人工智能促进教育数字化转型的国际经验及启示*
——2022 年国际人工智能教育大会述评
2023-02-14孟文婷廖天鸿王之圣施宇熹翟雪松李媛通讯作者
孟文婷 廖天鸿 王之圣 施宇熹 翟雪松、3 李媛[通讯作者]
(1.浙江大学 外国语学院,浙江杭州 310058;2.联合国教科文组织总部,法国巴黎 75007;3.浙江大学 教育学院,浙江杭州 310058)
一、引言
党的“二十大”报告对教育发展提出了一系列新思想、新观点和新论断,将“推进教育数字化”写进党代会报告,凸显进一步释放教育数字化潜力,打造全纳终身教育服务体系的战略目标。当前,“教育数字化战略行动” 已作为教育部重点实施工作纵深推进,在新基建建设、教学创新、管理体制改革等方面取得了较为显著的成果(怀进鹏,2022)。 然而,一方面,我国地缘辽阔,经济发展不均衡,教育改革方向同样面临区域发展不平衡、特色各异的困境。 充分借鉴世界各国教育数字化改革经验,对于寻求政策支点和完善技术路径有着重要意义。 另一方面,随着世界一体化的不断推进,教育问题已无法成为一个区域可以自主解决的问题,教育问题的优化也是影响未来世界公民的价值观,进而推动全球社会协同治理,维护世界和平与安全、稳定与发展等重要国际问题的文化基座。
二、背景与契机
中国政府近年来高度重视与联合国教科文组织(UNESCO)在数字教育领域的合作(如表1 所示)。从2015 年协同UNESCO 发布信通技术赋能全纳教育的《青岛宣言》,到2019 年形成了人工智能与教育的《北京共识》,再到联合发布《基础教育阶段人工智能课程全球报告》,这些发展共识鼓励各国教育研究者利用人工智能来破解教育数字化改革中的难题,进一步推动人工智能和教育领域的知识共享, 为促进国际合作提供可持续的平台。 自2019 年开始,中国政府与联合国教科文组织协作举办了四届国际人工智能与教育大会。前三届大会主要聚焦建立共识、保障公共数字化学习机会, 但较少提及利用人工智能和大数据实现教育数字化转型的具体措施、 方法工具和实践经验。2022 年12 月5-6 日,2022 年国际人工智能教育大会以“引导人工智能赋能教师,引领教学智能升级”为主题,围绕如何设计和应用人工智能提升教师能力,就教学方法变革,特别是在应用人工智能改善弱势群体教育机会和质量等问题上分享了实践经验, 并共同探讨了智能时代教师所需的新素养。 这标志着人工智能与教育发展到了一个新的阶段,正在逐年走向细化和深入,更加指向教育实践的升维提质。会议邀请了来自中国、美国、澳大利亚、南非、西班牙等国家100 多位嘉宾发言,包含18 位部长或副部长。 各会议环节共有来自120 个国家约3000 人实时在线参会,中国直播平台的实时观看人数超20 万,大会产生了广泛的国际影响。
表1 中国政府与联合国教科文组织共同推动人工智能教育发展的进程
三、共享人工智能推动教育数字化转型经验:加快智能教育各要素的升级
(一)各国人工智能推动教育数字化转型的区域性特色
人工智能是教育数字化转型的数字基座和教学范式变革中的重要元素, 在连接碎片化决策过程、优化教育公共服务供给流程等方面发挥着独特作用(UNESCO,2022)。 由于人工智能多学科、强融合的特点,其推动教育数字化转型的过程离不开智能技术与公共政策的有机配合,需要国家层面的整体规划和战略推动(苗逢春,2019)。在本次大会的全体会议中,中国、韩国、印度尼西亚等十余个拥有较大公共教育系统国家的教育部部长,分别对各国人工智能推动教育数字化转型的战略规划和实践经验进行交流。
各国根据自身的教育发展情况因地制宜, 形成了各自具有区域特色的人工智能赋能教育数字化转型战略,主要包括:一是积极响应联合国教科文组织的政策建议。 基于联合国教科文组织前期发布的指导性文件, 各国都制定了相应的人工智能赋能教育数字化转型国家战略。我国教育部副部长孙尧指出,中国在《北京共识》基础上,实施了“教育数字化战略行动”。 韩国则是在联合国教科文组织《人工智能伦理建议书》的基础上,进一步制定了专门针对教育领域人工智能的伦理原则。 二是通过联合国教科文组织与各国开展国别间的合作共建, 解决区域性的教育问题。 斯洛文尼亚率先建立了第一个由联合国教科文组织赞助的国际人工智能研究中心(International Research Centre on Artificial Intelligence,IRCAI),该中心由国际科学委员会督导,运用人工智能算法提高斯洛文尼亚开放数字教育资源的内容质量和可访问性。 三是创新专业性人工智能学术机构的体系建设,赋能行业数字化转型。阿联酋教育部长艾哈迈德·贝勒胡尔·法拉西 (Ahmad Belhoul Al Falasi)介绍了世界上第一所以人工智能为特色的大学——穆罕默德·本·扎耶德人工智能大学(Mohammad Bin Zayed University of Artificial Intelligence,MBZUAI), 该校的建校宗旨是专注于人工智能领域研究生层面的培养和应用技术开发, 通过人工智能与各学科的深度交叉,驱动各行业的数字化转型。
(二)各国人工智能推动教育要素数字化升级的经验
本次大会紧扣人工智能在教育中的几个关键痛点, 讨论了若干教育要素如何在人工智能推动下迭代, 包括:“界定和培养教师人工智能教学素养”“基于设计引导人工智能赋能教师、 促进教学与学习的变革”“在教学、 学习和评估中应用人工智能的创新及最佳实践”。 各国通过案例分享,充分展现了数字化对教育流程的再造。
(1)人工智能推动教师数字能力再定义。 语义算法与大数据技术的快速发展,对教师的信息素养与数据素养提出了新要求。 蒙古教育与科学部部长恩赫-阿姆加兰·卢夫桑瑟伦(Enkh-Amgalan Luvsantseren)认为,当今的教师不仅需要能够在人工智能环境下教学,更需要掌握人工智能的算法原理教学。韩国国立教育大学教授宋基生(Ki-Sang Song)分享了韩国的教师人工智能能力框架,该框架包括课程规划能力、教与学设计能力、 教与学执行能力以及教与学评估能力。 其中,针对课程规划能力,宋基生强调教师不仅需要知识储备与技术应用的能力, 还要拥有探索人工智能相关的教学主题的能力, 并对人工智能素养、 人工智能伦理和人工智能环境重建等相关知识提出了系统性要求。(2)人工智能要推动教育数字化改革走向规模化。 芬兰图尔库大学学习分析中心主任米科-尤西·拉克索(Mikko-Jussi Laakso)分享了该校开发的ViLLE 平台。 该平台与芬兰全国大多数学校及机构达成合作, 实时收集学习者在平台的学习数据,以即时反馈和自适应学习的形式,实现大规模学情分析及干预。(3)利用人工智能赋能素质教育的全面提升。 人工智能在教育中的作为不应仅体现在减少传统教学环境下的工作量, 而是为了促进面向素质全面发展的教育范式, 这同样是全球公认的未来教育的发展方向。 巴西国家教育部基础教育副秘书长赫尔伯·维埃拉(Helber Vieira)分享了基于视觉计算和自然语言处理的文本评估模型, 有效提升了学习者的逻辑架构能力和情感表达能力。 北京通用人工智能研究所常务副所长董乐分享了使用姿态识别技术,为学习者的舞蹈课程提供学情分析,并实时对学习者的创编作品进行精准评价反馈的案例。
四、共商教育数字化改革的合作模式:全球多元声音和智慧协同
(一)集结社会力量,创新教育数改合作范式
在本次大会平行会议中, 各方代表均表示教育数字化转型并非教育单独一个部门的职责, 从人工智能合作领域的发展趋势上看, 要逐步推动社会各界与教育部门的协同,推动合作从经验走向数据、从无序走向有序、从分工转向协作,主要体现在以下三个方面:
(1)突破传统政校企协作,让行业协会、非政府组织等社会力量充分融入其中。 德国非政府组织Lecturio 伙伴关系主任桑亚·桑托(Sanja Santo)介绍了他们利用与哈佛大学、耶鲁大学、约翰霍普金斯大学、伦敦大学、帝国理工学院等顶尖高校在人工智能领域合作关系, 为埃塞俄比亚医学教育提供专门的综合内容库与全链路智能问答。一些投资机构,如美国TeachFX、德国YOU 基金会利用资本和社会资源优势,也纷纷投入到智能教育领域。一些专业性科研机构利用科研优势加入智能教育的协作体系中,例如以色列魏茨曼科学研究所基于大数据和机器学习算法支持, 定制了服务于教师的交互式教学工具—GrouPer(Group-based Personalization),并 免 费 为 整个以色列教师群体使用。 (2)促进人机协同,让人工与智能相互成就。 世界银行高级经济师胡安·巴伦(Juan Baron)、英国伦敦大学学院人工智能教育应用教授卡西卡·波雷斯卡-波姆斯塔 (Ka ka Porayska-Pomsta) 和我国教育部教师工作司任友群司长分别分享了各自国家智能化人机协同学习工具和系统。他们一致认为, 人机协同能有效作用于学习者的技能情景训练,为求职面试提供悦趣化、互动性的学习体验。(3)通过智能教育强化对区域科技和文化的传承。 来自阿拉伯联盟教育、 文化和科学组织(ALESCO)信息通信技术教育主任穆罕默德·詹姆士(Mohamed Jemni) 介绍该组织在智能教育中的宗旨,即通过教育、文化和科学促进阿拉伯知识分子的团结,提高阿拉伯世界的教育、文化和科学水平,从而为世界文明做出积极贡献。 近年来,该机构通过开设“阿拉伯编程周”等系列赛事和讲座,构建嵌入数字资产(Non-Fungible Tokens,NFT)的教育元宇宙,在阿拉伯联盟教育文化和科学组织(ALESCO)成员国之间形成生态学习网络, 以积极有效地促进整个阿拉伯世界的中小学的人工智能技术教学合作与共赢。
(二)推动南南合作,鼓励人工智能教育领域的非洲优先原则
当下, 国际形势风云变幻, 诸多全球性危机四起,如何利用教育推动欠发达地区的发展,从而化解国际争端,己成为国际社会密切关注的议题。通过全球伙伴关系支持非洲优先, 更是彰显教育对边缘群体发展的重要意义。塞内加尔国家教育部部长赛克·乌马·阿纳(Cheikh Oumar Anne)、尼日利亚通信和数字经济部特别助理阿布巴卡尔·达希鲁(Abubakar Dahiru)等多位非洲国家领导人纷纷表示,非洲大陆普遍面临着人工智能教育相关政策制定不足、 网络互联互通性较弱、 伦理问题与隐私保护处理不当等诸多困难。因此,联合国教科文组织呼吁国际社会建立国际标准来引导人工智能的发展, 利用数字资源赋能教师、变革教育,将学校建成安全的、健康的、包容的、互通的学习场所,促成教育现代化以及可持续性发展。
在联合国教科文组织的倡议下, 我国率先担起责任, 引领中非在人工智能教育领域的深层次合作与发展。 结合“一带一路”战略并秉持着非洲优先的原则,我国在教师培训、教师工具定制与系统开发方面积极与非洲各国展开南南合作, 弥补了以往实践性不足或成效不显著的局面。其中,教师素养关系着教育变革的成败,因此必须以新理念、新技术为教师赋能。 联合国教科文组织高等教育创新中心主任李铭分享了由联合国教科文总部高教处主导、 深圳市政府共同设立的深圳信托基金所做的贡献。 由该中心发起成立的国际网络教育学院, 帮助发展中国家高校教师提升在线和混合教学能力。目前,已有来自135 个国家、60 所高校的上万名大学教师参加了该学院的人工智能应用技术培训, 这极大提升了教师的混合教学能力。 上海的联合国教科文组织教师教育中心研发了教师教育决策研修包、 教师领导力研修包、 教师高阶思维能力研修包等一系列为教师量身定制的教学工具,供非洲诸如坦桑尼亚、苏丹等国的教师结合当地条件与现状自主灵活使用。我国还动员了一批教育科技企业,在包括埃及、埃塞俄比亚、尼日利亚等非洲34 个国家多所高校内设立了智慧教室, 通过数字技术为发展中国家提供远程教学帮助,为全球教育数字变革贡献中国力量与中国方案。
(三)强化伦理建设,完善人工智能教育的数字人文体系
当前,人工智能技术的教育应用仍处于试错、纠错的探索阶段。 该阶段的特征是私营数字技术提供商形成了以个人或集团形式存在的私有数字霸权,进而引发了企业炒作、算法歧视、教育不平等、数据隐私侵犯等伦理问题(苗逢春,2022a)。 2021 年,《人工智能伦理问题建议书》 在联合国教科文组织大会第41 届会议上获得通过,这为管制人工智能伦理问题, 确保人工智能的有效应用提供了国际化的行动准则。 如何在教育拥抱人工智能的过程中坚守伦理道德规范和标准,避免企业的过度控制,维护学生和教师的权益,成为全球亟待反思的议题(李艳,等,2021)。 在本次会议中,研究者分享了各国人工智能赋能教育数字化改革中的伦理建设经验。
一方面,要谨防学校和教师对教学的失控。教育数字化改革在技术领域很大程度上受制于投资者的影响, 这种投资者主导的人工智能教育其目的仍是获利,这会导致学校和教师逐渐失去对教学的控制。英国爱丁堡大学的本·威廉姆森(Ben Williamson)教授指出, 不要过分依赖企业主导的大型技术计算基础设施,以公司企业为主导的人工智能会对学生、教师、管理人员以及内容提供商进行不负责任的控制。威廉姆森教授还提到学生和教师在此过程中可能会出现的弄虚作假问题,这也表现出了教学的失控。
另一方面, 教育数字化改革要充分体现数字包容性,将道德设计融入人工智能教育。智能机器的道德设计是以设计的方式将道德内嵌于机器之中,使其具有责任归因的可能性(于雪,2022)。西班牙国家教育技术与教师发展研究所主任胡里奥·阿尔巴拉德(Julio Albalad)和法国蔚蓝海岸大学哲学教授瓦妮莎·努罗克(Vanessa Nurock)均提出,要把道德设计用在人工智能教育中。 人工智能教育是一种共同利益, 要关注道德实践和道德原则, 从原则走向实践,也要从实践回到原则。人工智能伦理作为新的事物本身具有复杂性,在教育领域还未形成完善的理论架构和治理体系。与会专家学者从商业冲击、以人为本、道德设计、师生影响等角度强调了把握人工智能伦理边界、明晰道德责任、规范技术发展的重要性。
五、共建人工智能教育未来:促进教育的全纳与韧性
(一)汇集青年力量,培养未来领袖
本次大会特别设置了青年平行论坛, 关注青年声音,培养未来领袖。这些青年学者大多来自教科研一线,既能着眼于一线教学的困境,又能站在未来长远发展的立场, 为未来智能教育方向提供全新的审视角度,他们主要关注数字化改革效能、游戏化学习和知识图谱重构这三项议题。
(1)教育数字化转型要坚持以效能优先为原则,服务教育管理的系统性治理。 喀麦隆CAYSTI 项目主任、 青年代表阿丽尔·基蒂奥·萨姆 (Arielle Kitio Tsamo)认为,需要通过大数据及训练的模型,预测各地区学生需求和学校的建设体量, 从而优化教育资源的分配。 (2)肯尼亚的青年代表埃利·萨瓦蒂亚(Elly Savatia)则关注到游戏产业的迅猛发展,提出将人工智能与游戏产业相结合的设想, 认为这将会大大提升学生对于学习的兴趣, 并帮助学生在沉浸式的学习环境中开展学习。(3)教育数字化要打破传统以知识为中心的图谱结构, 构建以学生成长为中心的知识图谱。 知识图谱日益承担起助力行业智能化的使命。 来自浙江大学的博士生朱雨萌分享了浙江大学以知识图谱为核心, 贯通智慧教室、 数智平台、云服务的数智驱动技术框架。 该框架基于“大中台、微应用”的理念,将原本以部门为单位的系统拆分为以学生发展为中心的应用模块。 在“中台”架构下,各应用模块数据通过数据中台得以清洗和归一,应用功能通过统一的业务中台来组装搭建。 其优势在于能依据学生动态的发展需求及时创建、 拆分和整合各类应用需求, 也能够最大效率地串联和融通底层数据。 浙江大学中台设计模式高效地对学生的能力图谱形成画像,并与知识图谱共同作用,帮助教师更加精准地刻画学生知识掌握情况, 从而进一步优化学情研判、学习路径规划与学习资源推荐。
(二)树立女性形象,发挥性别优势
缩小性别数字鸿沟(Digital Gender Divide)是促进教育全纳原则的重要组成部分。 女性作为基础教育的主要力量, 在实践人工智能促进教育数字化转型过程中发挥了关键作用。 根据联合国教科文组织统计研究所的数据显示,截至2020 年,全世界范围内基础教育阶段女性教师占比达到67.28%,我国基础教育阶段女性教师占比达到71.43%。 可见,数字时代对于女性教师的赋能深切关系到现代化教师队伍的建设(UNESCO, 2022)。据经济合作与发展组织(OECD)调查结果显示,成员国中15 岁女性希望成为信息通信技术相关行业从业者的平均比例只有0.5%(男性为5%)(但金凤,等,2022)。
联合国教科文组织在2014 年和2019 年分别制定了《2014-2021 年性别平等优先中期规划》和《从受教育权到教育赋能: 教科文组织关于教育中的性别平等和通过教育实现性别平等的战略(2019-2025年)》(联合国教科文组织, 2014; UNESCO, 2019a),以确保数字时代的女性能够平等地接受教育并得到更多相关支持。 数字性别鸿沟的形成是社会文化因素和环境共同作用的结果, 长此以往会造成女性科学技术自信不足和数字身份认同缺失(Frei-Landau,et al., 2022)。 在本次大会的平行会议中,来自中国、印度、 澳大利亚等国家的女性代表在探讨这一话题时,指出数字时代应进一步发挥女性自身性别优势,建立女性数字形象认同,进而为女性赋能。
(1)数字时代为女教师赋能需要进一步发挥女性优势。 中国北京市海淀区教师进修学校的罗滨校长提出,数字时代要发挥女教师的耐心、坚韧、亲和力等品质在人际交流、 家校协同方面的优势和示范作用,以提高女教师的价值感,树立教学自信。(2)数字时代女性也需要在STEM (Science, Technology,Engineering and Mathematics, STEM) 教育中获得更多的认同。澳大利亚麦考瑞大学高级讲师安妮·福布斯(Anne Forbes)指出,女性在STEM 教育领域的学习者和从业者远远不足, 父母和教师需要在童年时期就为接触STEM 教育的女性提供及时的引导、反馈和认可, 以帮助他们获取更高的STEM 知识和认知水平。(3)数字时代的女性发展需要更多的女性榜样。 印度Coding and more 公司创始人苏普里亚·布瓦卡(Supriya Bhuwalka)和黎巴嫩贝鲁特美国大学的玛丽埃特·阿萨德·阿瓦德(Mariette Assad Awad)教授为女性在科技领域的发展提供了成功的案例,这两个由女性团队领导和管理的平台不仅为更多的女性学习者提供了学习STEM 技能和人工智能知识的平台,形成了支持职业培训的生态,更重要的是案例中的女性决策者、 管理者和培训者树立的良好榜样,加强了数字时代的女性自我认同,能够鼓励更多的女性进入信息科技领域。
(三)关注特殊需求,关爱特殊群体
1992 年第47 届联合国大会将每年的12 月3日定为“国际残疾人日”。时至今日,这些特殊人群往往在学习、 工作与家庭生活中会遇到各种各样的障碍。 本次大会的平行会议展示了在特殊教育中的人工智能创新及最佳实践, 旨在呼吁国际社会关注特殊需求,关爱特殊群体。
随着人工智能的蓬勃发展, 越来越多的人工智能被应用于特殊教育, 识别和分析那些有着视听障碍、语言障碍等特殊人群的需求,并为他们提供便捷服务(翟雪松 等,2022a)。 目前全球范围内有多个为语言障碍群体开发的专属人工智能学习平台, 帮助类似自闭症等特殊群体克服语言障碍以及语言延迟,更好地表达自己、接受教育、融入社会。 例如,来自土耳其的研究者哈桑·扎费尔·埃尔西克(Hasan Zafer Elcik)开发了一款帮助自闭症患者克服语言障碍的软件Otsimo, 其中的语音发动器能够有效识别自闭症患者所发出的词和句, 通过将接收到的语音与数据库中的语音进行比对,来提供个性化的反馈,进而改善自闭症儿童的发音问题。 谷歌公司也开发了供自闭症儿童佩戴的谷歌眼镜, 通过人工智能识别周围人的表情,以激活自闭症儿童反馈,使其能够更好地融入集体、融入社会。来自斯洛文尼亚国际人工智能研究所的米佳·耶莫尔(Mitja Jermol)分享了联合国教科文组织与国际人工智能研究所将人工智能用于少数语言的数字化保护经验, 为少数民族语言、土著语言、口头语言和手语提供数字化支持,在大数据支持下搜集并建立数字语料库, 使其免于消失。 本次大会还特别邀请了来自尼泊尔的研究生于夫拉吉·拉玛(Yuvraj Lama),她以视觉障碍者的身份分享自己在学习中遇到的困难。 在全球欠发达的国家或地区,人工智能技术还不够普及,视听障碍者往往面临着数字文档获取困难、 光学字符识别技术不完善、 相关辅助技术与设备配备不足以及法律保护欠缺等问题。 而人工智能技术能够在智慧教学环境中变听为看或变看为听, 帮助他们克服视听障碍以及更方便地获取知识。
六、未来与展望:中国引领世界共促教育数字化变革的未来
党的“二十大”报告在教育领域创新上集中体现在三个首次:一是首次把教育、科技、人才进行“三位一体”统筹安排、统一部署,突出体现科技进步与教育发展的相互支撑作用及促进人全面发展的路径构建;二是首次将“推进教育数字化”写进党代会报告,这对数字赋能教育问题解决及引领数字经济时代的人才培养具有重大意义; 三是首次将发展素质教育与高质量、教育公平并行部署,将促进人的全面发展和提升综合素养作为高质量的发展目标和教育公平的核心内容。总体而言,三个首次体现了中国要以科技发展和人才培养为基,将中国建设成为教育大国,及逐步转身迈向世界教育强国的战略目标。 中国要从国际合作、 效能评价等方面全面推进教育数字化改革(如图1 所示),并在世界教育舞台发挥更大、更积极的引领和示范作用。 本次大会对于我国全面推进教育数字化改革,实施数字战略行动,引领世界变革数字化教育的未来具有重大的意义和启示。
图1 我国教育数字化改革创新路径
(一)以全球教育数字化转型为机,贡献中国智慧和规划国际合作战略
作为世界上最重要的互联网大国之一, 中国在推进人工智能技术的发展方面影响力颇大, 在人工智能教育领域也有国际领先的理念和实践, 有潜力为世界提供中国智慧和中国方案。 未来中国应当聚焦以下三个工作重心, 逐步在智能教育领域进行国际战略布局。
(1)瞄准空挡,填补国际智能教育合作平台。 中国已建立联合国教科文组织高等教育创新中心、联合国教科文组织国际教师教育中心、 联合国教科文组织国际工程教育中心等十余个联合国教科文组织二类中心, 利用人工智能技术帮扶发展中国家解决教育问题。 国际组织是中国开展国际合作、 凝聚共识、传播规范的重要平台。联合国教科文组织是联合国系统中最大的国际智力合作平台, 被誉为世界的思想实验室, 也是各国推广其全球治理思想的重要场所。 中国目前是联合国教科文组织的第一大会费国,广泛积极地参与该组织在教育、科学、文化、传播各个领域的国际合作, 成为该组织不可或缺的重要参与者(谢喆平,等,2021),发挥着重要影响。
(2)实施以数字技术汇聚人才,以教育合作驱动人才飞地的战略。 “二十大”报告中“人才”与“教育”的深度呼应,体现了不仅要通过教育培养人才,更要有以教育合作来创新人才流动形式的理念。近年来,人才流动受到新冠疫情、国际形势等诸多因素影响,与此同时,数字化合作平台也日趋成熟。我国应积极探索数字化平台下引才、用才、留才的新路径,通过“互联网+人才飞地”模式,通过各类公开研究平台为国家重要科研部门匹配专业人才, 并基于数字教研平台建立具有可持续性的教科研合作,达到“不为我有,但为我用”的协同机制。
(3)中国应积极推动国际合作,提供国际公共教育产品。 我国在国际公共教育产品方面已经有了较大的积累,并取得一定的成效。 2019 年,教育部与联合国教科文组织联合举办了首届国际人工智能与教育大会, 会议通过了《北京共识——人工智能与教育》,提出“要推动人工智能与教育、教学和学习系统的融合”,成为人工智能与教育领域里程碑式的国际共识文件(UNESCO, 2019b)。 目前,中国已经连续4年与联合国教科文组织合作举办国际人工智能与教育大会,通过会议成果文件凝聚国际共识,引领人工智能与教育领域的广泛合作。在2021 年第三届会议期间, 联合国教科文组织出版发行了北京师范大学参与撰写的《人工智能与教育:政策制定者指南》。未来, 中国与联合国教科文组织还将进一步围绕人工智能与教育领域展开紧密合作, 通过这两条主线引领全球范围内的工作, 旨在确保人工智能技术致力于为公共事业、为人类共同利益服务。
(二)以“技术—社会互构”理论为视角,建立教育领域专业的开源算法框架和治理体系
技术进步与社会发展的关系经历了技术决定论和社会建构论,再到当前的“技术—社会互构”理论。这一理论认为社会发展和技术进步是相互成就、交互迭代的过程:一方面,全球社会在物质文明和精神文明的高速发展中对技术进步提出了更高的要求,信息科技特别是人工智能和互联网的发展不断变革和创新全球知识共享和协作模式。 我国教育规模基数较大,各区域教育发展不平衡,虽然课程点播、直播和“双师”模式在一定程度上解决了部分教学资源不足问题,但人民群众对于高质量、个性化的教育需求依然难以得到充分满足(刘哲雨,等,2022)。 这些社会问题必然要求技术支持下的协作模式作出适应性调整, 以人机协作来补充传统直录播课程是可行路径。 人机协同的目的在于发挥人类智能和机器智能各自的优势,即让人来做人擅长的事,让机器来做机器擅长的事,人工与智能相互协同,相互成就(陈凯泉,等,2022)。 通过人机协同,既提升教师自身信息素养,也促进机器的优化,实现人与机器的相互成就(王雪,等,2022)。另一方面,技术发展的超前性也会要求社会制度和管理机制做出适应性调整。 特别是随着Open AI 对于Chat GPT 的改进,人工智能从简单的基于语义的文本检索跨向了辅助编程、 辅助构图、辅助建模等高阶输出模式,全流程化智能学伴的构想已经得以实现。然而机遇与挑战往往并存,人工智能的技术底层是依赖大规模且可信的数据集,这就要求数字化改革要面向开源和专业化发展,并形成有效的保障机制。
首先,要充分开源学习者的学习过程,进行无感知的数据标注。现有的专家标注既浪费了大量人力,也未能保证标注的真实性和客观性, 而学习者学习过程本身就是一个巨大的、可持续的资源库,将学习者产生的行为数据做好归类和自我标注, 能够优化现有机器学习和深度学习的不足, 产生强化学习的效果(翟雪松,等,2022c)。 另外,要构建教育领域专业的算法模型。 现有的人工智能教育应用大多将传统计算机领域的算法和模型用来比较教育数据,这种完全以数据为导向的研究方法过于简单。 教育问题的复杂程度远高于一般性的社会问题, 不仅牵涉到教学行为和绩效, 也与学习者个体差异有着很大关系,因此以教育基本元素为变量,构建细颗粒度的算法模型,是未来数字化改革的重要领域和方向。
其次, 技术发展的超前性往往会触及当前社会发展中的传统惯性, 并倒逼各国和国际社会在解决社会问题的过程中走向全新的治理模式 (翟雪松,等,2022b)。 随着互联网Web 3.0 时代的到来,基于大规模跨媒体异构数据已经建立了语义链接,然而,当前的教育政策和管理模式依然停留在Web 1.0 的信息传递和Web 2.0 交互理念层面。 需要特别注意的是,由于世界各国在经济发展、社会文明、传统价值观等国情方面存在诸多差异, 且受制于人工智能技术本身技术成熟曲线的规律和其自身高速的强化学习能力, 教育数字化的技术架构和转型方式尤其需要保持灵活性和差异化,以避免“一刀切”现象。我国幅员辽阔,各区域政治经济发展不平衡,多民族的宗教信仰、生活习惯各异,因地制宜地治理好区域性教育问题亟需灵活的数字化改革机制。为此,一是要细化指导性文件和规范性文件的边界和关系, 在指导性文件中要体现不同经济发展水平、 内陆边疆等地区在实施教育数字化行动中的差异性导向, 在规范性文件中要明确数字化建设的标准、规范和权责。二是要借鉴阿拉伯联盟教育、 文化和科学组织改革经验, 通过教育数字化转型解决区域中具有代表性的社会问题。 教育在解决社会问题中具有温度感和联通性,我国各区域的突出社会问题不一,数字化改革要围绕社会问题治理来设计和实施。
最后,建立基于首席信息官(CIO)的保障和引领团队。教育数字化改革的前锋是一线教师,而激发和服务一线教师数字素养和能力则需要建立条块管理的CIO 体制。 虽然我国在教育信息化“十三五”规划期间即要求探索CIO 管理体系, 但是受制于各教育部门对于教育数字化意识不强, 传统行政架构不灵活,首席信息官尚未发挥有效作用。我国应当通过条块化管理模式来深化CIO 的作用, 一方面要联通各校CIO 的组织机制和联通渠道, 有效实现 “一地创新,多地共享”的常态化合作形式;另一方面要在各级CIO 之间建立权责制,以此来形成一个专业化的、体系化的CIO 管理和监督体制。此外,CIO 的工作职责也应当从常规性的校园数字化工作延伸到具有特殊需求的教育领域。 国家将拔尖创新人才的培养置于前所未有的高度,需要在建立数字化档案基础上,如脑神经数据、认知行为数据等,挖掘并分类出具有特殊需求的群体, 并通过过程性数据检测和预测特殊需求群体的职业发展规划。 浙江省目前充分调动了CIO 的业务职能, 以人工智能促进美育的艺术互联网学校为契机,挖掘特殊的美育教育需求群体,促进学习者全面发展的重要举措。
(三)以效能建设为理念,促进教育数字化改革具备轻量化和可解释性
长期以来,我国的教育数字化建设导向不清晰,惯性地以重资产和大投入为目标和评价指标, 致使数字化改革在一定程度上存在实际效能不高、 浪费较大的问题。当前,人工智能在教育领域的应用多以小规模实验为主, 在样本采集的规模性和多样化上还存在一定限制。然而教育是一项普惠性、公益性事业, 人工智能的教育应用也应当相应具有较强的全纳性。 这也促使大规模的学习分析成为推动教育实验走向教育实践的必然路径。 因此在本次大会的青年论坛上, 诸多学者将效能建设作为我国下一阶段的数字改革的方向。
从技术层面上看,要进一步研发和推广以“中台”架构的数字化平台(如图1 所示)。 我国在2012 年实施第一个教育信息化中长期规划以来,一直将平台建设作为发展重点,从“三通两平台”到新基建的“互联网+教育大平台”,信息系统建设一直是数字化改革的载体。 但是由于各阶段编程环境和建设进度的差异,平台建设重复性较高,串联不够,二次开发成本较高。建设“中台”架构的信息系统将有效提升数据的串流和业务模块拼装式搭建,在很大程度上能将现有教育平台的多维数据进行清洗和归一,真正做到多维数据的协同分析。 特别是随着个性化教育需求的日趋强烈, 通过将业务中台已封装的业务插件进行组合,将极大地缩短开发周期,并能从大平台中拆解出业务小平台,来满足不断精细化的教育需求。
从评价层面上来看, 教育数字化改革的成效要具备较强的可解释性。 具有可解释性的评价模型不仅可以细颗粒度地观察各类影响因素, 还可以通过优化因素的配比来实现最大的效益。 “投入—产出”模型是当前较为先进的解决效能问题的方案(Zahedi-Seresht,et al.,2021)。 在数字化基础建设中,首先要从理论上构建投入指标(如设备、人力等)和产出指标(如科研、教学、社会服务等);再通过数据包络分析(DEA)等方法构建“投入—产出”模型,从而判断数字化改革的规模报酬和技术报酬是否有效(如图1 所示)。 在实践中,不仅要对回报率较低的基建项目进行调整,更要采用纵向采集的研究方法,形成面板数据,从整体上制定中长期的数字化发展规划。
2022 年第四届大会的闭幕式上,中国教育部副部长田学军指出:“本次大会与会代表发出了推动人工智能赋能教师的合作倡议, 充分说明合作是各方的共同希望。中国愿意积极参与并贡献力量,共同推动倡议落实, 积极推动建立人工智能赋能教师的国际合作伙伴关系, 这将视作本次会议的一项重要的成果,也是一项重要的后续行动”。 在人工智能与教育国际治理领域,中国已经超越被动参与阶段,成为国家经验分享的重要贡献者和国际规则制定的合作引领者(苗逢春,2022b)。中国将携手共建更加包容、更加公平、更加优质的数字化教育环境,为全面实现2030 年可持续发展目标和推动构建人类命运共同体做出贡献。
(致谢:本文写作过程也得到浙江大学教育学院许家奇、楚肖燕的贡献。 )