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看人工智能如何在教育改革中发挥作用

人工智能对未来教育的变革与发展,不仅创造了新的机遇,也带来更大的挑战。因此,人工智能与未来教育变革的关系问题,非常值得研究。

作者:佚名来源:今日头条|2018-04-08 08:44

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人工智能对未来教育的变革与发展,不仅创造了新的机遇,也带来更大的挑战。因此,人工智能与未来教育变革的关系问题,非常值得研究。

看人工智能如何在教育改革中发挥作用

一、信息技术与教育教学实践深度融合

信息技术与教育教学实践的深度融合,是教育信息化的重要特征之一。党的十八大以来,我国教育信息化工作取得了巨大的成就,这些成就表现在,不仅总体上超过预期,而且在某些方面更是大大超过预期,这些成就更成为我国教育发展历史性成就的重要组成部分。

据有关数据显示:

我国中小学校互联网接入率从25%上升到90%,超过了过去数倍;
多媒体教室使用率从不足40%上升到83%。
教育部主持的“一师一优课”项目,参与的教师人数超过1500万人次,优质资源提供者达1300万人。
教育信息化的快速发展,解决了400多万贫困地区教学点由于师资不足导致课程开不齐、开不足的问题。
教师以及学生网络学习空间数量从60万扩展到6300多万,公共资源服务体系的注册用户超过了6800万。

这些成就表明,我国教育信息化始终立足于国情教育,注重发挥制度优势,初步探索形成了一条具有中国特色的教育信息化发展道路。

这些成绩、成就的取得,可以总结为“一个核心理念”与“两个基本方针”。

核心理念就是将推动和服务教育改革发展看作教育信息化的根本目的,以此促进信息技术与教育教学试点的深度融合,而实践这一理念的关键在于深度融合。过去通常认为信息化是技术问题,教育信息化就是促进教育信息技术水平的提高、技术设备的完善。但事实上,信息技术与教学教育试点的深度融合才是教育信息化的本质。

实现信息技术与教育教学试点的融合,关键在应用切入。这就提出两个基本方针:

  1. 一是应用驱动,这是近几年教育信息化取得成效的关键切入点之一,缺少这个切入点,几乎不可能取得现在的成就。

  2. 二是机制创新,通过调动全社会的力量来推动教育信息化。教育信息化不仅仅依靠政府和教育系统,而且注重发挥产业界,特别是我国主要电信企业的作用。

案例:

我国教育信息化在几乎没有中央专项经费支持的情况下,依靠产业界、社会,实现宽带网络的接入及后续服务,为此我国主要的电信企业至少投入200亿-300亿元。

学校通过使用电信企业接入的宽带,实现应用驱动。华中师范大学近年来也在教育信息化方面开展了许多工作。

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杜占元一行到位于华中师范大学的国家数字化学习工程技术研究中心进行了参观

二、人工智能加速未来教育变革

人工智能日益成为社会、教育热点话题。教育的现代化,必定离不开现代科学强有力的支撑。教育信息化也正经历这一个过程。

国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视“,使大众对教育信息化有了比较深刻的认识。

人工智能作为信息技术的发展,将会为未来教育的变革带来重要影响。

  • 信息时代与智能时代存在本质区别

通常认为,智能时代是信息时代的自然延伸和发展,并将智能时代称为第四次工业革命,或称第二次机器革命,或其他的名称。

但我认为信息时代与智能时代存在本质区别。

  1. 首先,信息是物理概念,过去的工业革命是由机器主导的,智能是拟生物概念。

  2. 其次,过去的工业革命都将信息技术的使用,作为解决、替代体力或者提升、扩展人类体力的工具,显然智能技术解决的是替代和提升脑力的问题。

  3. 再次,信息技术可以被看作是工业技术的一个顶峰,它是由此前机器革命延伸而来的,但信息技术有可能超越这个顶峰,成为一个新革命的新起点,而不仅仅是延续,所以我认为应称其为零点革命。

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从生物学的意义上,人和动物的本质区别在于智能的不同。人天生的智能与第一次工业革命的共同之处在于都取于大自然,智能时代的到来可能会引发第二次革命,而这次革命是人为的,革命的结果将是下一次革命新的原点,所以叫作零点革命。

从这个角度思考,我们可能会对即将到来的智能时代,有更加充分、更加深刻的认识,而不应把智能时代的革命,看作工业革命的简单延续。

  • 智能机器能否取代传统教学形式?

国外曾对不同职业的可替代性进行排序,有些职业的可替代程度为90%,有些职业的可替代程度为60%,教育最难被替代,被替代程度只有0.4%。

这一方面说明教育的特殊性和重要性,以及教师在教育中确实有独特的需求和功能(尤其是对人工智能发展的作用),不能简单地被人工制造的机器所替代。

虽然教师很难被替代,但随着人工智能的到来,教师的职能必将发生重大变化。本人认为教师不容易被替代,是建立在通用智能机器人的假设基础上,即机器人都是通用的,教师机器人都按照版本、按照软件去上课。

显然智能机器也会随着需要不断向前发展,特别是个性化发展,即教师在智能化的环境下实现充分的个性化,每个教师和机器人都是独特的。

可以设想,十几年以后,将会产生高度智能的技术助理,如同随身跟随的一个专业秘书,它能够根据你的个性化需求,为你提供信息、提供思考方式。但目前人工智能的研究者很少提到个性化的问题,基本上讲的是通用和专业性问题。

当智能机器真正能够如同智能助理,实现人的个性化需求时,教师队伍的变革将会是另一番景象。那时教师将不再是难以替代,也许很多都要被替代。当然这个替代不是绝对的,不可能抛弃教师在教育中的作用。人机结合将会是迎接智能时代领域最普遍的形式,人机结合的教育将可能是最普遍的教育形式。

  • 智能机器与学习方式的变革

众所周知,阿尔法狗(Alpha Go)在过去一两年成为明星,现在阿尔法狗已经发展到第三代,第二代叫Alpha Master,第三代叫作阿尔法零(Alpha Zero)。

背景资料

阿尔法零在前两代的基础上,其性能得到大幅度的提升,已经能够实现完全自主学习。

如它不需要输入任何数据,如棋谱之类的东西,只需三天的自我学习就能以100:0的比分战胜Alpha Master,Alpha Master没有任何获胜的机会,更不必说人类。

并且它不需要接入网络,不需要大量的数据支撑,并借此提出了“小数据支撑着高效率利用“的概念,这种学习能力远远超过了以往人类对人工智能的想象。

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世界围棋冠军柯洁最终输给了Alpha Go

日本正在研究迁移学习,这种迁移学习研究的主要是一个机器学到的事物能否转移到另一个机器,这实际上与前面谈到的个性化机器人有莫大的关系。

今后每个机器人极有可能会遇到不一样的环境,学到的事物也不一样。如果不同机器之间能够将学到的事物快速简单地传递给对方,那么效率就会因此大大提高,这就与教育直接相关了。

这些新的进展意味着教育在面对新技术发展时,可能有许多重大的问题需要思考。阿尔法零面世不久,已经有人按照人工智能的逻辑,设计了一套培训的软件和方法,对围棋棋手进行新的培训,效果目前还不得而知。但据我预测,人工智能不仅将替代人工,还将改变人的思维方式,改变人的智能。

以往的历史表明,工业革命不仅扩大了人类的体力,替代了人类的体力,同时还改变了人类体力的行为方式。人类原来走路,现在坐车、坐飞机、坐船,由走改成了坐。人类正常的劳动主要靠臂力,手发挥控制作用;但现在的机器、未来的人工智能将主要依靠手指操作,手臂的作用将逐渐下降,这表明工业机器已经改变了人类体力劳动的模式。

同样人工智能也必将改变人类脑力劳动的模式,也可称为智力思考的方式。这也是基于人类的记忆力。精准的记忆能力,无论从速度,还是容量,都无法超过机器。

智能机器与学生如何共处?

信息化对教育的影响是多方面的。当机器能够思考,并真正实现人工智能的时候,学生有些关键素质是必须具备的。因为关于机器能不能完全替代人的智能,从哲学到技术各个层面都有争论,尚无定论。

从教育的角度来谈,学生的某些能力在这种情况下更需要强化:

  • 一是自主学习能力。

智能机器人阿尔法狗已经具备了强大的自主学习能力。如果学生没有自主学习能力,那么恐怕难以适应一个高度变化、知识不断形成的社会。自主学习能力,作为一种最基本的能力,要以学生为中心,强调学习的自主性。

  • 二是提出问题能力。

机器也会提出问题,但此处的提出问题是指,提出一些深层次的、由好奇心驱使、由兴趣驱使的问题。机器也许能解答很多问题,提出很多问题,但由于没有好奇心,更没有兴趣,提出的问题会非常浅薄。未来,个性化机器人也许会模仿人的兴趣,但毕竟是模仿。因此,未来,提出问题的能力,可能会更加重要。

  • 三是人际交往能力。

机器之间通过机器语言交流,当然人机也可以通过自然语言对话。但人际交往可能是机器很难替代的领域。人际交往的核心素养是人对情绪的控制能力,对述说者情感情绪的判断能力。学生对人际交往能力的理解,不能停留在单纯的心理知识层面。

  • 四是创新思维能力。

外国学生在进行简单的加减乘除运算时,也依靠计算器,中国学生则随口就能说出答案。英国在对小学生要不要背“九九乘法表”的问题进行立法时,多数人投了反对票,这给予我们很大的启发。

  • 五是谋划未来的能力。

计算机、人工智能也许可以帮助人类解决眼前的许多问题,为人类提供服务,但未必能对未来做出良好的判断。推动现实与未来的平衡是人类的智惠,许多思想家、政治家、科学家之所以伟大也在于此。

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三、以教育信息化开启教育现代化新征程

党的十九大明确提出要加快教育现代化,开启中国教育强国新征程。教育部也在制定关于我国教育现代化的文件,对未来教育发展做出全面部署,特别是将加快教育现代化、教育信息化作为重要的战略任务之一。

★ 在国家层面

党的十九大报告针对教育现代化、教育信息化的趋势,提出加快发展网络教育的口号。对网络教育的理解,既不能认为其等同于网上教育、在线教育,也不能认为其等同于远程教育,现在远程教育在网络教育中只占很少一部分。

在现代网络条件下,远在美国和近在隔壁是同等的概念,所以网络教育应该是以网络为基础的网络化教育。

此外,国家还制订并发布了人工智能发展规划和相关的重大专项,并将教育内的应用作为重大应用领域之一。一些重大科学研究计划也把开发脑,特别把儿童智能的发育、培养和提升,作为重大任务进行部署。

国家自然科学基金委员会也正在安排旨在通过自然科学手段,推动教育科学、人才培养以及儿童发育、发展等领域的研究,并制定了专门的经费渠道。

★ 教育部方面

将推动实施教育信息化2.0行动,特别关注教育信息化的质量和水平的提升。教育信息化发展大致会经历三个阶段:一是把信息技术作为外伸变量引进来,二是把信息技术作为内伸变量,三是信息技术产生革命性影响。

结合教育信息化发展的三阶段,教育部将在2.0阶段推动其实现三个转变:

  • 一是从专用资源向大资源转变。

  • 二是从提升信息基础设施的应用能力向提升信息素养的转变。学生、教师信息素养高才能适应这个时代。素养跟技术是完全不同的概念,技术可以短时间获得,素养却必须从幼年开始培养,并伴随长期的实践过程。

  • 三是从应用融合发展向创新发展转变。

通过这三个方面的转变,构建“互联网+”条件下人才培养新模式;通过教育信息化,发展基于互联网的教育服务型模式,探索信息时代教育治理的新模式。

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教育部副部长杜占元

智能化对教育的深刻变革还远没有显现出来。作为智库,应当深入发掘那些许多人甚至还远没有意识到的事物。虽然机遇与挑战并存,但就现阶段而言,面临的挑战将大于以往任何时候。因为这是一个全新的革命,迎接这场挑战需要教育家、技术家、科学家、企业家的共同参与、协同努力。

在更多的教育家、科学家,关心和支持教育现代化和教育信息化的基础上,我国实现教育现代化的新征程一定能走得更快,走得更顺,走得更远。

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