人工智能如何塑造學習的未來

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

報告指出，盡管早期形態(tài)的人工智能已在教育領(lǐng)域應(yīng)用超過60年，但近年來人工智能技術(shù)的進步正在教育領(lǐng)域引發(fā)深刻變革。報告以教育4.0時代的構(gòu)想為目標框架，揭示了當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)用于教育的風險和應(yīng)對措施，報告還結(jié)合案例和人工智能技術(shù)特性提出了推動“人工智能+教育”發(fā)展的政策建議，呼吁各國政府、企業(yè)和社會團體共同努力，實現(xiàn)教育領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和變革。

教育4.0時代世界教育面臨三大挑戰(zhàn)

教育4.0時代機遇和挑戰(zhàn)并存，報告以未來教育模式和人才培養(yǎng)需求為導向，分析了當前全球教育面臨師資差距、管理和評價差距以及數(shù)字技能差距三方面挑戰(zhàn)。

師資短缺形勢嚴峻。據(jù)聯(lián)合國教科文組織預(yù)估，以實現(xiàn)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》為目標，全球教師缺口數(shù)量為4400萬。根據(jù)世界經(jīng)濟論壇《2023年未來就業(yè)報告》，今后1/4的工作崗位面臨轉(zhuǎn)型，勞動力市場對人才能力需求的變化，將使技能培訓和終身教育需求與日俱增，教師需求缺口或?qū)⒊掷m(xù)擴大。報告表明，吸引人才流入教師隊伍的有效方式是增加薪資，并重塑教師職業(yè)發(fā)展目標，但經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（以下簡稱“經(jīng)合組織”）不少成員國現(xiàn)階段尚無法提供這一支撐。

教師行政負擔重且教育評價效率低。報告指出，美國和經(jīng)合組織成員國教師平均花費約一半工作時間在完成行政類工作上，美國教師每周平均工作54個小時，其中僅44%的時間用于教學。加之師資缺口不斷擴大，教師行政負擔或?qū)⒗^續(xù)加重。報告指出，提高行政事務(wù)的自動化水平和學校任務(wù)的人性化水平，可有效緩解教師行政負擔重這一痛點，釋放教學時間，使教師更專注于因材施教等更高效能的教育環(huán)節(jié)，同時亦有利于提高教師職業(yè)吸引力。在評價方面，教學改進缺乏數(shù)據(jù)支撐。盡管評價是教學中的常見環(huán)節(jié)，但突破校際和國界的高效橫向評價并不常見，如經(jīng)合組織開展的國際學生評估項目（PISA）每三年才進行一次。教學成果數(shù)據(jù)的普遍性缺失，使得教育系統(tǒng)缺乏適應(yīng)全球人才市場需求變化的靈敏度。人工智能與教育評價融合，可為教育工作者提供實時、數(shù)據(jù)驅(qū)動的洞察力，還有助于更有效地進行教學成果的非量化評價，為教學實踐和課程開發(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，是未來人才的重要標志之一，也是生產(chǎn)力增長的重要動力之一。然而，報告顯示，在全球勞動力市場，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)展進程也在放緩。教育是打破這一不良循環(huán)的有力抓手，報告提出，為促進經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展，教育應(yīng)該囊括有關(guān)數(shù)字技術(shù)使用的學習內(nèi)容以及如何成為安全、合乎倫理道德的技術(shù)生產(chǎn)者和消費者的學習內(nèi)容。

人工智能可從四個方面攻克教育面臨的挑戰(zhàn)

善用人工智能可為教育4.0時代帶來攻克挑戰(zhàn)、轉(zhuǎn)型升級的機遇。報告有針對性地分析了人工智能技術(shù)在簡化教育行政流程、提高教學評價效能、培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)和實現(xiàn)個性化學習等方面的具體應(yīng)用及效果。

人工智能可有效簡化行政流程，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)量提供了機會。報告以大語言模型應(yīng)用為例，認為教育環(huán)節(jié)中約占總工作量20%的文書等行政工作，可通過技術(shù)完成自動化；約占總工作量8%至20%的問題分析和解決類工作，如備課或組織教學評價等，可借助人工智能實現(xiàn)效能提升。報告同時強調(diào)，實現(xiàn)以上效果需要前期精心設(shè)計，凸顯以人為本原則，如強化社會情感支持、家校共育等方面。

人工智能可提高教育評價的即時性、靈活性。人工智能有助于避免傳統(tǒng)教學評價的線性和滯后性，不僅可以即時產(chǎn)生教學評價，評價實施一方還可根據(jù)教學對象實際情況或應(yīng)用場景進行編程修改，靈活調(diào)整評價方式，且可以讓包括學生、教師、家長、學校管理者和政府部門在內(nèi)的相關(guān)方及時有效地獲得分析結(jié)果，以便各方作出科學決策，實現(xiàn)適應(yīng)未來、反饋靈敏的動態(tài)評價模式。 

人工智能與教育的集成優(yōu)勢還在于對學生數(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)字工具和平臺的能力，還包括批判性思維、解決問題的能力、創(chuàng)造力和對人工智能倫理的認知等。人工智能與教育融合，可為學生提供了解人工智能概念及其影響的機會。將人工智能融入課程并不意味著每個學生都必須成為人工智能專家，與之相反，重點應(yīng)放在培養(yǎng)意識、好奇心和建立基礎(chǔ)理解上。報告認為，數(shù)字素養(yǎng)可以更好地幫助學習者掌握分辨事實和錯誤信息的能力，以及強化對網(wǎng)絡(luò)安全和算法風險的意識。這些都是數(shù)字時代的重要素養(yǎng)，也是未來人才的重要衡量指標。

人工智能技術(shù)可輔助實現(xiàn)個性化學習。人工智能技術(shù)可根據(jù)學習目標和學習者情況提供個性化學習內(nèi)容，還可根據(jù)學習者反饋和行為偏好調(diào)整學習進度、難度和風格。在學習呈現(xiàn)方式上，也可通過多種模式滿足學習者在視聽等方面的不同需求，提高學習效果。例如，人工智能技術(shù)可幫助視聽障礙學生完成全納教育。但需注意，人工智能輔助個性化學習的最佳方式依然是由教師提供支持和引導。 

防范人工智能應(yīng)用于教育的問題和風險

盡管人工智能融入教育可有效提升學習體驗和成果效能，為培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的未來人才做好準備，但報告也指出，各國家長、教育工作者和教育行政人員對人工智能應(yīng)用于教育過程中產(chǎn)生的問題和隱藏的風險表示擔憂。

報告指出，各國在“人工智能+教育”的實踐應(yīng)用中要認識到，在缺乏適當規(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，存在一定的風險。人工智能在收集大量數(shù)據(jù)的同時，會產(chǎn)生學生數(shù)據(jù)和隱私泄露的風險。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)教學秩序被技術(shù)顛覆的風險?；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大的風險。另外，如果教育領(lǐng)域不對生成式人工智能加以規(guī)范，虛假和錯誤信息將對青少年認知產(chǎn)生嚴重不良后果。

報告通過各國實踐案例研究，明確了在教育領(lǐng)域應(yīng)用人工智能時規(guī)避風險的五個條件：

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，重視教與學之間的互動，關(guān)注技術(shù)對決策的支撐作用。

人工智能的應(yīng)用必須以強有力的數(shù)據(jù)隱私和安全協(xié)議為前提，確保敏感信息受到保護。實踐應(yīng)用需建立在對人工智能倫理的認識和理解基礎(chǔ)上，并將數(shù)據(jù)嚴格控制在教育領(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“人工智能+教育”的效果和性價比充滿信心。

學生、教師和行政管理者必須享有充分的培訓和提高技能的機會，以使其能夠有效駕馭人工智能。

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

報告最后稱，下一階段將在教育4.0視野中深入探討人工智能對教育的塑造作用，持續(xù)對成功案例進行研究，關(guān)注政府、企業(yè)、教育工作者和民間團體之間的廣泛合作，進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。

（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]）

《中國教育報》2024年05月23日第9版