人工智能赋能教育变革：国际经验与未来展望

徐蕊玥 梁昊楠 周琴

摘 要：人工智能引导世界发展的步伐。教育作为国家发展的重要部分，在人工智能时代，应走在改革的前沿，而人工智能赋能教育变革是当前教育改革的重要形式。所谓人工智能赋能教育变革，实际是以人工智能技术为依托，通过教育变革实现未来人才的培养目标。世界各国通过不同方式强调推行人工智能应用策略、构建终身智能学习环境、强化智能时代教师素养和培养“智慧人才”是实现人工智能赋能教育变革的有效途径。本文结合人工智能赋能教育变革的国际经验对未来教育发展提出方向：规避“马太效应”，实现全纳与公平;厘清技术悖论，构建“人机共生”新生态;“为机器立心”，融合人文取向和科学取向的教育。

关键词：国际视野;人工智能;赋能;发展经验;未来方向

中图分类号：G4文献标志码：A文章编号：2096-0069（2021）03-0021-06

收稿日期：2020-12-23

基金项目：第60批中国博士后科学基金资助“基于MOOC平台的教师专业学习共同体构建研究”（2016M602618）;西南大学中央高校基本科研业务费项目“‘互联网+时代教师网络学习共同体构建研究”（SWV1609120）

作者简介：徐蕊玥（1994—），女，贵州都匀人，硕士研究生，研究方向为比较教育学;梁昊楠（1996— ），女，山东淄博人，硕士研究生，研究方向为比较教育学;周琴（1978— ），女，重庆人，教授、硕士生导师，研究方向为比较教育学、教师教育。

“计算机科学和人工智能之父”艾伦·图灵于1950年发表的论文《计算机器与智能》被视为现代人工智能的开端。经过近70年的发展，人工智能已成为产业链条变革和科学技术革命的核心驱动力，许多传统行业正在被颠覆，教育也在变革。“智慧教育” “智能教育”“人工智能教育” “教育人工智能”等相关热词相继问世，人工智能赋能教育变革成为重要趋势。随着理论探索和实践认识的不断深入，人们逐渐意识到人工智能对教育的赋能不应该仅局限于对技术的探索，还应该是还原教育本真，回归人的发展。中国、美国、英国、日本、法国、韩国等在世界上有一定影响力的国家正在积极利用人工智能进行战略调整和教育改革，力求培养新时代人才，增强国际竞争力。各国普遍认为人工智能是未来教育发展的“领航灯”，政府、学校、教师和学生是关键变革力量。因此，本文拟通过分析人工智能先行国的发展战略与推行经验，探索人工智能赋能教育变革的真正内生力量，重塑教育生态，发展未来教育。

一、人工智能赋能教育变革的时代意蕴

（一）人工智能赋能教育变革的时代内涵

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI），又称机器智能，是机器所展示的智能，与人类所显示的自然智能（又称人类智能，Human Intelligence，简称HI）相反。人工智能研究的传统问题主要集中在计算机科学、信息工程、数学、心理学等多重领域，通过智能技术开展相关研究，如知识表示、机器学习、元语言处理、模式识别等[1]。21世纪，伴随着智能技术和相关理论的不断革新，人工智能也开始兴起并被应用于更为广泛的领域，如医疗、交通、住宅、教育等。这些领域井喷式地进入了新的发展阶段，形成新的产业形态和生态。

“赋能”是指对某学术领域、工作行业和行为主体赋予的某种能量。“赋能”一词最开始源于积极心理学，后被广泛用作组织管理学的专业术语和商业经济的营销手段。人工智能赋能教育变革是指人工智能技术与教学活动的深度融合，为教育变革、教师发展、学生培养赋能加力的过程[2]。人工智能赋能教育变革的过程其实就是“人工智能+教育”的形态。人工智能时代下，利用智能技术对某一领域或行业进行赋能的简化表述即是“人工智能+”，随后衍生出了“人工智能+教育”。实质上，人工智能只是一个过渡阶段，充分融合人工智能的人类智能才是智能时代的高级形态。因此，培养人类智能的受体是学生，实施者是教师，人工智能赋能教育变革的关键就在于利用人工智能技术延伸、扩展和增加师生的智能素养，以提高教育教学质量，发展更高级的人类智能。

（二）人工智能赋能教育变革的时代价值

在人工智能赋能教育变革的进程中，“智慧教育”“智能教育”“人工智能教育”“教育人工智能”等教育新生态逐渐形成（如图1所示）。“智慧教育”和“智能教育”代表了人工智能赋能教育变革的理念层面和应用层面。“智慧教育”利用人工智能技术促进教育发展以更好地实现学生智慧的培养。“智能教育”则是践行“智慧教育”的唯一途径。而“人工智能教育”和“教育人工智能”是实施“智能教育”的两种形态，分别代表了人工智能应用于教育领域的实然状态和应然状态。目前，世界各国皆处在“人工智能教育”阶段，是人工智能赋能教育变革的初级阶段。此阶段的特征是弱人工智能主导教育发展，在教育手段、教育内容、教育环境等方面进行浅表面的变革，尚未与学生、教师进行真正的融合，无法实现人工智能对学生情感、态度、价值观的精准分析与培养。“教育人工智能”则是人工智能赋能教育变革的高级阶段，此阶段弱人工智能已经走向强人工智能，教育已超越技术本身，由感知形态进入认知形态，回归教育本真，可以和学生更好地融合，实现学情精准分析，人机协同发展。无论是哪一阶段、哪种形态的“人工智能+教育”，最终目标都是为了发展学生，培养未来社会人才，实现教育理论人性化、教育方法個性化、教育内容精准化、教育手段智能化的教育价值。

二、人工智能赋能教育变革的国际经验

从大数据驱动、物联网、云计算等人工智能技术的实践应用到智能教育、智慧教育、教育人工智能等教育新生态的落地生根，人工智能赋能教育所产生的一系列成果是多种人工智能技术驱动教育发展的结果。目前，世界各国正在积极挖掘人工智能赋能教育的实施路径，具体可概括为以下几个方面。

（一）政府引领，推行人工智能应用策略

人工智能时代，各国政府发挥引导者的角色，颁布了多项人工智能应用策略，积极推动人工智能的发展。2016 年，美国政府相继发布了三份报告，分别是《为人工智能的未来做好准备》《国家人工智能研究和发展战略计划》《人工智能、 自动化与经济报告》，为美国发展人工智能战略计划奠定了基础。这三份报告明确了美国高等教育，尤其是研究型大学，进行人工智能理论的研究和尖端技术的研发，并将培养前沿学科和跨学科人才作为人工智能发展的基石。英国政府于2017年颁布《在英国发展人工智能》，分别从人才培养、课程设置、教育制度上提出了新举措。首先，在人才培养上采取多样化的手段和措施吸引人才，如为留学人员提供人工智能奖学金。其次，在课程设置上开展人工智能课程并认证其学分的有效性。最后，在教育制度上，英国教育部大力培养继续教育阶段的人工智能教育人员，以提升人工智能教育的质量。日本政府也高度重视教育与人工智能相结合，于2016年和2017年分别发布了《日本振兴战略 2016——面向第 四次产业革命》和《人工智能技术战略（草案）（人工智能技术战略会议总结）》，通过总结报告得出日本将人工智能课程分别引入到基础教育和高等教育阶段，以培养学生的编程能力、提升学生的信息素养，同时还将人工智能人才的培养作为国家战略发展的重要部分。我国也十分重视在教育领域应用人工智能技术。2010年我国教育部颁布了教育信息化的实施方略《国家中长期教育改革和发展规划纲要 （2010—2020年）》，并强调信息技术对教育发展具有革命性影响。2012年教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中提出信息技术与教学的融合是未来教育发展的新走向。2016年教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》进一步明确了我国教育信息化发展的总体目标。这三份文件奠定了人工智能在我国教育应用中的基础。2018年教育部发布的《高等学校人工智能创新行动计划》和《教育信息化2.0行动计划》进一步为我国教育领域的人工智能发展指明了方向。

（二）学校主导，构建终身智能学习环境

学校作为教育教学工作开展的主要阵地，是开展人工智能课程、实施人工智能教育和培养人工智能人才的关键场所。韩国作为人工智能技术发达的国家之一，其教育与人工智能技术的发展水平也位于世界前列。自1996年起每隔五年发布一次教育信息化基本规划，其经历了基础设施建设阶段到问题解决阶段，再到高速发展阶段，目前已进入了科学计划阶段。韩国教育正在从信息化向智能化转型过渡，学校智能环境的创设在其中起到了重要的主导作用。韩国教育转型的关键是通过在各类学校使用数字教科书和开展软件教育，营建智能学习环境。韩国数字教科书项目始于2007年发布的《数字化教材普及化方案》，并从2018年起向小学以及初级中学的学生派发数字教科书。同年，韩国教育部还向千余所初级中学的学生推行软件教育，加深学生对人工智能等相关新兴技术的了解。数字教科书是一种数字化教材，结合了教科书、参考书、作业、词典、多媒体内容（包括视频剪辑、动画和虚拟现实等）及各种学习工具，并且可以拓展到学校以外的知识。目前，数字教科书以虚拟现实和增强现实的形式在韩国各类学校的官方网站上发布，用户可以直接在应用商城下载。韩国教育部还宣布在2021年前全面建成中小学无线技术设施设备，用来普及数字教科书。与此同时，地方学校与教育部也建立了緊密的合作联系，在数字教科书的开发更新、教师人工智能素养培养、人工智能设施设备扩大等方面做出了积极的努力。此外，在2018年韩国第六轮教育信息化基本规划中，教育部明确提出了构建终身化智能教育环境，并为各类学校建设智能化教育环境提出了三点建议：①考虑生命的周期，实施终身化的在线教育;②加强职业教育终身化建设，构建职业教育终身化信息管理系统;③支持教育与技术的创新建设，增强学校教育和行政服务效率。

（三）教师参与，强化智能时代教师素养

教师作为实施人工智能赋能教育的关键人物，需要及时更新自身知识储备，提升教师核心素养。从近年各国教师培养状况来看，人工智能时代新增的教师素养主要分为两类：信息素养和数据素养。信息素养一词是1974年美国信息产业机构主席保罗提出的，所谓信息素养就是在解决问题时运用信息技术的策略或能力。随着信息技术的不断发展，智能时代的来临，人们运用信息技术或智能技术的能力出现了差异，即所谓的数字鸿沟。教师作为教育教学的引导者，应该积极发展自身信息素养，这对提高学生的信息素养、缩小整个社会的数字鸿沟起着至关重要的作用。2019年联合国教科文组织发布《教育中的人工智能：可持续发展的挑战和机遇》，强调让教师充分理解人工智能教育并发挥积极作用。因此，教师必须处于教育的发展前沿，及时掌握最新的技能和知识，对教师进行信息素养的职前培养和职后培训，贯通式一体化培养是教师使用信息技术改善教学的关键。该报告还对教师的信息素养能力提出了以下几点要求：①明晰人工智能支持系统是如何促进学习的;②掌握研究和分析数据的能力;③利用人工智能和数字技术培养学生的批判性能力、计算思维和数字技能，以提高学生对人工智能的理解;④利用人工智能对学生进行学习、情感、人际交往方面的指导。简言之，教师必须将信息素养融入专业实践中，以更好地培养学生。数据素养则是人工智能时代对信息素养的延伸，是人工智能时代教师需要掌握的高阶素养。教师的数据素养是指教师通过定位、获取、分析、解释不同类型、不同来源的教育数据，并将结果转变为教学过程中的实际行动，最终用以提升学生学习效果和教师专业发展的一种能力[3]。美国于2001年提出教师必须通过严格的数据分析采用因材施教的教学方式。美国“数据决策项目”中明确指出将教师的数据素养纳入申请教师资格证的考核中。此后，美国学者参与到教师数据素养的研究中，开发了教师数据素养的培养框架和素养结构。如2016年美国学者曼迪纳赫提出了针对教师的数据素养框架，该框架明确规定了人工智能时代教师在不同阶段所应具备的能力结构和知识水平，同时规定了教师使用数据驱动教学的五步路线，即识别构建问题、数据使用、将数据转换为信息、作出正确决策、评估决策[4]。

（四）学生发展，塑造智能时代“智慧人才”

人工智能赋能教育的根本目的是利用人工智能技术，变革传统教育，培养适合新时代发展的“智慧人才”。所谓“智慧人才”是指在人工智能时代会创造、会学习、会沟通、会研判、会协作、会解决复杂问题，且均衡发展知识、技能、能力、品格的新型人才，而不单是技术诱导下的机械产物，是集科学智慧和人文智慧于一体的人[5]。我国学者杨现民提出人工智能赋能多种形式的教育，分别是面向特殊人群的补偿性教育、针对常规业务的替代性教育、服务个性发展的适应性教育。这三类教育充分体现了人工智能赋能教育的多元化和个性化，肯定了人工智能的发展可以改变传统教育的局限性，充分实现全纳教育，塑造多样化的“智慧人才”。首先，人工智能赋能补偿性教育表现出智能技术已经成功运用于特殊教育领域。例如，英国赫特福德郡大学成功开发智能情感社交机器人用于帮助孤独症患者缓解病痛。该机器人的联合视觉和音频提示，不仅可以识别六种常规情绪（包括惊奇、快乐、厌恶、愤怒、悲伤和恐惧），还可以识别其他情感状态，例如困惑等。它可以理解人类的情感困难，适用于所有儿童，对有言语障碍的儿童、患孤独症以及自闭症儿童的训练尤其有效。总之，人工智能为特殊群体提供的补偿性教育可以最大限度地挖掘特殊人群的潜能，发展多元智能，增加其社会价值感[6]。其次，人工智能赋能替代性教育是指人工智能可以替代传统教师执行部分任务。例如美国新泽西州于2010年启动智能导师系统，该系统以平板电脑为载体，为学生提供数学个性化辅导，减缓教师工作负担，挖掘学生的数学能力，为教师提供个性化的指导意见。因此，人工智能为替代性教育增加了多样化的选择，不仅促进学生发展，也优化了教师的教育形式。最后，人工智能赋能适应性教育是指由于个体差异，学生的学习方式和接受能力不同，人工智能可以利用感知化、物联化、定制化等技术特点为学生提供符合自身发展的个性化教育。例如韩国开发插件式综合教学辅助系统（Integrated Teaching and Learning Assistance，简称ITLA），通过建构合作、互动、参与、共享的智能学习系统来为教师、学习者和家长提供实时监控系统、智能辅导系统、协同教育机制、电子学习档案系统和数字化材料制作方法的一体化教育流程。ITLA系统不仅为教师提供了一个优质的智能教学环境，也为学生提供了一个可以随时随地个性化学习的场所和定制化的学习内容，让学生自主参与课堂，有利于学生的个性化发展。此系统已经在韩国数个小学的四年级中成功试点，未来ITLA系统将在各级各类学校中推广应用，进一步为韩国人工智能的发展夯实基础[7]。总之，无论何种类型的学生群体，人工智能的包容性和全面性均可促进他们全面个性发展，为未来社会塑造多样化的“智慧人才”。

三、人工智能赋能教育变革的未来展望

2019年中国政府与联合国教科文组织就人工智能与教育达成一致意见并发布了《北京共识——人工智能与教育》，全面分析了人工智能赋能教育所擦出的“火花”，描绘了人工智能时代教育的发展蓝图。人工智能时代，无论是发达国家，还是发展中国家，都力争通过人工智能技术增强国家实力和国际影响力，而教育作为国家发展的基石必须走在改革前面。面对人工智能赋能教育改革，技术的优越性体现得淋漓尽致。然而尽管各国均取得了不错的成效，但是人工智能赋能的弊端也在逐渐暴露。例如悬置学生主体、教育鸿沟加剧、人文性缺失等。因此，为了引导人工智能赋能教育向善发展，本文结合国际经验和当前问题进行分析，为未来人工智能赋能教育提出新方向。

（一）价值取向：规避“马太效应”，实现全纳与公平

改革开放40多年来，我国教育信息化的建设事业在国家政策的指引下方兴未艾。我国教育信息化的发展经历了“计算机的普及要从娃娃做起”“迎接21世纪的教育振兴行动”“校校通”“班班通”以及“人人通”，凸显了教育信息化人人普及的指导思想。然而，我国目前正在从信息化时代向智能化时代转型过渡，随着社会的不断发展，教育间的贫富差距问题也日益突出。城市人口对于智能技术的接受力和掌握力普遍高于乡镇人口，“马太效应”逐渐产生。所谓“马太效应”其实是指强者越强，弱者越弱。因此，人工智能赋能教育的未来方向之一就是规避“马太效应”，为学生提供全纳性和公平性的教育。《教育現代化2035》中提出实现公共教育服务均等化，努力让全体人民享有更公平的教育。该报告还指出利用重大科技创新，如AI等新兴技术，改变传统的知识传授和获取方式，改善教与学关系，重塑教育生态，引领社会新变革，让人民享有质量更高、更公平的教育。总之，面对人工智能时代“马太效应”，教育行业应积极作出响应，消除数字鸿沟，这是人工智能赋能教育可持续发展的关键举措。

（二）技术路线：厘清技术悖论，构建“人机共生”新生态

人工智能作为一种技术形态的存在，强调了技术的可用性和工具性。但是教育作为一种培养人的活动，更应该强调的是人作为人的价值，而非物的用处，因此，人工智能赋能教育未来的另一方向是厘清技术悖论，构建“人机共生”新生态。所谓技术悖论是指技术的出现是为了服务人类和更好地改善人类社会，但是随着技术的发展，它逐渐露出真实面貌，背离了服务人、发展人的核心理念，开始朝着人类发展的对立面行驶。人工智能时代，随着技术的发展，其弊端也逐渐暴露。首先，师生教学自主性丧失。部分教师在教学活动中过度依赖信息技术，缺乏和学生的交互，使得教学过程被机器操控。学生丧失独立性，作业的完成或者实践创新活动完全依赖于智能设备。其次，技术对道德问题产生冲击。如不良咨询泛滥、青少年网络成瘾、个人信息被窃取、网络恐怖主义和恶意网站屡见不鲜。《2019 年教育信息化和网络安全工作要点》中提出推行网络思想政治和法治教育，强化网络安全问题，规范校园APP的使用，为师生提供绿色网络空间。我国目前人工智能赋能教育体现出了教育技术从辅助教育到重塑教育生态的变革趋势。因此，需厘清技术悖论，消除技术弊端，加强人机协同发展研究，构建未来教育新生态。

（三）教育方向：“为机器立心”，融合人文取向和科学取向

人工智能在教育领域的真正作用要落实在教育本身。然而世界各国目前正在紧锣密鼓地展开学习智能技术的课程，如韩国的软件教育、日本基础教育阶段的人工智能课程。不可否认的是，信息素养、数据、人工智能素养是当代学生和教师的必备素养，但是若只追求技术发展，忽略教育的人文使命，教育的意义将被弱化。可以预见的是，未来社会许多职业将会被技术代替。为了社会的有序发展，教育应该义不容辞地向技术抛出“人文”的橄榄枝。首先，“为机器立心”，无论是信息技术基础设施设备，还是智能机器，都是由人类创造的。人类怀揣怎样的心灵，便会研制出怎样的机器。因此，“为机器立心”，不仅要让机器拥有一颗向善的“心”，更要为人立心、为教育立心。古今中外，无数科技行业的能人志士，无不通晓人文社会知识，如我国航天航空事业的开拓者钱学森先生，对音乐、文学样样精通，他提出了“让科学与艺术联姻吧，那将会创造奇迹”。法兰克福学派代表人物韦伯指出人与社会实践的完整理性是由工具理性与价值理性组成的。工具理性来源于技术发展，价值理性来源于人文素养。因此，“为机器立心”，让机器肩负人文使命，让教育走向人文。其次，教育需引领真、善、美的实现。如2011年韩国政府发布的智慧教育战略，其教育目的是帮助学生恢复自然本性，摆脱现代科技的束缚，减小学生学业压力，培养拥有智慧的学生。因此，在人工智能时代，科技的发展势不可当，教育应该培养学生的科技能力，但是也要回归教育本真，以人为本，促进学生真、善、美的实现。

[1]Luger G.Artificial Intelligence：Structures and Strategies for Complex Problem Solving[M].5th Edition.Bostan：Pearson Addison Wesley，2004.

[2]蔡宝来.人工智能赋能课堂革命：实质与理念[J].教育发展研究， 39（2）：14-20.

[3]李新，杨现民，晋欣泉.美国教师数据素养发展现状及其对我国的启示[J].现代教育技术，2019，29（4）：5-11.

[4]MANDINACH E B，GUMMER E S.What Does It Mean for Teachers to Be Data Literate：Laying Out the Skills，Knowledge，and Dispositions[J].Teaching and Teacher Education，2016（60）：366-376.

[5]祝智，彭紅超.智慧学习生态：培育智慧人才的系统方法论[J].电化教育研究，2017，38（4）：5-14，29.

[6]杨现民，张昊，郭利明，等.教育人工智能的发展难题与突破路径[J]. 现代远程教育研究，2018（3）：30-38.

[7]JO J，PARK K，LEE D，et al.An Integrated Teaching and Learning Assistance System Meeting Requirements for Smart Education[J].Wireless Personal Communications，2014，79（4）：2453-2467.

（责任编辑 孙兴丽）