又能够保证教育效果和教学质量。随着自然交互技术的进步以及类人机器人研发和制造技术的逐渐成熟，人与机器的交互逐步近似于人与人的交互，研发能够部分代替教师完成特定教学任务的机器人将成为重要的研究方向。

随着人工智能技术的迭代发展，人类是否会迎来奇点时代（机器的智慧首次超过人类）？在教育领域，我们不得不回归于一个严肃的问题——人工智能可以替代老师吗（老的问法是，计算机可以取代老师吗）？相信每一个人都会有自己的思考。人工智能或是机器人可以替代一部分老师的任务，包括批改作业、信息收集整理与分析，甚至部分知识的传递活动。因而，那些只会这类任务的老师将面临被淘汰的危机。传统的教师中确实会有一部分教师不能适应，但这意味着对教师职业的准入要求更高，更需要优秀的人去做教师，好教师始终稀缺。

一直以来，教育教学的主要形式是教师讲授为主的班级授课制。借助于人工智能技术，因材施教有望在不远的将来成为现实，人工智能通过对学生全面数据的采集与捕捉，为每一个学生的学习建模，从而实现支持每个孩子自己的学习目标与学习内容，最大限度地实现个性化学习与成长，潜能最大化地被发现与发掘。教师也不再是知识的搬运工，而成为学生学习的教练，学习团队的引领者，学习共同体的组织者，学习活动的服务官，学习环境的设计师，学习数据的洞察者。在师生的共同努力下，学生也将逐步具备数字化胜任力，具备新时代所急需的创新思维、批判性思维、社交领导力与计算思维。

优秀教师是当下的人工智能难以替代的。笔者认为，在可预见的未来，人工智能还难以取代教师。在今天，我们还无法想象把孩子送到一个全部是机器人的学校里并完成对他们的教育；但我们对教师的岗位要求因人工智能的发展而出现重大调整的可能性将越来越大。即便在共享经济如此发达的今天，共享教师都难以大规模常态化地实现，优秀教师的时间与精力非常宝贵有限，甚至难以复制。

教育无疑将伴随着科技进步和社会发展而变革。但教育的本质是生命间的交流，是精神的感召，是理性的思辨。这是无法替代的，虽然在这个过程中，像人工智能这样的人类制造的工具会发挥越来越多的作用。

任友群，教授，博士生导师，华东师范大学党委常务副书记，上饶市委常委、市政府副市长（挂职），教育部教育信息化专家组秘书长。