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田鋒:西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授、博導(dǎo)、陜西省大數(shù)據(jù)知識(shí)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、大數(shù)據(jù)算法與分析技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室算法測(cè)試與示范應(yīng)用中心主任、中國(guó)教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會(huì)第四屆理事、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智慧教育專委會(huì)副主任委員

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韓恭恩:西安高新一中科創(chuàng)中心主任、陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院研究生導(dǎo)師、中國(guó)科協(xié)機(jī)器人專家?guī)斐蓡T

《教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)規(guī)劃綱要(2024—2035年)》中明確提出,要實(shí)施國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略,促進(jìn)人工智能助力教育變革。那么,人工智能將如何促進(jìn)教育的變革呢?《陜西教育》記者邀請(qǐng)西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授田鋒與西安高新一中科創(chuàng)中心主任韓恭恩就相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)討論。

教師不會(huì)被替代,但需轉(zhuǎn)型

《陜西教育》記者:當(dāng)下,AI在備課、課堂教學(xué)、教學(xué)與學(xué)情分析、作業(yè)管理、答疑輔導(dǎo)等多個(gè)教育場(chǎng)景中得到應(yīng)用。在這種情形下,很多原本屬于教師的工作現(xiàn)在能用AI輔助完成,那么未來(lái)教師的數(shù)量會(huì)不會(huì)因此縮減?教師角色將會(huì)發(fā)生哪些改變?AI時(shí)代下,教師應(yīng)該具備哪些新的專業(yè)技能?鄉(xiāng)村學(xué)校的教師又該如何跟上時(shí)代的步伐?

田鋒:在全學(xué)段、不同層次的教育教學(xué)中,教師都具有其不可替代性。我們研究團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè),從狹義角度來(lái)看,未來(lái)在校教師的數(shù)量或?qū)⒂兴鶞p少:一是中國(guó)人口基數(shù)將進(jìn)入一個(gè)衰減周期,入學(xué)適齡人口會(huì)大幅降低;二是從師生比來(lái)看,比值會(huì)降低;三是學(xué)前教育階段的教師數(shù)量將首先減少,隨后這一趨勢(shì)可能會(huì)延伸到基礎(chǔ)教育和高等教育領(lǐng)域。不過(guò)這一結(jié)果也存在不確定性,假如中國(guó)教育成功實(shí)現(xiàn)國(guó)際化轉(zhuǎn)型,即中國(guó)成為教育國(guó)際服務(wù)強(qiáng)國(guó),那么在一定程度上,高等教育生源逐漸國(guó)際化,教師的總體數(shù)量可能不會(huì)減少。

在AI時(shí)代,教師的角色會(huì)出現(xiàn)三個(gè)非常重要的轉(zhuǎn)變。一是教師將從教學(xué)的全流程執(zhí)行者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)設(shè)計(jì)者,未來(lái)他們將更加注重面向?qū)W生發(fā)展的教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新,特別是在教學(xué)過(guò)程、教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)方式上的創(chuàng)新。二是人工智能素養(yǎng)將位于教師核心素養(yǎng)的前列,即教師一定得會(huì)用人工智能工具,懂得人工智能知識(shí),并且知道其優(yōu)缺點(diǎn)。三是用5~8年,教師自身要主動(dòng)從單一學(xué)科型向交叉學(xué)科、終身學(xué)習(xí)型轉(zhuǎn)變。其首要原因是教師的智慧與認(rèn)知能力面臨挑戰(zhàn)。以大模型為代表的人工智能的輸出結(jié)果可能出現(xiàn)與事實(shí)不符、與社會(huì)主義核心價(jià)值觀相背等問(wèn)題。教師能否及時(shí)識(shí)別這些問(wèn)題,對(duì)其而言是一項(xiàng)極大的考驗(yàn)。畢竟,大模型是基于數(shù)十TB級(jí)別的語(yǔ)料進(jìn)行訓(xùn)練的,其記憶量遠(yuǎn)超人類教師,而人類教師難以在短時(shí)間內(nèi)從海量數(shù)據(jù)中檢索到準(zhǔn)確答案。

基于上述考量,AI時(shí)代對(duì)教師提出了更高的素養(yǎng)要求:一是人工智能素養(yǎng)要強(qiáng);二是設(shè)計(jì)思維要強(qiáng),包含教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)等;三是要有系統(tǒng)思維和發(fā)展思維,即要從心理、認(rèn)知、生理、價(jià)值觀等多個(gè)維度全面、發(fā)展地看待學(xué)生的成長(zhǎng);四是對(duì)學(xué)生的情感支持至關(guān)重要;五是,終身學(xué)習(xí)。還有其他,不再一一列舉。

韓恭恩:我也認(rèn)為,教師仍然是不可替代的,不過(guò)教師的教學(xué)方式和重心需要從講授知識(shí)向培養(yǎng)學(xué)生的能力做出轉(zhuǎn)變,并要隨著青少年在成長(zhǎng)過(guò)程中心智發(fā)展的不同,給予價(jià)值觀的引導(dǎo)和情感陪伴。在人工智能時(shí)代,地域的限制逐步被打破,硬件的壁壘也會(huì)逐步消減,數(shù)字化資源為鄉(xiāng)村教師提供了豐富的自學(xué)資源,但最大的難點(diǎn)在于如何突破認(rèn)知屏障。實(shí)際上,鄉(xiāng)村教師一旦學(xué)會(huì)利用人工智能促進(jìn)自身成長(zhǎng),就會(huì)獲得良性的正向反饋,逐步成長(zhǎng)為優(yōu)秀教師。

因材施教要以數(shù)據(jù)為基

《陜西教育》記者:現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為,因材施教在AI時(shí)代最有可能變成現(xiàn)實(shí),當(dāng)前更多地體現(xiàn)在精準(zhǔn)學(xué)習(xí)上,在您看來(lái),還有哪些方面是可以進(jìn)一步探索的?

田鋒:AI時(shí)代因材施教在很大程度上需要依賴大量采集的各種數(shù)據(jù),并在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,制訂和不斷優(yōu)化個(gè)性化的成長(zhǎng)方案。數(shù)據(jù)包括學(xué)生的腦發(fā)展、學(xué)習(xí)情況、聽(tīng)講狀態(tài)、校園行為、心理、身體指標(biāo)等,不過(guò)現(xiàn)實(shí)的情況是,基礎(chǔ)教育中關(guān)于學(xué)生發(fā)展的數(shù)據(jù)很少,所以還需盡可能多地收集數(shù)據(jù),依據(jù)數(shù)據(jù)作分析和研究。不過(guò)如何收集數(shù)據(jù)是個(gè)難題,可能涉及個(gè)人隱私等一些問(wèn)題。

韓恭恩:因材施教在AI時(shí)代正在逐步實(shí)現(xiàn)。體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是國(guó)內(nèi)大量的優(yōu)秀教師的教育資源,如教案、教學(xué)設(shè)計(jì)、優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)化;二是組建基于項(xiàng)目的教師學(xué)習(xí)共同體,在主持人的引領(lǐng)下,打破學(xué)科界限,探索一種新的教學(xué)模式;三是通過(guò)教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐的反饋,使學(xué)生在完成基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過(guò)程中,逐步提升人工智能素養(yǎng)。

以教育的多樣化促進(jìn)人的個(gè)性化發(fā)展

《陜西教育》記者:在AI教師、AI學(xué)伴等新技術(shù)的加持下,未來(lái)學(xué)習(xí)將變得自主和高效,但中小學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)不會(huì)變得比現(xiàn)在更“卷”?面對(duì)新技術(shù),家庭、學(xué)校條件不一,如何引導(dǎo)學(xué)生更好地利用新技術(shù)來(lái)學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)?請(qǐng)您給一些建議。

田鋒:若未來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了自主且高效,這必定意味著學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí),其求知欲與學(xué)習(xí)動(dòng)力將呈現(xiàn)良性增長(zhǎng)趨勢(shì),自驅(qū)力很強(qiáng)。按照自己的節(jié)奏去學(xué)習(xí),就不是“卷”。一個(gè)好的AI教師/學(xué)伴,應(yīng)該是能促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的,不過(guò)這個(gè)目前還存在困難。從正面講,如果用人工智能促進(jìn)學(xué)生的求知欲,那么學(xué)生成才的概率將會(huì)大增,這種“卷”,對(duì)學(xué)生個(gè)人、對(duì)國(guó)家都是具有正面意義的。

當(dāng)前社會(huì)上的“卷”,對(duì)教育有正面和負(fù)面的影響,對(duì)學(xué)生個(gè)人的影響負(fù)面大于正面,因?yàn)閷W(xué)生在“卷”中迷失了方向,無(wú)法發(fā)現(xiàn)各類學(xué)科的美,而是一味地追求“分?jǐn)?shù)”。這種“卷”,我認(rèn)為大多是毫無(wú)意義的、內(nèi)耗式的“比拼”。因?yàn)樗c因人而異的認(rèn)知發(fā)展相矛盾。

韓恭恩:學(xué)校應(yīng)以學(xué)生為核心,指導(dǎo)學(xué)生從自身的興趣出發(fā),進(jìn)行新技術(shù)的學(xué)習(xí)。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基于項(xiàng)目與問(wèn)題的學(xué)習(xí),使學(xué)生能夠從了解性學(xué)習(xí)過(guò)渡到具有挑戰(zhàn)性的深度學(xué)習(xí)。此外,開(kāi)展家校共育活動(dòng),通過(guò)家長(zhǎng)培訓(xùn),減輕其對(duì)學(xué)生使用手機(jī)等電子產(chǎn)品的過(guò)度擔(dān)憂,為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)有效利用電子設(shè)備開(kāi)展學(xué)習(xí)的良好氛圍。

《陜西教育》記者:有一家機(jī)構(gòu)對(duì)未來(lái)教育作出預(yù)測(cè),他們預(yù)言250年后,知識(shí)能夠通過(guò)植入大腦的生物芯片傳遞,人類再也不需要死記硬背了。不少學(xué)者抨擊現(xiàn)在“育分而非育人”的教育,認(rèn)為現(xiàn)在有的學(xué)生去了學(xué)校不等于在真正學(xué)習(xí),他們的學(xué)習(xí)是“偽學(xué)習(xí)”。知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性似乎有所減弱,轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新、批判性思維、溝通協(xié)作、終身學(xué)習(xí)等能力。這是否意味著,十幾年的通識(shí)教育不再必需?

田鋒:這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得很好,既代表了當(dāng)前一部分研究者的困擾,也涉及公眾的疑問(wèn)。本質(zhì)上類似于對(duì)人類與人工智能關(guān)系發(fā)展的預(yù)測(cè)。

坦白地說(shuō),這個(gè)預(yù)言當(dāng)前至少存在技術(shù)和倫理兩個(gè)問(wèn)題。在技術(shù)層面,生物芯片技術(shù)雖然在醫(yī)療診斷、藥物研發(fā)等領(lǐng)域有著巨大潛力,但若要實(shí)現(xiàn)通過(guò)生物芯片傳遞知識(shí),還須解決人腦與芯片交互的復(fù)雜性問(wèn)題。例如,是人腦激活芯片并提出問(wèn)題,還是芯片主導(dǎo)人腦解決日常遇到的各種問(wèn)題。如果是后者,此時(shí)被植入的宿主還是不是人類,這都會(huì)成為問(wèn)題;若為前者,人腦未經(jīng)歷學(xué)習(xí)過(guò)程,缺乏求解的意識(shí),如何與芯片溝通?畢竟,未經(jīng)訓(xùn)練的人腦,難以運(yùn)用芯片,這也是知識(shí),需要學(xué)習(xí)。

倫理問(wèn)題就更明顯了。例如,如果人體芯片被惡意劫持或植入邪惡意圖,可能會(huì)導(dǎo)致隱私泄露、數(shù)據(jù)安全問(wèn)題,甚至遙控宿主犯罪,這將引發(fā)人們對(duì)個(gè)人自由和社會(huì)倫理的深刻擔(dān)憂。

“轉(zhuǎn)向培養(yǎng)創(chuàng)新、批判、溝通、協(xié)作、終身學(xué)習(xí)等的素養(yǎng)”的目標(biāo)立意是好的,不過(guò)如何做到卻很難。以基礎(chǔ)教育為例,學(xué)生的個(gè)體差異巨大,發(fā)展過(guò)程各異,大范圍地講創(chuàng)新會(huì)變得非常艱難,且不是所有的人要被強(qiáng)迫做創(chuàng)新,但是終身學(xué)習(xí)就是必須了。

韓恭恩:這個(gè)問(wèn)題需要辯證地看,基于腦神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,未來(lái)在大腦中植入芯片完全有可能實(shí)現(xiàn),然而時(shí)代發(fā)展是一個(gè)過(guò)程,在目前的社會(huì)認(rèn)知和評(píng)價(jià)模式下,知識(shí)學(xué)習(xí)是必需的。人的決策能力和解決問(wèn)題的能力是在具備基本知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合研判逐步形成的。以現(xiàn)有的社會(huì)認(rèn)知和評(píng)價(jià)體系來(lái)培養(yǎng)未來(lái)的人才,這本身就是一個(gè)值得商榷的問(wèn)題。我們應(yīng)致力于豐富現(xiàn)在的教育,讓教育變得多樣化,以培養(yǎng)擁有多元知識(shí)并能運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)。

《陜西教育》記者:在AI時(shí)代,學(xué)校將會(huì)變成什么樣的場(chǎng)所?

田鋒:智慧教育學(xué)習(xí)環(huán)境的泛在化、虛擬化、遙操化、生成式、個(gè)性化將是一大趨勢(shì)。但是社會(huì)財(cái)富的積累、基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展都有一個(gè)過(guò)程,所以智慧教育在未來(lái)會(huì)普遍到什么程度,還需要觀察,這些都將火正面地、或負(fù)面地影響未來(lái)學(xué)校的樣態(tài)。

韓恭恩:隨著智能時(shí)代的到來(lái),培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力及獨(dú)立解決問(wèn)題的能力已成為教育的核心目標(biāo)。傳統(tǒng)的教授式教學(xué)將逐步被取代,未來(lái)教學(xué)模式的探索已成為國(guó)際教育研究的焦點(diǎn)。我國(guó)高中教育正在進(jìn)行新一輪的課程改革,選課走班制度在很大程度上打破了傳統(tǒng)班級(jí)的界限。教學(xué)方法也從傳統(tǒng)的碎片化知識(shí)講授逐漸轉(zhuǎn)為知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)建,例如大單元教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和跨學(xué)科教學(xué),且逐步從公開(kāi)課走向常態(tài)化。未來(lái),隨著教育資源的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,基于名師經(jīng)驗(yàn)的教育資源將通過(guò)數(shù)字化手段成為主流資源,并在實(shí)踐中不斷迭代發(fā)展。那時(shí),我們將迎來(lái)一個(gè)以人為本、按需學(xué)習(xí)的全新教育樣態(tài)。

人工智能教育將經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段

《陜西教育》記者:在您看來(lái),AI教育將會(huì)經(jīng)歷哪些發(fā)展階段,各個(gè)階段的著力的突破點(diǎn)是什么?

田鋒:人教機(jī)輔階段、機(jī)器主動(dòng)服務(wù)階段、人機(jī)雙智協(xié)同階段。在推進(jìn)AI教育時(shí),著力的突破點(diǎn)有:一是加強(qiáng)新一代信息技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);二是打通“各自為政”導(dǎo)致的“數(shù)據(jù)孤島”,實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)安全可靠共享,特別是貫通全學(xué)段,有效支撐終身學(xué)習(xí)社會(huì)建設(shè);三是在遵循科技向善的原則下,不斷探索AI賦能教育的理論與實(shí)踐。因?yàn)榻刂聊壳斑€沒(méi)有適合當(dāng)代AI的、完善完備的智能教育理論;四是全面提升師生人工智能素質(zhì)與道德倫理素養(yǎng);五是建立倫理與隱私保護(hù)相應(yīng)的審核和監(jiān)督機(jī)制;六是創(chuàng)新教學(xué)和課程體系。在實(shí)操上,還要不斷推廣優(yōu)秀案例。

韓恭恩:數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段,人機(jī)協(xié)同階段,以及打破學(xué)科界限、學(xué)生形成學(xué)習(xí)共同體階段。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型階段,突破點(diǎn)在于將傳統(tǒng)教育資源有效地轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式,并確保所有學(xué)生都能平等地訪問(wèn)這些資源。在人機(jī)協(xié)同階段,重點(diǎn)將放在如何讓AI成為教師的助手,提高教學(xué)效率和質(zhì)量,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生與AI合作解決問(wèn)題的能力。最后,當(dāng)我們進(jìn)入打破學(xué)科界限、學(xué)生形成學(xué)習(xí)共同體的階段,突破點(diǎn)將集中在如何利用AI技術(shù)促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神,學(xué)生不再是被動(dòng)接受知識(shí)的個(gè)體,而是主動(dòng)探索、創(chuàng)造和分享知識(shí)的主體。

《陜西教育》記者:2024年,教育部發(fā)布通知,明確指出將加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育,并計(jì)劃在2030年前在全國(guó)范圍內(nèi)基本普及AI教育。AI教育在未來(lái)會(huì)有什么樣的中國(guó)特色?

田鋒:首先,要保障公平與質(zhì)量;其次,符合社會(huì)主義核心價(jià)值觀;最后,生成式人工智能,甚至超級(jí)智能,將成為人工智能的主流,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)與能力變得非常關(guān)鍵。

韓恭恩:教育與科技的融合應(yīng)以培養(yǎng)人才為首要目標(biāo),中國(guó)將成為創(chuàng)新人才的搖籃。傳統(tǒng)的“一考定終身”的評(píng)價(jià)體系會(huì)被打破,教育回歸育人本質(zhì),國(guó)民綜合素養(yǎng)得到顯著提升。AI融入日常學(xué)習(xí),將顯著降低學(xué)習(xí)成本,提高學(xué)習(xí)效率。在AI的輔助下,學(xué)生通過(guò)自主選擇學(xué)習(xí)方向與內(nèi)容,逐步實(shí)現(xiàn)個(gè)人的目標(biāo)與追求。物質(zhì)主義的價(jià)值觀會(huì)逐漸淡化,實(shí)現(xiàn)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)個(gè)人理想將逐步成為社會(huì)的主流追求。

《陜西教育》記者:謝謝您的分享!

責(zé)任編輯:王波