近年來，人工智能在圖像識別、語音識別、機器翻譯、人機交互、無人駕駛等諸多行業(yè)取得了突破性進展，并加速沖擊著社會、生產(chǎn)、生活等各個領(lǐng)域。當人工智能與教育相遇，會出現(xiàn)什么樣的場景?在剛剛結(jié)束的國際人工智能與教育大會上，教育部部長陳寶生以題為《中國的人工智能教育》的主旨報告對此進行了展望。他指出人工智能是實現(xiàn)教育生態(tài)重構(gòu)的有效手段，人工智能技術(shù)的應用將徹底改變教育的時空場景和供給水平，并進而構(gòu)建出一種新的靈活、開放、終身的個性化教育生態(tài)體系。
如果把教育比作一個系統(tǒng)，人工智能就是一種“外來物種”。當前的教育系統(tǒng)從目標到內(nèi)容、從制度到流程都帶有較強的固定性，其中的要素相對單一。知識被認為是有關(guān)世界的事實和如何解決問題的程序的集合，學校教育的目標就是將這些事實和程序弄進學生的頭腦，教師對這些事實和程序“聞道在先”，他們的職責就是將知識傳輸給學生，而確定學校教育成功與否的方式就是檢查學生獲得了多少事實和程序，這樣的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成單一、缺乏緩沖、容易崩潰。作為“外來物種”的人工智能需要發(fā)揮其優(yōu)勢將單一的生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樨S富的生態(tài)系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的構(gòu)成要素，增強系統(tǒng)的緩沖性，提升系統(tǒng)的抗崩潰性。
新一代人工智能正在全球范圍內(nèi)蓬勃興起、加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學習、跨界融合、人機協(xié)同等特征，教育正在從封閉走向開放，在開放中進一步打破了權(quán)威對知識的壟斷，加速了教育的自我進化與知識的老化，并在加速形成迅速膨脹的全球性知識庫，作為教育核心的學習這一要素正在被深度改變。同時人工智能已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中展現(xiàn)了遠超人類的能力，學校教育沒有必要在人工智能擅長的領(lǐng)域與之一較長短，在目標設(shè)定上要重視人工智能無法替代的只有人類才具有的能力的培養(yǎng)，比如批判性思維、想象能力、創(chuàng)造能力、同理心、好奇心等。人工智能賦能教育首先要解決目標的問題，要為目標升級注入新動能。
人工智能技術(shù)已經(jīng)改變了人類活動的時空結(jié)構(gòu)，技術(shù)改變了學習資源的分布形態(tài)，改變了參與者之間的教育關(guān)系。在此情況下，人工智能要實現(xiàn)學習者可以在任何時間、任何地點通過多種渠道接入學習，獲取知識不再局限于學校教育內(nèi)部，更不能局限于課堂。首先利用輔助學習智能機器可以還原知識產(chǎn)生的過程，突破學科的界限、書本的界限、時空的界限，其次利用可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實等將現(xiàn)實的物理場域與虛擬場域相結(jié)合突破教室、學校的界限，通過在學校物理空間之外營造虛擬空間與交互空間，實現(xiàn)了涵括學生完整學習圈的學校教育場域重構(gòu)。
實踐已經(jīng)證明，凡是可以明確地用規(guī)則進行描述的領(lǐng)域，無論多么復雜，人工智能機器人都將遠超人類。在傳統(tǒng)教育生態(tài)中，學生承擔著所有的受教育任務(wù)，既要記憶、理解，又要應用、分析，還要評價、創(chuàng)造，大量確定的、重復的、機械的任務(wù)需要學生反復操練。當人工智能進入教育后，它可以幫助學生處理規(guī)則確定性、動作機械性、過程重復性的教育任務(wù)，讓學生有更多的時間和精力去處理富有情感性和創(chuàng)造性的活動。如此一來，人工智能提供了行為主體的智能代理功能，改變了教育任務(wù)的分配，并使得學習不僅發(fā)生在學生頭腦中，還發(fā)生在人與智能工具的交互過程中。
人工智能加教育大數(shù)據(jù)，一方面讓教師備課更具有針對性，上課更具有時效性，另一方面還能替代教師閱卷等繁重勞動，釋放教師的時間與活力專注于教學改進。人工智能賦能學習可以拓展學生學習的時空，讓學習可以無處不在、無時不在。高仿真技術(shù)可以使學生難理解的概念可視化，難表征的過程具象化，提高了學生對于知識的理解和可遷移性。各種智能學伴技術(shù)可以為學生打通鏈接海量有關(guān)信息源的通道，使得海量資源隨時可得，把真實問題、真實數(shù)據(jù)帶入學生視野。虛擬技術(shù)可把教師、學生、家長、專家等不同的興趣共同體與學校連接在一起，促進相互間的互動和學習，并提供促進學習的工具和支架，幫助學生進行知識的表征、組織、建構(gòu)、分享、管理、表達、反思等，提升其學習能力。此外，人工智能的圖像識別、語音識別、表情識別技術(shù)能夠全方位記錄、加工、分析學習者的學習過程，使得學生可以獲得來自工具、教師和同伴的即時反饋，反思自己的學習，提高學習的元認知能力。
(作者系北京教科院課程教材中心副主任、研究員)