人工智能如何塑造學習的未來

隨著工業(yè)革命和產業(yè)革命不斷升級，人工智能正在對全球各行各業(yè)產生深刻影響。人工智能不僅影響未來的教育，也影響教育的未來。近日，世界經濟論壇官網(wǎng)發(fā)布題為《塑造學習的未來：人工智能在教育4.0中的作用》的報告，深入探討人工智能在教育領域的應用和發(fā)展趨勢。

報告指出，盡管早期形態(tài)的人工智能已在教育領域應用超過60年，但近年來人工智能技術的進步正在教育領域引發(fā)深刻變革。報告以教育4.0時代的構想為目標框架，揭示了當前全球教育面臨的關鍵挑戰(zhàn)，分析并具象化了人工智能對傳統(tǒng)教育模式的顛覆和重塑作用，特別關注了人工智能應用于教育的風險和應對措施，報告還結合案例和人工智能技術特性提出了推動“人工智能+教育”發(fā)展的政策建議，呼吁各國政府、企業(yè)和社會團體共同努力，實現(xiàn)教育領域的技術創(chuàng)新和變革。

教育4.0時代世界教育面臨三大挑戰(zhàn)

教育4.0時代機遇和挑戰(zhàn)并存，報告以未來教育模式和人才培養(yǎng)需求為導向，分析了當前全球教育面臨師資差距、管理和評價差距以及數(shù)字技能差距三方面挑戰(zhàn)。

師資短缺形勢嚴峻。據(jù)聯(lián)合國教科文組織預估，以實現(xiàn)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》為目標，全球教師缺口數(shù)量為4400萬。根據(jù)世界經濟論壇《2023年未來就業(yè)報告》，今后1/4的工作崗位面臨轉型，勞動力市場對人才能力需求的變化，將使技能培訓和終身教育需求與日俱增，教師需求缺口或將持續(xù)擴大。報告表明，吸引人才流入教師隊伍的有效方式是增加薪資，并重塑教師職業(yè)發(fā)展目標，但經濟合作與發(fā)展組織（以下簡稱“經合組織”）不少成員國現(xiàn)階段尚無法提供這一支撐。

教師行政負擔重且教育評價效率低。報告指出，美國和經合組織成員國教師平均花費約一半工作時間在完成行政類工作上，美國教師每周平均工作54個小時，其中僅44%的時間用于教學。加之師資缺口不斷擴大，教師行政負擔或將繼續(xù)加重。報告指出，提高行政事務的自動化水平和學校任務的人性化水平，可有效緩解教師行政負擔重這一痛點，釋放教學時間，使教師更專注于因材施教等更高效能的教育環(huán)節(jié)，同時亦有利于提高教師職業(yè)吸引力。在評價方面，教學改進缺乏數(shù)據(jù)支撐。盡管評價是教學中的常見環(huán)節(jié)，但突破校際和國界的高效橫向評價并不常見，如經合組織開展的國際學生評估項目（PISA）每三年才進行一次。教學成果數(shù)據(jù)的普遍性缺失，使得教育系統(tǒng)缺乏適應全球人才市場需求變化的靈敏度。人工智能與教育評價融合，可為教育工作者提供實時、數(shù)據(jù)驅動的洞察力，還有助于更有效地進行教學成果的非量化評價，為教學實踐和課程開發(fā)等提供決策支撐，提高教育整體質量。

全球數(shù)字技能和人工智能人才短缺。具有使用人工智能和其他新興技術工具的能力和意愿，是未來人才的重要標志之一，也是生產力增長的重要動力之一。然而，報告顯示，在全球勞動力市場，此類人才短缺現(xiàn)象已然顯現(xiàn)，與之相應，人工智能的發(fā)展進程也在放緩。教育是打破這一不良循環(huán)的有力抓手，報告提出，為促進經濟社會持續(xù)發(fā)展，教育應該囊括有關數(shù)字技術使用的學習內容以及如何成為安全、合乎倫理道德的技術生產者和消費者的學習內容。

人工智能可從四個方面攻克教育面臨的挑戰(zhàn)

善用人工智能可為教育4.0時代帶來攻克挑戰(zhàn)、轉型升級的機遇。報告有針對性地分析了人工智能技術在簡化教育行政流程、提高教學評價效能、培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)和實現(xiàn)個性化學習等方面的具體應用及效果。

人工智能可有效簡化行政流程，提高教育效能。人工智能技術的發(fā)展為重新定義教育工作的性質和質量提供了機會。報告以大語言模型應用為例，認為教育環(huán)節(jié)中約占總工作量20%的文書等行政工作，可通過技術完成自動化；約占總工作量8%至20%的問題分析和解決類工作，如備課或組織教學評價等，可借助人工智能實現(xiàn)效能提升。報告同時強調，實現(xiàn)以上效果需要前期精心設計，凸顯以人為本原則，如強化社會情感支持、家校共育等方面。

人工智能可提高教育評價的即時性、靈活性。人工智能有助于避免傳統(tǒng)教學評價的線性和滯后性，不僅可以即時產生教學評價，評價實施一方還可根據(jù)教學對象實際情況或應用場景進行編程修改，靈活調整評價方式，且可以讓包括學生、教師、家長、學校管理者和政府部門在內的相關方及時有效地獲得分析結果，以便各方作出科學決策，實現(xiàn)適應未來、反饋靈敏的動態(tài)評價模式。 

人工智能與教育的集成優(yōu)勢還在于對學生數(shù)字技能和素養(yǎng)的培養(yǎng)。數(shù)字和人工智能素養(yǎng)不僅包括使用數(shù)字工具和平臺的能力，還包括批判性思維、解決問題的能力、創(chuàng)造力和對人工智能倫理的認知等。人工智能與教育融合，可為學生提供了解人工智能概念及其影響的機會。將人工智能融入課程并不意味著每個學生都必須成為人工智能專家，與之相反，重點應放在培養(yǎng)意識、好奇心和建立基礎理解上。報告認為，數(shù)字素養(yǎng)可以更好地幫助學習者掌握分辨事實和錯誤信息的能力，以及強化對網(wǎng)絡安全和算法風險的意識。這些都是數(shù)字時代的重要素養(yǎng)，也是未來人才的重要衡量指標。

人工智能技術可輔助實現(xiàn)個性化學習。人工智能技術可根據(jù)學習目標和學習者情況提供個性化學習內容，還可根據(jù)學習者反饋和行為偏好調整學習進度、難度和風格。在學習呈現(xiàn)方式上，也可通過多種模式滿足學習者在視聽等方面的不同需求，提高學習效果。例如，人工智能技術可幫助視聽障礙學生完成全納教育。但需注意，人工智能輔助個性化學習的最佳方式依然是由教師提供支持和引導。 

防范人工智能應用于教育的問題和風險

盡管人工智能融入教育可有效提升學習體驗和成果效能，為培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的未來人才做好準備，但報告也指出，各國家長、教育工作者和教育行政人員對人工智能應用于教育過程中產生的問題和隱藏的風險表示擔憂。

報告指出，各國在“人工智能+教育”的實踐應用中要認識到，在缺乏適當規(guī)劃、安全措施、治理保障和公平框架的情況下，在教育領域快速部署人工智能應用，特別是生成式人工智能應用，存在一定的風險。人工智能在收集大量數(shù)據(jù)的同時，會產生學生數(shù)據(jù)和隱私泄露的風險。教師是教書和育人的核心角色，教師需要掌控技術，否則將出現(xiàn)教學秩序被技術顛覆的風險?；ヂ?lián)網(wǎng)接入率等人工智能應用基本要素，還存在全球分布不均的情況，人工智能技術的應用或將增加教育鴻溝擴大的風險。另外，如果教育領域不對生成式人工智能加以規(guī)范，虛假和錯誤信息將對青少年認知產生嚴重不良后果。

報告通過各國實踐案例研究，明確了在教育領域應用人工智能時規(guī)避風險的五個條件：

人工智能的應用和開發(fā)必須與教育工作者和教育政策制定者共同完成，重視教與學之間的互動，關注技術對決策的支撐作用。

人工智能的應用必須以強有力的數(shù)據(jù)隱私和安全協(xié)議為前提，確保敏感信息受到保護。實踐應用需建立在對人工智能倫理的認識和理解基礎上，并將數(shù)據(jù)嚴格控制在教育領域內。

創(chuàng)新人工智能技術資助的良性模式，有利于人工智能技術在教育中的深度應用和不斷迭代，讓各相關方對“人工智能+教育”的效果和性價比充滿信心。

學生、教師和行政管理者必須享有充分的培訓和提高技能的機會，以使其能夠有效駕馭人工智能。

在設計應用方案時，必須重點考慮公平性和包容性，確保人工智能知識廣泛普及、技術在教育領域產生廣泛效益。

報告最后稱，下一階段將在教育4.0視野中深入探討人工智能對教育的塑造作用，持續(xù)對成功案例進行研究，關注政府、企業(yè)、教育工作者和民間團體之間的廣泛合作，進一步釋放人工智能變革教育的潛力，為下一代塑造教育的未來。

（作者單位系教育部教育技術與資源發(fā)展中心[中央電化教育館]）

《中國教育報》2024年05月23日第9版