基于教育人工智能的教育生态及其构建

摘要：教育人工智能作为新的变量融入既有的教育生态，推动传统教育模式变革与生态解构，力图建构出基于教育人工智能的智慧化、个性化教育生态。但在新的教育生态形成发展的过程中存在一些问题：教师对教育人工智能的滥用导致主体悬置、教育人工智能过度干预学生的思维方式、教育人工智能技术代码偏见与育人为本的价值取向相背离。建构基于教育人工智能的教育生态，需要构建教师与教育人工智能以人为本的人机协同关系，构建以学生自主性为核心的教育人工智能机制，构建多方协商的民主化教育人工智能管理模式。

关键词：教育人工智能；教育生态；以人为本

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2023）05-0022-06

教育人工智能（educational artificial intelligence，

EAI）是所有应用于教育领域的人工智能技术的统称，“是在以计算机为代表的人造机器上实现的类人教育”[1]，旨在通过人工智能技术微观地理解学习是如何发生的，有效地控制影响学习效果的各种因素，为高效学习创造条件[2]。教育人工智能作为新的变量融入既有的教育模式中，会解构原先已经稳定的教育生态，形成人机共存的智慧化教育新生态，机器智能与人类智慧共同在教育过程中发挥着重要作用。

在当前的教育体系中，“教师、教材、教室为核心的讲授式课堂”[3]仍然占据主导地位，教育各要素与外部环境间形成了稳定的生态结构。人工智能作为一种新技术与教育领域的融合改变了既有的教育模式，呈现出智慧化教育生态的新图景。然而，在传统教育生态向教育新生态转变的过程中存在着一系列脱节现象，难以实现培养符合信息化时代要求的创新型人才的目标。因此，重新审视智能机器与教育生态的关系具有重要的理论与实践意义。

一、教育人工智能对传统教育生态的解构

“解构”一词的本意是指分解、拆解结构，后延伸为“问题化”或“消解”原有结构。当教育人工智能渗透至既有的教育模式中，改变了传统的教育范式[4]，原有的教育生态结构被分解为新的形态。

首先，教育人工智能介入教育领域，导致教育环境由物理空间向虚实结合的复合环境转变。教育人工智能使知识集中在虚拟的网络世界中，传统的教学环境由实体世界转变为网络世界与现实世界交织的复合环境。这是一种人与教育人工智能协同发展的、教育主体与智能机器共存的新型教育环境，是物理空间与虚拟世界的融合统一。比如说，物联网技术的应用实现了教育实体与虚拟课堂的一体化。利用物联网技术，通过传感器實现人机交互，克服传统教育教学局限于教室、课堂的弊端，为移动学习、泛在学习提供技术上的支撑。

其次，教育人工智能介入教育领域，导致教育模式由教师课堂讲授为主导向更加注重学生自主探究转变。传统教育制度以班级授课制为主，知识主要由教师在课堂上传授给学生。教育人工智能赋能教育后，智能机器利用大数据、深度学习、强算力为人类推荐出最具匹配性的解决问题的方案，学生依据感知经验以及灵活的能动性对机器推荐的方案进行决策[5]。大数据聚合受教育者学习领域的各种数据，深度学习模仿人脑对这些数据进行分析，为受教育者推荐符合个体需要的个性化学习方案，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主探究能力，以适应信息化时代的快速发展。

最后，教育人工智能介入教育领域，导致知识传播方式由单一向多点转变。传统的教育方式通常为课堂教学、师生沟通交流、教师言传身教等，教育人工智能的出现使之发生深刻变化，知识传播方式由单一的线下传播转变为线上线下结合的多点传播。人工智能技术在教育领域的应用转变了传统的知识传播方式，教育内容传播途径更为丰富，各种云端资源整合平台、虚拟学习社区、线上教学app都成了传播的节点。多点传播的方式使得教育内容的传播范围更加广泛，传播效率也大大提升。

二、基于教育人工智能的教育生态及其构建难题

教育人工智能作为变量融入传统教育环境，解构了既有的教育生态，由师生共同组成的既有的教育生态分裂为“教师+学生+教育人工智能”的“人-机共存”的教育生态。然而，人工智能的快速发展超越了教育过程参与者认知的更新，教师与学生在应用这一新兴技术的过程中可能会遇到一系列难题。

（一）基于教育人工智能的教育生态：内涵及结构

“生态”一词本是生态学的专业术语，指在一定的时空范围内，生物与自然环境通过物质变换的方式形成的具有稳定功能结构的整体[6]。教育学家克雷明首次将生态学原理应用于教育研究[7]，将教育看作一种受多要素影响的生态系统。教育生态是由影响教育的各种因素共同构成的系统，系统内部的构成要素在教育过程中不可分割，共同影响着教育的效果。教育人工智能作为一种新介入的变量，势必会改变既有的教育生态。尤其是物联网、云计算、虚拟现实技术以及大数据等技术在教育领域的应用，解决了传统教育教学局限于教室、课堂的弊端，教育结构不再是单一地由教育者和受教育者构成，智能机器在教育过程中也起着重要的作用，教育模式由“师生”二元关系转换至“人机物”三元关系。由此，基于教育人工智能的教育生态就是指教育人工智能作为变量介入教育后形成的有机衔接师生等要素、实现智能化要素良性循环的智慧教育生态体系。

基于教育人工智能的教育生态改变了传统教育以讲授式教学为核心的特征，呈现出智慧化、个性化教育的新趋势。教育人工智能技术为移动学习、泛在学习提供技术上的支撑，大数据聚合受教育者在学习领域呈现的各种数据，通过模仿人脑的方式对这些数据进行分析，以实现个性化的教育，促进教育的信息化升级。教育人工智能以技术专家所构想的理想化的形式与来自社会、传统教育生态中的因素结合。也就是说，教育人工智能并非中立的，意识形态、实践情境和社会价值都渗透在技术的设计中。既有的教育生态由教师、学生、教育方法以及外部环境构成，教育人工智能要素的介入形成了教师、学生、教育方法与智能机器共存的教学新样态，外部环境由传统的教室转向由物理环境（智慧教室）与虚拟环境（虚拟现实、云课堂等）共同构成的智慧环境（如图1）。

（二）基于教育人工智能的教育生态构建难题

教育人工智能赋能教育为实现教育的信息化、智能化提供了技术支撑，但目前还并未形成能够保证教育过程中各要素良好运行的教育生态。并且，在构建基于教育人工智能良性循环的教育生态体系的过程中存在着诸多难题。

第一，由于教师并未对教育人工智能介入后构成的教育生态有充分的认识与实践，教师的主体性存在被教育人工智能懸置的风险。教师对教育人工智能的算法运行原则知之甚少，如何在教育过程中整合教育人工智能这一工具成为教师迫切需要解决的问题[8]。如果教师只是盲目地按照智能机器推送的方案进行教学，那么技术就变成操控人的主宰者，教师与技术的主客关系颠倒，教师成为被机器智能控制的客体，失去独立思维的能力，教育人工智能也变成一种异化力量与教师相对立。而且，教育人工智能介入传统教育生态后，教学模式转变为“人人互动+人机互动”。教师和学生须在课堂教学的互动中同时发挥各自的主体作用，实现教学预设性与生成性的统一。教师在课前需通过备课预设教学流程，学生在课堂上也需配合教师生成对教学的即时反馈，教师和学生都是教育过程的主体，在彼此的沟通对话中实现主客体的平衡。“人人互动+人机互动”的教学模式，导致教师和学生面对面沟通的机会减少，学生与教师之间的交流更多的是借助“冰冷的机器”实现，人与人之间的关系也变得疏远。

第二，教育人工智能的干预模式往往侧重于知识的传播，过度的干预会阻碍学生创新思维能力的发展。教育人工智能的过度干预会使学习内容囿于特定的范围之内，智能机器推荐的大部分学习内容可能是学生已经掌握的或单纯是学生有兴趣学习的。片面、单一的学习内容不利于学生的全面发展，破坏了知识体系的内在逻辑性，学生的思维难以跳出智能机器限定的框架。更重要的是，教育人工智能利用算法精确分析出学生的学习情况，并向学生进行个性化的学习推荐。这种智能化的信息推送方式让原本完整的、系统的信息变得碎片化，学生的思维方式受困于算法的规则体系，个体的批判性思维被消解，学生更愿意屈从于机器的指令，这导致学生能动的判断能力衰退，机器智能控制人的思维和行动[9]。碎片化、分散式的教育过程也会消解学生对知识体系的整体性把握，无法实现人的全面发展，有违教育的初衷。

第三，教育人工智能技术代码偏见与育人为本的价值取向背离。教育人工智能技术代码总是偏向拥有更多技术知识、资本的优势群体，例如，技术的设计者、技术公司的投资者等，这一现象体现在教育领域，就是算法或技术设计对于普通教育参与者来说是技术“黑箱”，这导致普通的教育过程参与者的权利越来越被边缘化，尤其是教育人工智能这类高层次新兴技术更是放大了技术优势者的权利，消解了普通教师、学生的技术民主权。教育人工智能牵涉算法设计者以及其他利益攸关者的价值观、意识形态、利益链条，技术公司基于商业利益而实施排他性政策，“算法黑箱”很难打破。技术公司追求商业利益最大化与教育以人为本价值取向相矛盾，根源就在于教育人工智能技术设计遵循的是以生产为导向的逻辑，而不是以“育人为本”为导向。对于人工智能技术的研发公司来说，教育人工智能设计的目的是提升教育的效率、质量与智能化程度。然而，只有在“以分数为中心”的应试化教育情境中，教育人工智能的这种高效率才会被简单地定义为技术进步。在以“育人为本”为中心，强调素质化教育的情境中，教育人工智能的高效率、智能化则与教育的根本目的并不契合。

三、基于教育人工智能的教育生态构建多维路径

基于教育人工智能赋能教育存在的挑战，应从以下路径进行教育生态的构建：激发教师的能动性，形成教师与智能机器以人为本的人机协同态势，实现技术与人本教育价值的统一；超越技术理性，构建关注学生学习自主性的教育人工智能机制；将普通教育参与者生活世界的经验融入教育人工智能技术设计中，构建完善的教育人工智能技术伦理约束与法律保障，健全智能教育技术代码的审查与数据监管，构建多方协商的民主化教育人工智能管理。

（一）构建教师与教育人工智能以人为本的人机协同关系

世界上本无机器，机器的产生是为了满足特定背景下人类的需要，任何机器的产生、发展及本质都不是“物本身”。马克思以人为本的思想从人的主体性出发，走出抽象的“人与机器”的关系，将“人与机器”还原为现实生活的权力关系。马克思认为人具有主体性，人的主体性体现在人是有目的、有意识地进行自由自觉的活动。在这里，马克思所谓的人不是指离群索居、脱离了现实社会关系的人，而“是处在现实的、可以通过经验观察到的、在一定条件下进行的发展过程中的人”[10]153。教育活动的产生与人的存在关系密切，教育是人类实践活动的产物。因此，在“人与机器”关系的认知上，也应将“人”作为逻辑起点，在坚持“人”控制“机器”的原则下，构建教师与教育人工智能以人为本的人机协同关系。

教育人工智能为教师提供强大的数据分析、精准的学情分析、智能的评价等系统，教师利用智能机器实现个性化教学，提升教育的实效性。在人机协同化情景中，教师是教育的智能主体，教师具备智能机器不具备的经验与多元维度的理性，对教育效果起决定作用。正如马克思所言，“一个种的全部特性，种的类特性在于生命活动的性质，而人的类特性恰恰就是自由自觉的活动”[10]153。人与动物的最大区别在于人具有主观能动性，能有目的地进行“自由自觉的活动”，人类一切活动的最终目的是更好地服务于人类自身的利益。机器是由人创造出来的，机器的产生、发展、本质都不是机器本身，而是特定的“人的需要”的产物。教育人工智能的出现，并不是要让智能机器取代教师，而是要让其服务课堂。

在人机协同关系下，教师要转变思维，主动拥抱新技术，与人工智能深度合作，坚持育人为本。教师具备智能机器不具备的批判能力、反思能力以及情感建构能力，在教学过程中能及时发现学生动态的变化，并及时做出教学方案的调整，在与学生的交流对话中进行思维碰撞，培养学生的批判性思维能力。教师要提高数字信息素养，批判地应用教育人工智能。教育人工智能属于新兴技术，还未全面覆盖教育过程，教师对教育人工智能的算法、技术代码、实践应用还一知半解，这导致教师的主体性旁落。教师要主动学习掌握人工智能技术的相关理论知识，在教育实践中发挥人的主观能动性，批判地应用智能机器，对教育人工智能推荐的教学方案要依据教学经验与学生的实际状况有的放矢地选择。

教育人工智能技术设计也须重视教师教学经验的反馈。教育人工智能融入传统教育生态，不仅为学生的个性化教育服务，同时也为提升教师的教学效果服务。教师根据课程目标确定教学重点与难点，课前通过预设学生的课堂反应进行备课，课上再根据实际的生成灵活调整教学方案，教师的教育机智与经验始终贯穿于教学全过程。教师的教学经验是学生课堂实际情况的真实反馈，有利于教育人工智能與教育特殊情境的更好结合。

（二）构建以学生自主性为核心的教育人工智能机制

学生自主性的培养是学校教育的基本任务，要倡导培养学生在教学过程中的自主探究能力，在课程的设置上增设选修课，扩大学生自主选择的范围，注重学生的自我评价[11]。吊诡的是，教育人工智能解构传统教育生态后，在朝着新生态发展的过程中却出现了与学校教育任务相背离的现象。教育人工智能的过度干预反而会桎梏学生的思维，使学生按照智能机器规划好的内容与方式学习，学生作为独立个体的自主性受到除自我意识以外的机器智能的支配。如何能够在发挥教育人工智能个性化推荐、智能化教学、高效知识传播等作用的同时实现学生自主性的培养？构建以学生自主性为核心的教育人工智能机制是解决这一问题的有效路径。

首先，加强教育人工智能技术设计对学生自主性的考量，赋予学生自主权。学生作为教育过程中的一个主体，对教育过程的参与程度直接影响教育的效果。在教育人工智能技术设计中，须尽可能为学生个体意识的自主发展提供机会，让学生自主选择是否需要教育人工智能介入学习过程以及介入的程度。

其次，限制教育人工智能干预的程度，设置教育人工智能准入契约与协议。教育人工智能僭越学生的主体性，学生沦为教育过程中被动的参与者，不利于培养学生的自主性。设置教育人工智能准入契约与协议，规范教育人工智能的权限，数据收集与使用应事先征求学生的同意，充分考虑学生的利益与诉求，而不是仅仅以设计者为单一的智能算法设计尺度[12]。

最后，实现教育人工智能赋能教育积极功能的同时，促进学生自主发展意向的形成。自主发展意向是学生对特定自主行为的偏好[13]，可以提升学生自主规划自身学习内容、方法、路径的能力，避免教育人工智能技术设计过度发挥工具理性而取代学生的主体性，使学生真正成为学习的主人。学生在拥有自主选择是否需要教育人工智能介入学习的权利后，还要进一步形成自我意识，形成对智能机器的自主判断力，有选择地接受算法推荐的学习内容，而不是全盘照搬机器的思维，这样才能形成自己思考的内容，成长为“活”的人。

（三）构建多方协商的民主化教育人工智能管理模式

当前，人工智能处于“弱人工智能”阶段，教育人工智能并不能脱离人的控制而具有主体地位。但应用于教育领域的人工智能技术代码涉及多方利益，与教育育人导向存在不适应的情况，学术界并未形成关于教育人工智能伦理原则的共识性认识，构建民主协商的教育人工智能伦理体系是有必要的。但单从伦理规范的层面来约束联结着的利益攸关者并不具有强制力，因此，教育人工智能赋能教育后亟须构建具有普适性的、强制力的、突出教育本质与价值追求的教育人工智能伦理法治体系，实现多方协商的民主化教育人工智能管理，使教育人工智能更好地服务于教育过程。

教育人工智能融入传统教育情境，并不仅仅作为辅助教学的工具，而是营造出融合了智能因素的教育生态。包括教师与学生在内的普通教育参与者的经验是基于与教育人工智能的教育实践所产生的直接经验，因此，须将这种直接经验与教育人工智能技术研发专家所拥有的形式化理论知识结合，以协作的方式代替技术专家的上层控制。技术、资本、知本的深度结合赋予技术优势群体更多技术的权利[14]，而处于教育过程中的普通人则陷入教育人工智能技术的“黑箱”，这种天然存在的偏见并不利于教育人工智能更好地发挥为教育服务的作用。知识鸿沟与数字鸿沟的存在，为教育人工智能的研发公司、资本团体掌握技术的解释权提供了空间与可能，并且使之处于居高临下的地位观察教育过程进而控制教育[15]。教育人工智能融入传统教育生态的活动是由包含技术研发公司、资本团体、教师、学生在内的多主体参与的活动，应通过协商的方式将非专业的教育人工智能使用者表达的诉求纳入技术代码的设计中，以多元主体共同协商的形式取代优势群体的上层控制。

教育人工智能技术代码背后隐藏着多方利益，联结着技术利益攸关者与多股不同的资本力量，资本投资者的话语权集中体现在技术代码的设计中。这要求将以人为本的伦理要求贯穿教育人工智能技术设计、应用、管理全过程，健全以教师、学生、技术研发公司为主的多方参与、协同共治的监督机制。教育人工智能的开发公司、算法研究者以及多方利益攸关者都应摒弃利益至上主义，坚持育人理念至上，在技术的研发、应用阶段都应始终坚持以育人为中心的思想，促进教育人工智能与科技伦理的良性互动。但是，单纯在伦理道德的层面建立教育人工智能的约束规范并不具有强制力，须上升至国家法律层面对教育人工智能进行规范，压实教育人工智能开发主体的法律责任。构建完善的教育人工智能问责机制，切实做到道德约束与法律规范并举。破解教育人工智能应用过程中存在的“算法黑箱”，谨防程序设计者将资本因素和自身价值偏见融入技术代码，以免技术背离教育的育人目标。

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责任编辑：杨孝如

收稿日期：2022-10-14

作者简介：黄菲菲，南京林业大学马克思主义学院硕士研究生，主要研究方向为思想政治教育、人工智能赋能教育。