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人工智能增效乡村教育振兴的价值透视、现实困境及推进策略

2024-10-09杨林

知与行 2024年3期

[摘要]当前,乡村地区教学资源与师资力量的匮乏导致乡村教育发展滞后。新一轮信息革命发展下的人工智能与乡村教育的结合使乡村教师对乡村学生的“因材施教”成为可能,同时能够缓解乡村教师大量的教学任务压力,使乡村教师能够有更多的时间精力投入乡村学生的育人工作中去。但人工智能与乡村教育的结合面临乡村基础设施滞后、与传统教学模式的抵触以及人工智能的内在隐忧等困境。基于此,应加快乡村数字化转型,破除传统教学模式的思维壁垒,针对人工智能在乡村教育应用中的隐患采取对应措施,从而使人工智能全面增效,乡村教育振兴。

[关键词]人工智能;乡村教育;乡村振兴

[中图分类号]F062.9[文献标志码]A[文章编号]2096-1308(2024)03-0077-09

中共中央、国务院发布的《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》明确指出“优先发展乡村教育事业”。乡村振兴是全面建设社会主义现代化强国的重要历史任务。乡村教育振兴作为乡村振兴事业的重要组成部分,是实施乡村振兴战略过程中不可或缺的一环。教育在乡村不仅承担着传播知识、塑造文明乡风的重任,还为乡村建设提供了人才支撑,在全面实现乡村振兴事业中具有不可替代的基础性作用。目前,我国城乡教育资源差距较大,各类优质教学资源集中于城市地区。乡村地区的教育因教师、教学资源等缺失而发展缓慢。人工智能在新一轮信息革命中得到长足发展,将人工智能与乡村教育结合可为乡村教育振兴提供发展动力,但基于乡村地区面临的现状,人工智能与乡村教育的结合受到阻力。本文从人工智能结合乡村教育的价值阐释出发,分析人工智能与乡村教育结合面临的当下困境,从而探索人工智能增效乡村教育的推进策略,为国家乡村教育振兴战略提出方案举措。

一、人工智能增效乡村教育振兴的价值透视

“近年来,随着我国城乡发展一体化步伐的加快,越来越多的农业人口转移成为城镇居民,致使乡村教育“无人、无根、无为”[1]。城乡二元化结构(经济结构、社会结构)的发展,使乡村地区与城市地区的经济发展存在较大落差,大量的教育资源与师资力量向城市地区倾斜。随着教育资源向城市范围内的集中,乡村教育的发展陷入了困境,严重阻碍了乡村振兴事业的前进步伐,并无法构建乡村教育发展良性循环体系。自乡村教育振兴提出以来,业界相关学者提出以数字信息技术赋能乡村教育振兴的构想。乡村数字化转型成功能使乡村学生共享城市各大学校的在线教育课程,可在一定程度上缓解乡村资源匮乏的现状,但并不能从根本上解决问题。教育质量不仅仅体现在学习资源上,更体现在教学质量上。乡村学生虽然能在线上选择自己需要的课程,但在学习过程中对于不能掌握的知识点却无可奈何,加之缺乏老师的指导,无法形成有效的学习方法,最终仍然无法形成乡村教育发展良性循环。

长久以来,乡村师资力量存在明显短板,集中表现为乡村教师“下不去、留不住、教不好”。根据相应情况,中央相继制定了“硕师计划”、“特岗计划”、“三支一扶计划”、“公费师范生计划”等政策来缓解乡村教师资源缺失的困境。乡村教师政策的实施有效推进了乡村教师队伍的建设,但我国城乡教师资源配置不均衡、不充分问题依然存在。“主要面临乡村教师数量总量充足,局部欠缺,超编与缺编现象严重、师资配置质量偏低等问题。”[2]在此背景下,国家提出城乡一体化发展,优先发展乡村教育,推动城乡一体化均衡发展的义务教育发展机制,以此来推进教育资源公平配置。国家宏观政策对乡村教育振兴在全局上起着引领作用,但是长期城乡二元化结构发展所形成的乡村教育资源差距无法在短期内弥补。在此现状下,通过国家宏观政策的引领,利用人工智能技术增效乡村教育振兴,侧面赋能乡村教育发展具有十分重要的现实意义。

“人工智能是一个模拟人类能力和智慧行为的跨领域学科,在教育学、心理学、语言学、社会学等多个学科中应用广泛。”[3]新时代以来人工智能在新一轮的信息技术革命中得到迅猛发展,成为科技和产业变革的重要驱动力,人工智能的长足发展为增效社会各行各业的发展奠定了基础。目前人工智能在教育行业研究提出“人工智能将使教育模式发生变革,包括人工智能的教学自动化、精准诊断、自适应学习、个性化学习、学习空间变革、数据驱动的教育决策助手等。”

[4]乡村教育最突出的问题是乡村教师资源的配置不均衡。在教师资源稀缺地区,教师日常工作量繁重,在一名教师配置一至两个班级甚至多个班级的情况下,还需要完成制定教学计划、布置作业、批改作业、考试评分等任务。乡村教师承担着巨大的教学压力。而对于乡村学生,由于教学和教师资源的不足,学生所能接受知识的途径只有课堂。在课堂中,因学生在学习上的个体化差异,导致知识点的接受程度也呈现差异化特点,但在乡村教师与学生不成比例的情况下教师无法对每个学生的知识盲区进行一一解答,只能按照平均水平教学,大大降低教学质量。

在此现状下,教师利用“人工智能个性定制化课堂将传统大规模教学和学生个性学习需求有机结合,借助教育大数据、量化自我、学习分析等智能技术,关注学生之间的差异性和多样性,根据学生自身学习情况和学习需求构建学生模型,对标学习目标定制个人专属学习方案”[5]将有效提高教学质量。人工智能适应教学首先是从对学生的知识点诊断开始的,它将老师和学生的经验和优缺点数据化,依托算法的帮助给予每个学生个性化定制的针对性训练。人工智能系统将复杂的知识逐层拆解成具体的知识点,再由算法及时反馈学习情况,调整学习方案,从而查漏补缺,提高成绩。

以人工智能增效乡村教育在全面实施乡村振兴下具有重要意义。首先,人工智能在乡村教育领域的嵌入不但能为学生提供“因材施教”的学习计划,还能同时解决乡村教师日常工作繁杂等问题。教育既是教书,更是育人,教育的目的是促进人的全面发展,这包括学生的人格、品德、综合素养等方面。乡村教师从繁杂重复的工作中脱离,意味着将有大量的时间与精力投身育人工作。其次,利用人工智能构建起来的新型乡村教学模式在促进优质教育资源向乡村教育覆盖和渗透的同时,还能有效缓解乡村教师资源配置不均衡的现状。

聚焦当前党和国家全面实施乡村振兴战略的态势,依托人工智能的技术优势,搭建人工智能增效乡村教育振兴平台,能够有效弥补乡村教育的短板,从而助力乡村振兴事业。乡村教育现代化是社会主义现代化进程中的应有之义。乡村教育现代化的实现,需要以乡村教育振兴作为前提。人工智能作为现代化进程中的产物,与乡村教育结合增效乡村教育振兴符合当下时代主题,也是实现乡村教育现代化进程中应然之举。

二、人工智能增效乡村教育的现实困境

“虽然人工智能在乡村教育振兴中可以起到非常重要的作用,但是乡村教育中的人工智能应用面临诸多困境。”[6]目前,我国乡村数字化转型还处于发展阶段,而乡村普遍数字化是人工智能应用于乡村教育振兴的基础,乡村数字化建设滞后将严重阻碍人工智能技术的引进。除此之外,在实践过程中受乡村传统教学观念影响下的老师和学生会对人工智能在乡村教育的应用产生抵触情绪。而人工智能本身所具有的便利性及数据安全等特点所带来的隐患同样限制着人工智能在乡村教育方面的应用。

(一)乡村数字化建设滞后对人工智能的嵌入造成阻碍

1.人工智能增效乡村教育平台搭建受阻

人工智能增效乡村教育振兴平台的搭建,需要以乡村数字化作为前提。人工智能是“以‘互联网+’‘智能+’教学平台、基于知识图谱的资源中心及教育APP实现多元化内容呈现、动态化学情分析、情景化即时交互、个性化资源推送及系统化知识建构,开展动态自适应教学的。”[7]而“互联网+”“智能+”等教学平台的搭建又需要数字化建设下的数据存储处理技术与物联网技术等为其提供技术支撑。当前,部分乡村的基础设施薄弱,如5G网络、光纤网络等信息基础建设普及率不高。信息基础设施建设是乡村数字化建设的前提,信息基础设施建设的滞后直接使乡村数字化下的数字乡村治理、乡村产业数字化、乡村教育数字化无从谈起。与此同时,在农业、乡村旅游与文化产业领域中乡村数字化建设技术性人才的短缺都阻碍着乡村产业的融合发展,制约着乡村数字化建设的深入推进。

2.城乡线上教育资源共享互通路径不畅

人工智能为乡村学生提供的自适应教学是基于数据库中海量优质教学资源上实现的。这些优质的教学资源涵盖了从基础教育到高等教育的各个层面,能够充分满足学生多样化的学习需求,并通过每一个学生的学习特点与学习进度在数据库中为其筛选合适的教学资源供其学习。在信息化时代,城市地区各大学校的优质线上教学资源都可通过互联网实现共享,为广大学生提供便利。城市与城市之间的线上教育资源一体化已经成为现实,但城市与乡村之间线上教学资源一体化的进程却受到阻碍。主要归因于乡村数字化建设的滞后阻断了线上教育资源在城乡地区的共享互通,这使人工智能自适应教学的数据库无法得到填充,数据库的空白无法为学生提供个性化、精准化的学习方案,最终致使人工智能增效乡村教育方案只能停留于理论层面,无法落地。

(二)人工智能的嵌入遭遇传统教学模式的抵触

1.乡村教师较难突破传统教学模式

传统教学理念强调教师在教学过程中的的主体地位。同时,教师是学生接受知识的主要来源。“传统教学模式的突出特点之一就是采取相对固定的教学方案、教学内容,但在信息大爆炸的今天,传统教学模式已难以跟上时代发展和知识更新的步伐,导致学生所学知识落后于现实发展。”[8]相对固定的教学方案与教学内容将乡村学生局限于单一重复的课堂模式之中,使学生对学习的兴趣和动力减弱的同时也限制了教师的教学能力发展。

人工智能与乡村教育的结合正是要摆脱传统教学的弊端,使学生从相对固定的教学方案和教学内容中脱离出来,从而培养学生对学习的积极性以及创新能力。这也意味着乡村教师需要改变教学策略,创新教学方案,要从以往以教师为主体的教学导向转变为以学生为主体的教学导向。为了适应人工智能结合乡村教育的新型教学模式,乡村教师还需要学习人工智能的相关知识,提高应用人工智能的能力,以提高学生的学习效率。从单一、固化的传统教学模式向新型教学模式的过渡,需要教师转变教学理念,改变教学模式。这无疑对乡村教师的教学素养提出了更高的要求,乡村教师突破传统教学模式面临着严峻的挑战。

2.乡村学生与新型教学模式之间存在磨合期

人工智能结合乡村教育的新型教学模式势必会对传统教学理念造成冲击。但在冲击之下带来的是乡村学生对新型教学模式的抵触。

一方面,在传统教学理念的影响下,乡村学生将教师作为教育过程中的权威,不认可甚至排斥其它教学方法。在新型教学模式下,由于人工智能的嵌入,教师的角色发生了很大的变化,他们从传统的教学模式中脱离而出,更多地去承担学生的育人工作,这需要他们与学生建立更加紧密的沟通与协作。教师角色与教学任务的革新使在长期处于传统教学模式影响下的乡村学生一时间难以适应。

另一方面,新型教学模式利用人工智能的自适应教学为乡村学生制定的个性化、精准化学习计划是以学生自主学习为基础的,需要乡村学生具有较强的自主学习能力,教师在这个过程中更多的只是起辅助作用。而乡村学生在长期传统“灌输式”的被动学习模式下没有较强独立学习的能力,因此乡村学生与人工智能自适应教学模式的磨合期在所难免。

(三)人工智能在乡村教育上的应用上存在隐忧

1.乡村师生易对人工智能的便利性产生依赖

人工智能自适应教学因其自身强大的算法与数据驱动等能力为乡村学生和乡村教师带来便利,提高乡村学生的学习效率与减轻乡村教师的教学工作量。但带来便利的同时,人工智能自身所存在的隐忧也不能忽视。

乡村学生在人工智能自适应教学过程中的学习计划、知识盲区都是由人工智能系统通过算法为其推送。但在长期被动式推送下,学生在享受人工智能便利性的同时会对其自主探索能力产生一定影响,不利于培养学生的深度思考能力,阻碍其批判性思维的形成。

人工智能自适应教学的出现可以帮助乡村教师完成教学计划、布置作业、批改作业、考试评分等工作,还可以帮助乡村教师撰写教学报告或评估学生学业状况,但也会使教师陷入人工智能技术便利性的泥沼中无力自拔。“教师的工作往往是非预设、非逻辑、非线性的,教育过程中的各种偶发事件需要高度的创造性和艺术性。”[9]教师一旦对人工智能的便利性产生依赖,便会忽视对教师本身的专业性能力培养,造成其教学科学性和艺术性水平的全面下滑,从而影响乡村学生的全面发展。

2.人工智能在个人隐私与数据安全方面存在隐患

“数字时代,数据已经成为一种重要的资源,特别是随着人工智能(AI)和大数据等新兴技术的进步。人工智能领域在深度学习技术的飞速发展,使得神经网络模型具备了处理海量数据并完成复杂任务的能力。人工智能对数据日益增长的依赖性增加了数据泄漏的可能性和风险”。乡村学生在使用人工智能自适应教学时,需要将自己的个人信息与学习数据输送至人工智能端口从而获得个性化、精准化的学习方案和学习计划。

长此以往,学生的个人信息与学习数据大量存储于人工智能数据库,易造成个人信息与学习数据的泄漏。“人工智能教育的平台架构、核心算法往往由企业寡头在政府划定的框架内开发设计,但是企业的逐利性使得算法在设计时会嵌入利己特性。这种利己性有时也表现为曲意迎合现实教育的功利需求而达到利己的企图。”[10]学生的隐私与数据如果在此情况下泄漏,其隐私与数据会经过企业分析、提炼、挖掘从而用于精准广告营销,对学生产生不良影响。

三、人工智能增效乡村教育振兴的推进策略

人工智能增效乡村教育振兴能够有效缓解乡村教师资源配置不均衡和乡村学生教育质量低下等问题。但人工智能在与乡村教育的结合和应用过程中所面临的困境同样不可忽视。面对乡村数字化建设滞后、乡村传统教学模式的阻碍、人工智能本身存在隐忧等问题,应该实施加速乡村数字化转型、破除传统教学观念的思维壁垒、对人工智能本身的隐忧采取相应措施等策略,为人工智能增效乡村教育振兴提供可行策略。

(一)加速乡村数字化转型

1.完善乡村数字基础设施建设

乡村数字基础设施建设是通过互联网、大数据等信息技术对传统乡村基础设施进行数字化改造,实现乡村各类产业发展等基础设施的信息化转型升级,从而充分发挥一体化线上服务平台、智能电网、智慧农业等各个领域的数字化成果,为人工智能增效乡村教育振兴提供现实基础。技术性人才紧缺是完善乡村数字基础设施建设面临的重要问题之一。首先要增强乡村数字化建设相关技术性人才引进和培养力度,其次推动、引导、鼓励和支持数字信息技术企业、 组织、高校、人才“下乡”,培养实用型农村信息技术人才。[11]

同时,在乡村数字基础设施建设过程中面临的资金短缺等问题,各级政府应合理配置公共财政专项资金,保证资金落到实处。还可通过优质的农村产业吸纳社会资金投入到乡村数字基础设施建设当中。

2.建立多元化合作机制

“乡村数字化,即在全球快速网络化、信息化和数字化进程中,随着信息和通讯技术、物联网、区块链和云计算等数字技术在乡村地域的持续覆盖与渗透,重塑乡村经济社会形态和空间组织结构,使乡村地域的物质空间环境、经济发展方式、社会网络联系、组织管理模式及治理方式等发生数字化转变的过程。”[12]

乡村地域的物质空间环境、社会网络联系等数字化转型成功能为人工智能与乡村教育的结合提供契机,基于乡村数字化转型的现状,实施政府与企业、科研机构、社会组织等多方合作的多元化合作机制为乡村数字化转型提供实现路径。

多元化合作机制是由政府牵引下由社区、农户、企业等不同利益相关者之间形成的一种协作方式。这种机制旨在通过各方的共同努力,推动乡村的数字化进程。首先,政府与企业、科研机构、社会组织等多方合作,可以形成推动乡村数字化转型的合力。例如,政府与企业共建数字农业产业园区,社会组织参与农村信息化建设,农民合作社开展数字化技能培训等。具体表现为政府可以与企业合作,共同推进农业物联网示范项目;与科研机构合作,开展农业科技创新研究;与社会组织合作,推广数字化技术在农村的应用。其次,多元化合作机制可以促进资源整合,实现优势互补,提高乡村数字化转型的效率。最后,多元化合作机制有助于搭建一个开放、共享的平台,促进各方共同参与乡村数字化转型,为人工智能增效乡村教育振兴打下坚实基础。

(二)破除传统教学模式的思维壁垒

1.提升乡村教师的人工智能素养

乡村教师之所以较难突破传统教学模式,是因为从传统教学模式向人工智能自适应教学模式的转变需要掌握人工智能相关应用能力,加之乡村教师对传统教学模式的固有认识和对人工智能的陌生,从而对新型教学模式产生抵触情绪。

要想破除传统教学模式的思维壁垒。首先,要开展相关讲座或论坛等活动,使乡村教师了解人工智能对乡村教育振兴的价值和意义,了解人工智能与乡村教育结合能为乡村教师和学生带来哪些提高和帮助。其次,要针对性培养乡村教师的人工智能基本素养,如人工智能的应用原理、实施场景、操作方法等。还要加大对乡村教育人工智能的投入,为乡村教师提供培训、技术支持和资源保障。通过线上线下相结合的方式,充分利用社会力量与社会资源,推进乡村教师人工智能素养的提升。

2.引导学生接受新型教学模式

人工智能自适应教学对乡村学生的自主学习能力具有较高的要求,但乡村学生在传统教学模式的影响下并不具备较强独立学习的能力。除此之外,乡村学生和乡村教师在新型教学模式中主体地位的变化,使得乡村学生在短时间内难以适应。这些因素会使学生对人工智能产生抵触情绪,因此,为了更好地使乡村学生适应新型教学模式,需要在人工智能结合乡村教育之初,就需要对乡村学生在学习过程中产生的抵触情绪和困难进行疏导和予以解决。

人工智能与乡村教育结合,乡村学生与乡村教师的在教学过程中的主体地位发生转变,但这种转变并非是断崖式的,而是缓慢转变。首先要使乡村学生对新型教学模式有一个全面的了解,如新型教学模式对乡村学生在学习过程中所起到的作用等。其次,乡村教师在人工智能结合乡村教育之初要培养乡村学生的自主学习能力,同时引导乡村学生熟练掌握人工智能自适应教学系统的操作方法与步骤,采取渐进式的引导策略,逐步增加难度与复杂度。乡村教师与家长应持续跟进乡村学生在新型教学模式中产生的抵触、畏难等情绪,通过交流和教学帮助加以疏解与引导。

(三)针对人工智能在乡村教育应用中的隐患采取对应措施

1.优化新型教学模式

人工智能的嵌入对于增效乡村教育振兴具有重要意义,但人工智能为乡村学生和教师带来的便利性会对乡村学生批判思维能力的培养与乡村教师的教学能力的提高造成一定影响。新型教学模式下乡村学生是被动式接受人工智能提供的学习计划和方案,为了人工智能更好的增效乡村教育,应在新型教学模式的基础上对其优化。

乡村教师应明确对学生指出人工智能的局限性。人工智能并非全能,需要对其结果进行评估和审核,鼓励学生从多个角度去评估人工智能所提供的结果从而培养其批判思维能力。新型教学模式下,人工智能虽然承担了大部分教学工作,但在课堂上乡村教师仍需把握课堂走向、跟进课程进度、了解学生学习状况等,而非人工智能自适应教学一边倒。除此之外,乡村教师还需不断提高人工智能素养,创新教学方法,不断在新型教学模式中锤炼自身的专业性能力。

2.强化人工智能在数据安全和隐私方面的技术保护

人工智能因其神经网络具备处理海量数据并完成复杂任务的能力为乡村学生提供优质的教学资源和教学方法,但其自身存储的大量数据与隐私具有泄漏的风险。为了给乡村学生营造一个安全、良好的学习氛围,强化人工智能在数据安全与个人隐私方面的技术保护势在必行。

对给乡村教育提供人工智能技术的相关企业要求其加强数据脱敏技术的研究与应用,对乡村学生的个人数据及隐私进行加密处理,降低数据泄漏的风险。提高硬件设备的安全性能,加强对设备的监管和维护,防止恶意攻击。

此外,应建立健全安全防护体系,对人工智能自适应教学系统进行全面检测和监控,确保及时发现并应对潜在的威胁。定期对人工智能自适应教学系统进行升级和修复,消除安全隐患。针对人工智能隐私与安全泄漏问题的监管与合规,我国应制定并完善相关法律法规,加大对违法行为的惩处力度,确保企业在开发和应用AI技术时遵循合规要求。

四、展望

人工智能技术的长足发展为乡村教育振兴提供了新的思路,人工智能的嵌入将为乡村教育带来强大助力。未来,随着科技的高速发展,人工智能技术也将迈上新的台阶。届时,人工智能增效乡村教育振兴将有更先进的技术支持,同时人工智能与乡村教育结合的新型教学模式还需不断探索与创新,为乡村教育振兴提供源源不断地动力。

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〔责任编辑:刘阳〕