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信息化时代高等教育变革的趋向、挑战与应对
——基于《2022-2023地平线报告(教与学版)》的分析

2024-05-02陈新忠王欢慧

教育评论 2024年1期
关键词:远程混合人工智能

●陈新忠 王欢慧

一、引言

美国高等教育信息化协会(EDUCAUSE)致力于研究高等教育未来的关键趋势和新兴技术及实践,并设想未来的一些情景和影响,发布多版《地平线报告》。本文基于2022年[1]和2023年[2]发布的《地平线报告(教与学版)》(简称《报告》)主要内容,对信息化时代高等教育变革的趋向、挑战展开研究。《报告》以德尔菲法为基础,召集了来自北美、南美、欧洲、亚洲、澳大利亚和非洲的高等教育领域全球领导者参与预测和讨论,描述了影响高等教育教学的四种未来场景、五大宏观趋势和六项关键技术,并附有实践案例及专家观点。与先前报告不同,近两年的《报告》更加关注未来高等教育的战略性和可持续性变革。

高等教育的教学实践在很多方面受到教育之外的世界大环境影响,信息化在一定程度上重塑了高等教育发展模式,并且此种重塑难以再次回归到原貌中。因此,研究美国高等教育信息化协会的系列《报告》,分析未来高等教育变革走向,对我国高等教育发展具有重要借鉴与参考价值。

二、信息化时代全球高等教育变革的主要趋向

从整体上看,《报告》包含四大板块内容:宏观趋势预测了信息化发展背景下高等教育领域未来可能的发展方向,人工智能等关键技术是驱动手段,未来场景是此五类趋势发展的最终结果,不同国家的现有实践则给出了事实参考。这四个模块各有侧重但互为联系,高等教育未来发展的趋势、手段、结果、实践组建成了完整的研究框架,影响着高等教育建设的思想和行动。

(一)全球高等教育的宏观趋势与走向

《报告》预测了高等教育发展的五大宏观趋势,即社会趋势、技术趋势、经济趋势、环境趋势和政治趋势。

第一,社会趋势。人们已然适应混合、在线和远程学习工作模式,将“在线”课堂与传统“面对面”模式共同纳入教育环节中。在此趋势下,人们更加关注有助于职业发展的实用、个性化、以技能为基础的微课程,且这种偏好会一直持续下去,因此高等教育要注意缩减数字壁垒以保障教育获得的公平性和可得性。

第二,技术趋势。高等教育院校亟须利用大数据或用于学习分析的人工智能等改善学生成绩和提高学习管理效率,打破技术壁垒,逐步构建在线与面对面教育相融合的新课程模式,并在有限的资源下应对网络安全。

第三,经济趋势。大学学位的成本和价值不对等,使得越来越多的人通过判断对高等教育投资的可负担性和投资回报率决定是否参加高等教育。同时,高等教育资金分配比例和紧急救济基金减少,对数字经济投资需求却不断增加,高等院校面临着严重的财政赤字危机。

第四,环境趋势。校园空间布局等物理结构需要改变,不仅要增加远程教学硬件设施、改善空气质量和社交距离空间,还应将可持续发展目标融入教学,更加关注全球生态气候变化,增强对学生的环境保护教育,努力降低技术发展对环境影响。

第五,政治趋势。政治不稳定导致高等教育的不确定性,政治意识形态和民族主义影响着教育教学,政府教育经费预算被挪用导致公共资金减少,政治冲突阻碍部分教育政策制度实施等。

(二)全球高等教育新兴关键技术与实践

2022年度和2023年度的《报告》更加关注“教师发展”和“学习空间”,突出了人工智能在高等教育中的不同应用,并给出了六种技术及实践的维度分析。其中,用于学习分析的人工智能侧重于提供学习支持的数据收集和分析,帮助高等教育院校开发更全面的学生数据档案;用于学习工具的人工智能通过更具效率的自动程序,引导学生完成任务,重塑学生行为和思维;混合学习空间的发展对远程学习技术和设备提出了更高的要求,需要大批资金投入到改造一批拥有更先进的麦克风、扬声器、双向摄像头、视频屏幕等设备的智慧教室中,教会师生熟练使用,以应对未来高等教育实体校园减少;混合/远程教学的教师发展更加关注教师在混合教学中的态度、能力和需求,要求教师快速接受新工具新模式,提供更好的教学,使其逐步成为主流教学模式,并应对来自成本和对教育实践本身及学校文化重新思考的挑战;“微认证”丰富了个性化教学形式,学生能够在特定的技能或知识领域获得非学位证书,更加愿意购买符合他们兴趣和需求的微型学习体验;高等院校要保证现有的学位教育价值,教师就必须将在线/远程模式与微教育相结合,为学习者提供更具灵活性、与劳动行业更相关的模块化、即时学习和重复学习的机会。

(三)全球高等教育的未来发展场景预测

《报告》预测了高等教育未来十年进程,提出了四种未来情景,分别为“增长”“制约”“崩溃”和“转型”。其中,“增长”场景认为数字时代的高等教育会沿着当前轨迹继续蓬勃发展,混合和在线学习模式日益规范,大数据在学习分析中的应用会更加广泛,师生全面接受数字教学技术,但仍有部分问题没有得到充分解决,如信息技术壁垒和基础设施缺乏将加剧学生间的数字鸿沟等,严重挑战教育获取的公平性;“制约”场景认为,面对资源消耗和浪费的约束,在服务全球福祉的核心价值观指导下,高等院校将在高等教育方案中纳入可持续发展目标,专注于提供更多高质量、可选择的混合/远程学习模式,开展更紧密的跨学科合作研究;“崩溃”场景认为,高等教育不可避免会在教育教学中融入政治意识形态,受到超出其控制范围的冲击将最终导致遭受重创,尤其是当下世界政治分歧和政治冲突日益加剧,高等院校将面临安全危机,并且人工智能取代了许多高校工作岗位,教职员工数量减少加剧了与学生交流不充分的困境;“转型”场景为高等教育建立了一个新的范式,即微认证促进传统学位模式转变,高等院校更加专注于为学生提供实用的、定制的、终身的教育,通过数字工具将师生从重复无意义的低价值工作中释放出来,更多地转向社群深入交流之中,这些都将支持高等教育的下一步持续发展。

(四)全球高等教育变革实践案例与专家观点

《报告》分别邀请不同地区专家发表对当下趋势发展的看法,介绍加拿大、墨西哥、美国等国家的高等院校、企业和机构已经开展的实践案例,提出应对高等教育最新趋势和当前机遇挑战的不同观点。

《报告》中,加拿大学者丽莎·科斯特(Lisa Koster)认为,发展混合校园非常重要,投资于教师发展是确保混合教学课程有效开发的前提;墨西哥学者梅尔乔·桑切斯·门迪奥拉(Melchor Sánchez-Mendiola)提到,实施混合/远程模式教育涉及文化、教师发展、基础设施、技术手段、数字素养、法律监管等多方面的整合;印第安纳大学布卢明顿分校学者特蕾西·伯德维尔(Tracey Birdwel)认为,做好混合式教育模式的教室和非正式空间设计是关键点;企业代表杰克·斯汀(Jake Stine)指出,政府、院校、企业间必须开放合作并付诸行动,投资研究型大学、搭建5G网络、建造合作研究实验室等有利于国家的创新研究开展。

《报告》中,在讨论高等教育变革带来的益处时,美国研究机构学者李·斯卡勒鲁普·贝塞特(Lee Skallerup Bessette)表示,物理校园和虚拟校园得到结合,这种二元校园结构有利于维持高等教育资金来源;大峡谷大学研究与教学创新中心负责人简·曼德纳赫(Jean Mandernach)认为,人工智能技术发展给了教育工作者重新思考教与学基本意义的宝贵机会;悉尼大学副教授丹尼·刘(Danny Liu)认同人工智能发展的大趋势能帮助教师重新点燃对教育教学的热情;架构师安娜·波卡罗(Anna Pocaro)则更关注成人教育的知识丰富度与可得性,认为此将大大有助于终身教育的发展。

要促成高等教育的变革并不能一蹴而就。《报告》中,澳大利亚学者卡米尔·迪克森·迪恩(Camille Dickson-Deane)指出,高等教育院校必须重新思考传统的教育结构和实施方式;沙特阿拉伯学者玛哈·弗莱(Maha Al-Freih)支持微认证(学位)的普及发展,认为高等教育院校应当尽早提供系列基于技能学习和培训的微型基础课程;佐姆公司(Zoom)的约翰·齐默恩(Johann Zimmern)描述了高质量公平获取教育技术环境和学习体验的重要性,认为地区发展不均对教育公平的危害是极大的;美国社区学院学者卡洛斯·格瓦拉(Carlos Guevara)认为,高等教育院校必须帮助学生解决数字鸿沟、技术培训、互联网接入等困难;架构师雷恩·拉特利奇(Rayan Rutledge)探讨了数字连接要支持师生教学和互动体验需要坚实的网络基础设施;路易斯堡学院教师艾拉·莫尔(Ayla Moore)指出,教育培训机构未来应提供更多微课程、微认证(从业资格)和微培训的选择。

三、信息化时代高等教育变革面临的挑战

随着混合/远程教学广泛应用,高等教育学校不再将在线教育和远程教育视为应对紧急事件的权宜之计,而是将其视为长期战略进行规划,由此衍生了诸多教育新态势、新需求。

(一)人工智能技术冲击了传统教育管理模式

随着科学技术的发展,人工智能成为人类生活中不可替代的一部分,在高等教育领域也得到了广泛应用,二者已然深度融合,并以独特的方式发挥着巨大作用。高等教育中的人工智能专门为学生体验而设计,利用算法和数据解决包括模式识别、学习、决策在内的多种问题[3],其功能更加多元、自动化程度更高,丰富了以学生为中心的学习体验,有助于提高学生学习表现。它不仅仅是一种数据工具,更是学生在学习成长过程中的好帮手。在教育技术应用领域,用于学习分析、用于学习工具、用于个性化学习体验、用于内容生成式等的人工智能不断迭代升级,既有效改进了现有的学习工具,让师生在虚拟环境中进行更真实的互动,又能够在学生完成课程任务后得到即时性反馈,为学生提供个性化的学习选择,如根据学习成绩、需求和偏好调整授课内容、授课时间等。

这与传统模式不同,传统模式较多局限于定性或主观判断等人为环节中。信息化时代教育要适应大变革,就必须利用现代信息技术手段和平台对教育信息进行高效专业化的数据处理[4],在教育领域中应用的人工智能正好有助于实现管理智能化,因此其具有极高的实践价值,能轻松推进教学过程个性化、教育管理科学化、教育评价过程化、教育服务人性化。[5]教师群体也能够从传统的、大量的事务性工作中解放出来,有更多时间专注于高阶任务或学生辅导。但是,技术发展并不完全有益,学生对人工智能技术的过分依赖会妨害他们进行自主思考,甚至选择由人工智能代替他们完成课业任务,这无疑增加了造假和抄袭的学术风险。在当下技术无法完全实现监控和反作弊的情况下,很难测定和管理学生真实的知识掌握情况和学业发展进度。

(二)混合/远程模式变革呼吁新观念新标准

信息技术支持下,我国各级各类学校大范围地应用与推广在线教学,但“实质等效”不仅是在线教学的阶段性目标,也应该是远程教育追求的长期教学效果。[6]现阶段高等教育中的混合/远程模式已然被纳入“主流”,混合/远程、翻转课堂、同步异步等概念各有区别,不同的模式还可以实现交织融合,再不是清晰的非线下教学即线上教学,这种二分界定方法越来越模糊。随着学生群体对随时随地灵活学习的需求增加,高等教育学校的教学模式选择更加具有动态性。混合/远程模式能够拓展现有的教学空间和教学方法,但也提出了多种挑战,如涉及对教育理念、校园文化、物理结构、时间选择、公平获取、质量保障等的影响,而学生对校园生活的体验感和获得感也会大大降低,不信任、不合作的态度或许会给管理团队带来更多有效处理问题的难度。

混合/远程教育的发展不仅重新定义了教学模式和管理模式,而且引发了教育教学方法的深刻变革。旧方法很难完全适用新课堂,混合/远程教育对学生自主学习能力提出了新要求,也对旧的课程评价标准正式“宣战”。不同类型的课程评价标准不一,远程教学实践的指导方针、评估标准将会得到更加明确的发展,灵活度更高的远程教学模式或许能提供更多跨领域学习、交流和合作的机会,尤其是通过技术实现零国界学习,而原有的配套评价标准体系也将被抛弃。

(三)混合/远程学习需求呼吁校园结构升级

1990年,美国克莱蒙特大学发起了一项“信息化校园计划”,开启了数字化校园建设之路。1998年,我国启动“面向21世纪教育振兴行动计划”,强调要利用信息技术推进教育改革。[7]以华中科技大学、清华大学为代表的一大批高校开启了“数字校园”建设之旅。随着教育信息化程度加深,“智慧校园”登上舞台,校园建设从“数字校园”向“智慧校园”转型过渡。[8]同时,由于传统课堂大规模搬上“云”端,“虚拟校园”概念从二维三维模型真切地转为了现实存在,传统物理校园如果不及时应变就会遭到淘汰,打造满足更多需求的新型校园迫在眉睫。新型校园建设不仅包括改善校园空气质量、增加社交距离空间、更新远程教学硬件设施、升级教室布局、减少纸质讲义等有形品,还必须专注于高质量的混合/远程学习,提升师生体验,能够让师生感受到和线下授课一样的远程课堂才算成功,这是实现混合/远程教学模式顺利变革的基础。同样,成功的混合/远程学习离不开技术支持,这必然需要高等院校投入大量资金进行硬件设施、智慧教室等的改造以及各类操作人员的学习培训,教会师生正确使用远程设备,以保证远程学习效果。

将混合/远程教育纳入主流,教育部门、高等院校需要考虑到这种趋势对教育公平产生的影响。尤其是对处于偏远地区学生或网络设备资源有限的学生来说,混合/远程教育模式快速发展,他们能否有机会参与混合/远程学习,同步获得学习支持和学习资源,充分得到学习保障。这部分人群的学习效果关系到整个教育系统混合学习应用的成败。混合/远程模式不应该是城市地区或中高层阶级的专属,降低改造成本将其应用于各类高校的日常教育教学中,必然要求该模式不断简化。

(四)授课空间改变对教师能力发展提出新要求

随着高等院校对混合/远程教学项目的长期实施,作为授课主体和课堂发起者,教师在教学课堂中的教学能力、授课热情、设备配合度等对混合教学效果产生着深刻影响,教师发展对促进混合教学成效起着越来越重要的作用。虽然自21世纪初,世界范围内持续涌动着“慕课”潮,教师逐渐接受了在线学习模式,但参与慕课的教师仍属于少数。相比于学生,教师群体可能更抗拒教学模式发生变化,许多教师对线上教学模式体验不佳,尤其是线上授课经验和技术运用能力不足的教师,其教学实践方式的转变需要更长时间。2020年上半年,受新冠肺炎疫情影响,课堂教学大规模转为线上,全体教师在没有充分准备的情况下突然进入了新的混合/远程学习环境,被迫放弃熟悉的授课空间和授课习惯,使用各类新工具开展教学。杨程认为,教师在线教学面临四大困境:一是如何应用在线教学技术解决“怎么教”,二是如何选择在线教学资源解决“教什么”,三是如何提升在线教学效果解决“怎样教好”,四是如何做好在线教学培训解决“教师自我提升”[9]。

混合式学习体验中,学生作为教育主体的地位愈加凸显。基于此,社会对教师也产生了更高的期望,教师必须顺势做出角色调整与转换:一是从学校教学的被动实施者转变为学习空间的主动创建者,二是从教学知识的教室传播者转变为双重的学习资源的网络开发者,三是从教学时空的单一应用者转变为教学情境的多元咨询者。[10]混合/远程模式的普及和加速发展,对教师来说并非易事,但率先熟悉并适应新模式的教师更容易成为新一轮的“开拓者”和“领跑者”,甚至影响到混合/远程式教学实践的标准制定。

(五)微认证微课程冲击了传统大学学位价值

《报告》指出,高等教育入学人数正在大幅减少,这是由于学生获取基础电子学习设备等的需求增加,许多家庭教育支出和“上大学”成本增加,尤其是困难家庭不得不质疑投资高等教育的内在价值。同时,信息化的发展引发了社会劳动力需求变化,人工智能取代了许多社会低效能岗位,各类行业企业掀起了一股裁员潮,大学生作为就业市场的弱势群体,大多成为了第一批被裁对象,只有个人能力与工作技能都突出的大学生才能保住“饭碗”。我国虽然对困难家庭的大学生提供了一系列资助政策和保障措施,但自1999年高等教育扩招以来,大学学位同样呈现出两方面的贬值趋势,即学历相对贬值、学历选拔功能信号失调。[11]原先招聘条件为专科的单位纷纷“抬高身价”,要求至少本科学历起步,很多单位按照第一学历筛选简历,就业市场门槛不断提高,大学生求职难上加难。

公众及就业市场愈加主张打破学历学位限制,学生和在职群体对能力等级证书、职业技能培训的需求日益增加,微课程、微培训等微认证模式应运而生。微认证模式包括在线/混合能力、与行业和劳动力的联系两个层面的培训,可供学习者自由选择领域、课程、教师、上课时间等,在完成相应学习任务后将获得对应学习证明,并且一次付费可以多次学习,相关技能/能力等级或从业资格证书能够叠加使用。由于时间短、更具灵活性、不受学习次数限制等特点,其价值和吸引力不断上升,甚至可能会取代传统的大学学位,成为最受欢迎的教育培训形式。[12]

(六)技术发展资金投入减少限制高等教育发展

新冠肺炎疫情期间,政府通过应急公共资金为高等教育领域提供了临时救济,但这些“标签化”的资金有着专门用途,仅能用于最大限度地减少损失。[13]假如对高等教育人工智能开发、基础设施升级等进行长期投资,这些专用资金便无法使用。在经济形势表现不佳的状态下,教育部门未来可利用的财政资源也呈现出缩减趋势,如果没有新的资金来源渠道,那么高等院校会面临跳崖式的预算短缺。

前文提到,大学学位出现贬值趋势,高等院校能收取的学费减少,类似的传统教育资金筹集渠道可能无法完全延续。与资金紧缺相伴随,新型教育需求的资金“缺口”逐渐扩大。随着混合/远程教育模式发展,校园物理结构改造、网络多媒体设备升级、校园安全卫生设施、额外的教师培训等都要求投入更多资金,而偏远或落后地区需要的数目可能会更多。同时,信息化发展带来不可避免的网络安全、信息泄露等风险,高校资金不足将很难完全防御网络黑客袭击,从而导致失信于公众。这些新的需求对财政有限的学校来说压力巨大,难以支付的学校可能会选择暂时或长期关闭,这无疑将对全世界的教育系统造成更大压力,甚至会延缓世界高等教育的整体发展进程。

四、信息化时代全球高等教育变革的中国应对

我国学者早在2004年就对混合式模式教育有所研究。田世生和傅钢善认为,混合式学习模式发展反映了国际教育技术界教育思想与教学观念的大提高、大转变,其目的在于达到教育体验最优化,其实现需要和具体的教学活动相结合,在吸收我国“双主体”教学设计的基础上,不断探索和完善混合式学习的教学设计模式。[14]随后,混合式教育模式在我国多所学校或课程中开展了试点尝试,为我国探索混合式教育教学课堂提供了全方面的参考,但我国教育完全适应信息时代模式还有很长的路要走。

(一)学生主位,保证供需平衡

教育技术是教育教学的基本支撑,技术进步促进了我国教育教学改革。高等院校推出的“云端课堂”为我国在线/远程教育发展积累了重要的实践经验,促使我国教育教学发生了实质性变革。基于此,高校要准确把握教育的目的和对象,继续坚持以学生为中心,不断提升学校管理水平和治理能力。高校要充分认识到,微认证的发展实质上是劳动力市场需求转变导致的结果。未来我国高等教育要更加注重实用型人才培养,主动适应对接国家战略、企业发展需求,建立学生课程目标与未来就业技能间更清晰的联系,使学生的学习结果与行业标准、预期专业能力保持一致,而这必然要求打破现有的学位教育限制,简化非学位学习成果认证流程,为学生提供更多元、更自主的培养课程选择,满足其不同的职业发展需求。高校发展微型课程、微型证书等还能够拓展自筹资金渠道,分担教育成本,深化校企合作。

(二)教师主力,提升教学质量

教师是立教之本、兴教之源,教师如何适应混合教育模式影响着学生、家长的接受度,影响着人民对高等教育质量的满意度,是下一阶段高等教育高质量发展必须依靠的力量。高等教育打造信息化时代高素质、专业化的教师队伍和管理队伍,应从以下方面入手:一要不断简化课程管理系统操作流程,强化教师信息技术操作能力,经常组织专场培训与智慧课堂观摩学习;二要遵循教育及教师发展规律,合理构建混合/远程教学的评价标准,更新学习效果评估、教师绩效等评价方式;三要定期做好课堂设备维护和管理,尤其当遇到突发问题时能够尽快帮助教师解决困难,避免因网络等外部问题拖缓教学进度;四要多途径帮助教师成长,通过树立先进典型、竞赛、课题申报、开放国家级优质在线教育资源访问、优化职业发展路径等方式激励教师,尤其鼓励年轻一辈教师自觉在教育信息化全面铺开进程中,以先锋姿态作出突出贡献。

(三)开放共享,加快校园转型

人工智能技术不断升级,新的在线/云平台等被广泛应用,高等院校数字化转型进程加快,极大扩充了高校的“数据仓库”,这些数据有助于推动决策制定,为学生提供个性化的教育体验。高等教育领域的一个共同特征是“数据孤岛”[15],这是由于高等教育分支庞大,各个院系、职能部门各自为政,使用不同系统收集、存储和使用数据,导致数据系统无法相互“对话”,严重影响了利用集体数据做出最佳决策的时机。[16]我国高等教育要坚决避免数据资源浪费、优势分散等问题,将各级各类高校教育信息化布局置于同一个大盘子中,共享课程、共享经验、共享先进技术。我国要重视本土化、多功能化人工智能研发,不断推动人工智能在我国高等教育领域的应用和升级,并且更加贴合中国师生的学习特征,惠及更多地区和高校。加快校园物理结构变革同样重要,我国要根据师生灵活自主学习的需求,不断扩容“智慧教室”和“个人学习室”,优化校园网、黑客防御系统、教室多媒体、电子教材等配给,不断提高师生混合模式教学体验和校园生活安全感。

(四)成果互惠,争取国际合力

技术黑客、意识形态渗透和人身健康问题都加剧了全球政治局势的不稳定性,冲突和分裂严重威胁到高等教育的发展,关系到生态系统保护、绿色地球的建设,关系到世界范围内的气候治理、反贫困斗争、教育公平和可持续发展等问题,高等教育有责任服务于全球福祉。我国以坚强的政治定力打赢了国家安全“阻击战”,不仅实现了经济复苏,也保证了高等教育领域安全度过危机,顺利完成了在线/远程教育革命,全面推动了高等教育信息化数字化进程,为其他国家提供了经验参考。未来高等教育走向中,大数据、信息技术、虚拟校园等的发展将打破世界高校间的界限。因此,我国要持续提高在全球高等教育领域的话语权,倡议世界高等教育相关机构提出综合性的教育变革战略而非临时方案,建立国际性的远程学分学位认证体系,开发沉浸式远程学习环境以供自主、小组交流和实践学习,致力于在百年之未有大变局和全球信息技术高速发展中,打破歧视与偏见,寻求合作与支持,共抗风险,共享成果。

随着人工智能技术在教育领域的铺开式应用,远程教学、在线学习、异步课程等的实践推动了我国高等教育领域教育教学手段变革、理念更新、模式升级,高等教育进入了信息化发展新阶段。社会、经济、政治、技术、环境五个维度对全球高等教育的影响是并发性的,技术发展使高等教育面临的变革和挑战更加复杂,但我们有理由相信,随着信息时代教育理念的发展和人工智能技术的不断深化,全球高等教育在经历过新冠肺炎疫情影响的“寒冬”之后必然会迎来新的发展契机。

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