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田锋:西安交通大学计算机科学与技术学院教授、博导、陕西省大数据知识工程重点实验室主任、大数据算法与分析技术国家工程实验室算法测试与示范应用中心主任、中国教育发展战略学会第四届理事、中国自动化学会智慧教育专委会副主任委员

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韩恭恩:西安高新一中科创中心主任、陕西师范大学计算机学院研究生导师、中国科协机器人专家库成员

《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》中明确提出,要实施国家教育数字化战略,促进人工智能助力教育变革。那么,人工智能将如何促进教育的变革呢?《陕西教育》记者邀请西安交通大学计算机科学与技术学院教授田锋与西安高新一中科创中心主任韩恭恩就相关问题展开讨论。

教师不会被替代,但需转型

《陕西教育》记者:当下,AI在备课、课堂教学、教学与学情分析、作业管理、答疑辅导等多个教育场景中得到应用。在这种情形下,很多原本属于教师的工作现在能用AI辅助完成,那么未来教师的数量会不会因此缩减?教师角色将会发生哪些改变?AI时代下,教师应该具备哪些新的专业技能?乡村学校的教师又该如何跟上时代的步伐?

田锋:在全学段、不同层次的教育教学中,教师都具有其不可替代性。我们研究团队预测,从狭义角度来看,未来在校教师的数量或将有所减少:一是中国人口基数将进入一个衰减周期,入学适龄人口会大幅降低;二是从师生比来看,比值会降低;三是学前教育阶段的教师数量将首先减少,随后这一趋势可能会延伸到基础教育和高等教育领域。不过这一结果也存在不确定性,假如中国教育成功实现国际化转型,即中国成为教育国际服务强国,那么在一定程度上,高等教育生源逐渐国际化,教师的总体数量可能不会减少。

在AI时代,教师的角色会出现三个非常重要的转变。一是教师将从教学的全流程执行者转变为教学设计者,未来他们将更加注重面向学生发展的教学设计创新,特别是在教学过程、教学环节及教学方式上的创新。二是人工智能素养将位于教师核心素养的前列,即教师一定得会用人工智能工具,懂得人工智能知识,并且知道其优缺点。三是用5~8年,教师自身要主动从单一学科型向交叉学科、终身学习型转变。其首要原因是教师的智慧与认知能力面临挑战。以大模型为代表的人工智能的输出结果可能出现与事实不符、与社会主义核心价值观相背等问题。教师能否及时识别这些问题,对其而言是一项极大的考验。毕竟,大模型是基于数十TB级别的语料进行训练的,其记忆量远超人类教师,而人类教师难以在短时间内从海量数据中检索到准确答案。

基于上述考量,AI时代对教师提出了更高的素养要求:一是人工智能素养要强;二是设计思维要强,包含教学设计、教学环境设计等;三是要有系统思维和发展思维,即要从心理、认知、生理、价值观等多个维度全面、发展地看待学生的成长;四是对学生的情感支持至关重要;五是,终身学习。还有其他,不再一一列举。

韩恭恩:我也认为,教师仍然是不可替代的,不过教师的教学方式和重心需要从讲授知识向培养学生的能力做出转变,并要随着青少年在成长过程中心智发展的不同,给予价值观的引导和情感陪伴。在人工智能时代,地域的限制逐步被打破,硬件的壁垒也会逐步消减,数字化资源为乡村教师提供了丰富的自学资源,但最大的难点在于如何突破认知屏障。实际上,乡村教师一旦学会利用人工智能促进自身成长,就会获得良性的正向反馈,逐步成长为优秀教师。

因材施教要以数据为基

《陕西教育》记者:现在人们普遍认为,因材施教在AI时代最有可能变成现实,当前更多地体现在精准学习上,在您看来,还有哪些方面是可以进一步探索的?

田锋:AI时代因材施教在很大程度上需要依赖大量采集的各种数据,并在数据分析的基础上,制订和不断优化个性化的成长方案。数据包括学生的脑发展、学习情况、听讲状态、校园行为、心理、身体指标等,不过现实的情况是,基础教育中关于学生发展的数据很少,所以还需尽可能多地收集数据,依据数据作分析和研究。不过如何收集数据是个难题,可能涉及个人隐私等一些问题。

韩恭恩:因材施教在AI时代正在逐步实现。体现在以下几个方面:一是国内大量的优秀教师的教育资源,如教案、教学设计、优秀的教学经验等实现数字化转化;二是组建基于项目的教师学习共同体,在主持人的引领下,打破学科界限,探索一种新的教学模式;三是通过教学和学生实践的反馈,使学生在完成基于项目的学习过程中,逐步提升人工智能素养。

以教育的多样化促进人的个性化发展

《陕西教育》记者:在AI教师、AI学伴等新技术的加持下,未来学习将变得自主和高效,但中小学学生的学习会不会变得比现在更“卷”?面对新技术,家庭、学校条件不一,如何引导学生更好地利用新技术来学习和成长?请您给一些建议。

田锋:若未来学习实现了自主且高效,这必定意味着学生乐于学习、善于学习,其求知欲与学习动力将呈现良性增长趋势,自驱力很强。按照自己的节奏去学习,就不是“卷”。一个好的AI教师/学伴,应该是能促进学生德智体美劳全面发展的,不过这个目前还存在困难。从正面讲,如果用人工智能促进学生的求知欲,那么学生成才的概率将会大增,这种“卷”,对学生个人、对国家都是具有正面意义的。

当前社会上的“卷”,对教育有正面和负面的影响,对学生个人的影响负面大于正面,因为学生在“卷”中迷失了方向,无法发现各类学科的美,而是一味地追求“分数”。这种“卷”,我认为大多是毫无意义的、内耗式的“比拼”。因为它与因人而异的认知发展相矛盾。

韩恭恩:学校应以学生为核心,指导学生从自身的兴趣出发,进行新技术的学习。教师应指导学生进行基于项目与问题的学习,使学生能够从了解性学习过渡到具有挑战性的深度学习。此外,开展家校共育活动,通过家长培训,减轻其对学生使用手机等电子产品的过度担忧,为学生营造一个有效利用电子设备开展学习的良好氛围。

《陕西教育》记者:有一家机构对未来教育作出预测,他们预言250年后,知识能够通过植入大脑的生物芯片传递,人类再也不需要死记硬背了。不少学者抨击现在“育分而非育人”的教育,认为现在有的学生去了学校不等于在真正学习,他们的学习是“伪学习”。知识学习的重要性似乎有所减弱,转而强调培养创新、批判性思维、沟通协作、终身学习等能力。这是否意味着,十几年的通识教育不再必需?

田锋:这个问题问得很好,既代表了当前一部分研究者的困扰,也涉及公众的疑问。本质上类似于对人类与人工智能关系发展的预测。

坦白地说,这个预言当前至少存在技术和伦理两个问题。在技术层面,生物芯片技术虽然在医疗诊断、药物研发等领域有着巨大潜力,但若要实现通过生物芯片传递知识,还须解决人脑与芯片交互的复杂性问题。例如,是人脑激活芯片并提出问题,还是芯片主导人脑解决日常遇到的各种问题。如果是后者,此时被植入的宿主还是不是人类,这都会成为问题;若为前者,人脑未经历学习过程,缺乏求解的意识,如何与芯片沟通?毕竟,未经训练的人脑,难以运用芯片,这也是知识,需要学习。

伦理问题就更明显了。例如,如果人体芯片被恶意劫持或植入邪恶意图,可能会导致隐私泄露、数据安全问题,甚至遥控宿主犯罪,这将引发人们对个人自由和社会伦理的深刻担忧。

“转向培养创新、批判、沟通、协作、终身学习等的素养”的目标立意是好的,不过如何做到却很难。以基础教育为例,学生的个体差异巨大,发展过程各异,大范围地讲创新会变得非常艰难,且不是所有的人要被强迫做创新,但是终身学习就是必须了。

韩恭恩:这个问题需要辩证地看,基于脑神经科学的发展,未来在大脑中植入芯片完全有可能实现,然而时代发展是一个过程,在目前的社会认知和评价模式下,知识学习是必需的。人的决策能力和解决问题的能力是在具备基本知识的基础上进行综合研判逐步形成的。以现有的社会认知和评价体系来培养未来的人才,这本身就是一个值得商榷的问题。我们应致力于丰富现在的教育,让教育变得多样化,以培养拥有多元知识并能运用知识解决实际问题的学生,促进学生个性化成长。

《陕西教育》记者:在AI时代,学校将会变成什么样的场所?

田锋:智慧教育学习环境的泛在化、虚拟化、遥操化、生成式、个性化将是一大趋势。但是社会财富的积累、基础设施的发展都有一个过程,所以智慧教育在未来会普遍到什么程度,还需要观察,这些都将火正面地、或负面地影响未来学校的样态。

韩恭恩:随着智能时代的到来,培养学生的思辨能力、创新能力、协作能力及独立解决问题的能力已成为教育的核心目标。传统的教授式教学将逐步被取代,未来教学模式的探索已成为国际教育研究的焦点。我国高中教育正在进行新一轮的课程改革,选课走班制度在很大程度上打破了传统班级的界限。教学方法也从传统的碎片化知识讲授逐渐转为知识结构的整体构建,例如大单元教学、项目式学习和跨学科教学,且逐步从公开课走向常态化。未来,随着教育资源的数字化转型,基于名师经验的教育资源将通过数字化手段成为主流资源,并在实践中不断迭代发展。那时,我们将迎来一个以人为本、按需学习的全新教育样态。

人工智能教育将经历三个发展阶段

《陕西教育》记者:在您看来,AI教育将会经历哪些发展阶段,各个阶段的着力的突破点是什么?

田锋:人教机辅阶段、机器主动服务阶段、人机双智协同阶段。在推进AI教育时,着力的突破点有:一是加强新一代信息技术的基础设施建设;二是打通“各自为政”导致的“数据孤岛”,实现真正意义上的数据安全可靠共享,特别是贯通全学段,有效支撑终身学习社会建设;三是在遵循科技向善的原则下,不断探索AI赋能教育的理论与实践。因为截至目前还没有适合当代AI的、完善完备的智能教育理论;四是全面提升师生人工智能素质与道德伦理素养;五是建立伦理与隐私保护相应的审核和监督机制;六是创新教学和课程体系。在实操上,还要不断推广优秀案例。

韩恭恩:数字化转型阶段,人机协同阶段,以及打破学科界限、学生形成学习共同体阶段。在数字化转型阶段,突破点在于将传统教育资源有效地转化为数字形式,并确保所有学生都能平等地访问这些资源。在人机协同阶段,重点将放在如何让AI成为教师的助手,提高教学效率和质量,同时培养学生与AI合作解决问题的能力。最后,当我们进入打破学科界限、学生形成学习共同体的阶段,突破点将集中在如何利用AI技术促进跨学科学习,激发学生的创新思维和团队合作精神,学生不再是被动接受知识的个体,而是主动探索、创造和分享知识的主体。

《陕西教育》记者:2024年,教育部发布通知,明确指出将加强中小学人工智能教育,并计划在2030年前在全国范围内基本普及AI教育。AI教育在未来会有什么样的中国特色?

田锋:首先,要保障公平与质量;其次,符合社会主义核心价值观;最后,生成式人工智能,甚至超级智能,将成为人工智能的主流,培养学生的核心素养与能力变得非常关键。

韩恭恩:教育与科技的融合应以培养人才为首要目标,中国将成为创新人才的摇篮。传统的“一考定终身”的评价体系会被打破,教育回归育人本质,国民综合素养得到显著提升。AI融入日常学习,将显著降低学习成本,提高学习效率。在AI的辅助下,学生通过自主选择学习方向与内容,逐步实现个人的目标与追求。物质主义的价值观会逐渐淡化,实现国家发展战略、实现个人理想将逐步成为社会的主流追求。

《陕西教育》记者:谢谢您的分享!

责任编辑:王波