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黃榮懷:準確把握新一輪科技革命賦能教育變革的核心價(jià)值

發(fā)布時(shí)間:2023-06-14 作者:黃榮懷 來(lái)源:中國教育新聞網(wǎng)-《人民教育》

近日,一場(chǎng)關(guān)于ChatGPT的人工智能海嘯席卷全球,其在教育領(lǐng)域的應用以及可能引發(fā)的一系列問(wèn)題再次引起了人們對智能技術(shù)發(fā)展與教育未來(lái)的熱切關(guān)注。新一輪科技革命正在呈指數級增長(cháng),科技與教育的關(guān)系呈現出空前的復雜性和模糊性,科技革命與教育變革不再是過(guò)去簡(jiǎn)單的關(guān)聯(lián),而是聯(lián)動(dòng)推進(jìn)、交融共生。在人機協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng )分享的智能時(shí)代,科教融匯將共塑未來(lái)教育。

一、回顧教育信息化發(fā)展歷程,把握科技賦能教育的核心價(jià)值

信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響,是教育改革與發(fā)展的制高點(diǎn)和突破口。黨的十八大以來(lái),在國家教育信息化相關(guān)政策推動(dòng)下,在教育工作者和社會(huì )各界共同努力下,我國的教育信息化實(shí)現了跨越式發(fā)展和歷史性突破。從《教育信息化十年發(fā)展規劃(2011—2020年)》戰略目標的順利實(shí)現,到“教育信息化2.0行動(dòng)計劃”的深入實(shí)施和“智慧教育示范區”建設的穩步推進(jìn),再到國家教育數字化戰略行動(dòng)的全面啟動(dòng),我國教育信息化經(jīng)歷了工具輔助、整合應用和融合創(chuàng )新三個(gè)發(fā)展階段,整體上已接近國際先進(jìn)水平,目前正處于數字技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng )新的關(guān)鍵時(shí)期。

概括來(lái)講,我國教育信息化主要有三個(gè)經(jīng)驗:一是教育信息化基礎設施建設基本實(shí)現全覆蓋。到2022年底,全國中小學(xué)(含教學(xué)點(diǎn))聯(lián)網(wǎng)率已達100%,99.9%的學(xué)校出口帶寬達到100M以上,超過(guò)四分之三的學(xué)校實(shí)現無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋,99.5%的學(xué)校擁有多媒體教室,夯實(shí)了教育數字化轉型的基座。二是世界最大的教育資源庫和服務(wù)平臺基本建成。國家智慧教育公共服務(wù)平臺上線(xiàn)以來(lái),已匯集了基礎教育4.4萬(wàn)條資源、高等教育2.7萬(wàn)門(mén)優(yōu)質(zhì)慕課,職業(yè)教育在線(xiàn)精品課6700余門(mén),平臺總訪(fǎng)問(wèn)量超過(guò)67億次,促進(jìn)了教育資源配置的公平化,為建設全民終身學(xué)習的學(xué)習型社會(huì )提供了有力支撐。三是抗擊疫情,實(shí)施了史無(wú)前例的大規模在線(xiàn)教學(xué)。疫情期間,我國以信息化有效支撐了全國近3億師生“停課不停學(xué)”,保障了教育的連續性,對促進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合起到了巨大的推動(dòng)作用。

教育信息化可以廣義地理解為科技賦能教育。人工智能技術(shù)在教育中的應用將為應對教育現代化面臨的重大挑戰提供新思路和新方案,助力實(shí)現規?;逃c個(gè)性化培養的有機結合??萍假x能教育變革的核心價(jià)值集中體現為賦能學(xué)生、賦能教師和賦能學(xué)校三個(gè)方面。

第一,賦能學(xué)生,助力個(gè)性化學(xué)習。智能技術(shù)支持下的自主學(xué)習、探究式學(xué)習和協(xié)作學(xué)習,改變了統一步調、統一方式、統一評價(jià)的傳統學(xué)習方式,使以班級為單位的“集體學(xué)習”向個(gè)性化學(xué)習轉變。智能技術(shù)通過(guò)記錄學(xué)生的學(xué)習計劃和成長(cháng)軌跡,識別學(xué)生的長(cháng)處、弱點(diǎn)和學(xué)習偏好等為每個(gè)學(xué)生“畫(huà)像”,從而實(shí)現精準的資源推薦和學(xué)習路徑選擇,支持學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習。

第二,賦能教師,改變教學(xué)模式。智能助教可以幫助教師完成作業(yè)批改、簡(jiǎn)單測試、資源尋找等機械性和重復性工作,使教師有更多時(shí)間和精力與學(xué)生進(jìn)行一對一交流。智能導學(xué)系統可以更好地識別并把握不同學(xué)生在學(xué)習上的差異,幫助教師實(shí)施精準教學(xué)和評估,實(shí)現差異化資源、差異化任務(wù)、差異化作業(yè)、差異化輔導、差異化評價(jià),使教學(xué)更具吸引力、參與性和有效性,促進(jìn)學(xué)生能動(dòng)地學(xué)習。教師還可以根據學(xué)生可視化學(xué)習分析報告進(jìn)行自我改進(jìn),增強反思能力,使教學(xué)行為更加科學(xué)化。

第三,賦能學(xué)校,升級學(xué)習環(huán)境。智能技術(shù)賦能學(xué)校將升級基礎設施,把校內各種設備、環(huán)境與人聯(lián)結起來(lái),突破“數據孤島”,創(chuàng )設綠色、開(kāi)放、智能和融通的校園學(xué)習環(huán)境;搭建智能化家校合作平臺,為系統化和常態(tài)化的家?;ヂ?lián)共育提供可能;以學(xué)生為中心構建跨時(shí)空、開(kāi)放融合的泛在教育環(huán)境,促進(jìn)學(xué)校、家庭和社會(huì )的協(xié)同共融,打造新的教育生態(tài)。

二、厘清科技變革社會(huì )新特征,促進(jìn)科技與教育系統性融合

當前,以人工智能為代表的顛覆性技術(shù)在全球急速推進(jìn),掀起了新一輪科技革命,給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活與思維方式帶來(lái)了根本性、基礎性、徹底性的影響,表現為生產(chǎn)方式的轉變與產(chǎn)業(yè)結構的調整、人類(lèi)生存狀態(tài)與生活圖景的重塑和全球創(chuàng )新版圖的重構。新一輪科技革命與過(guò)往科技革命的顯著(zhù)不同在于,當下的新技術(shù)正集群式、持續性、全方位滲透于生產(chǎn)和生活,引發(fā)了各領(lǐng)域的結構重組和流程再造。

教育作為最重要的社會(huì )子系統,其組織模式和服務(wù)模式也在發(fā)生著(zhù)巨大變化??萍寂c教育兩大領(lǐng)域正在以主動(dòng)的姿態(tài)向對方滲透,且呈現出深度融合的發(fā)展趨勢和變革特征。過(guò)去談及科技與教育的融合,強調的是利用科技手段來(lái)優(yōu)化教育教學(xué)過(guò)程、教學(xué)內容、教學(xué)工具和學(xué)校管理等,即科技賦能教育。隨著(zhù)全球數字化的演進(jìn),在科技進(jìn)步、社會(huì )轉型和教育變遷三者的相互作用下,科技與教育正逐漸形成全領(lǐng)域、全要素、全鏈條、全業(yè)務(wù)等系統性深度融合的新格局,呈現廣泛性、多樣性、價(jià)值多元等特征??萍甲兏锝逃膶?shí)踐也正從單一的科技賦能拓展至社會(huì )轉型、科技賦能、教育變革和變革有序四個(gè)維度,科技與教育的深度融合需要在各教育場(chǎng)景中按照“需求—融入—演化—治理”四環(huán)節有序推進(jìn)與迭代發(fā)展。

第一,科技發(fā)展對教育提出了新需求。智能技術(shù)驅動(dòng)的科技進(jìn)步引發(fā)了社會(huì )結構的改變,國際競爭與文化沖突對教育產(chǎn)生了巨大的外驅力。社會(huì )轉型呼喚能夠服務(wù)于國家發(fā)展急迫需要和長(cháng)遠需求的復合型創(chuàng )新人才,教育必須洞悉時(shí)代需求,并作出積極回應。第二,科技通過(guò)“賦能”融入并重塑教育生態(tài)。科技賦能教育的核心價(jià)值在于實(shí)現創(chuàng )新與變革,表現為人工智能促進(jìn)學(xué)生成長(cháng)、人工智能助力教師發(fā)展、智能技術(shù)升級學(xué)習環(huán)境等。第三,科技加持的實(shí)驗研究促進(jìn)教育系統的變革和演化。教育是最為復雜的社會(huì )系統之一,需要仔細探究其變革背后的深層原因和內隱規律??萍技映值膶?shí)驗研究將圍繞新理念、新課程與新教材,學(xué)生核心素養、群體與區域教育均衡等核心問(wèn)題,揭示教育演化的機制,指導并優(yōu)化教育系統變革。第四,智能技術(shù)治理保障教育變革有序推進(jìn)。智能技術(shù)在教育中的不當使用將帶來(lái)倫理、隱私保護與安全等風(fēng)險,只有有效的智能技術(shù)治理才能保障教育系統變革的有序推進(jìn)。

三、順應智能技術(shù)發(fā)展新趨勢,探索規范而合倫理的人機協(xié)同

隨著(zhù)以ChatGPT為代表的基于大型語(yǔ)言模型(Large Language Models)的生成式人工智能技術(shù)的突破性進(jìn)展,人工智能技術(shù)迎來(lái)了又一次重大飛躍,各類(lèi)智能技術(shù)的廣泛應用也促使科技與教育的系統性融合進(jìn)一步加速。

大型語(yǔ)言模型(Large Language Models,LLM)是包含數以?xún)|計參數的語(yǔ)言模型,它通過(guò)大規模數據集訓練來(lái)預測和生成文本和其他內容。開(kāi)發(fā)此類(lèi)模型的主要目標之一是使人工智能在更復雜和微妙的場(chǎng)景中具備理解和生成自然語(yǔ)言文本的能力。繼GPT-3.5之后,OpenAI公司推出的GPT-4不僅可以接收文本輸入,還支持圖像輸入,在對話(huà)系統、文本摘要和機器翻譯等領(lǐng)域具有廣泛的應用潛力。這種大型多模態(tài)模型在自然語(yǔ)言理解與內容生成方面所具備的啟發(fā)性?xún)热萆赡芰?、對?huà)情境理解能力、序列任務(wù)執行能力、程序語(yǔ)言解析能力體現了當前生成式人工智能領(lǐng)域的重要突破和價(jià)值,也開(kāi)辟了其在教育領(lǐng)域的應用前景。

智能技術(shù)的進(jìn)步也帶來(lái)了智能機器人產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。近年來(lái),機器人在教育中的應用日益廣泛,教育機器人是智能學(xué)習環(huán)境的重要組成部分,人類(lèi)教師與機器人教師協(xié)同的“雙師模式”提升了教學(xué)過(guò)程的互動(dòng)性和參與性,增強了學(xué)習效果。2021年聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的《人工智能與教育:政策制定者指南》指出,在教育中使用智能機器人是利用人工智能來(lái)加強教育的一種方式。各國政府也相繼推出發(fā)展智能機器人的舉措,推動(dòng)智能時(shí)代的教育發(fā)展。我國教育部、工信部等部委發(fā)布了“教育信息化2.0行動(dòng)計劃”、《關(guān)于推進(jìn)教育新型基礎設施建設構建高質(zhì)量教育支撐體系的指導意見(jiàn)》《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》等文件,要求加強智能教學(xué)助手、教育機器人、智能學(xué)伴、語(yǔ)言文字信息化等關(guān)鍵技術(shù)的研究與應用,實(shí)現“人機共教、人機共育”?,F階段,教育機器人已在STEM教育、編程教育、語(yǔ)言學(xué)習、教學(xué)模式轉型、認知訓練等方面展現出巨大潛力,特別是在兒童語(yǔ)言發(fā)展和自閉癥兒童教育中的應用日益廣泛。

以ChatGPT、教育機器人等為代表的智能技術(shù)融入教育教學(xué)將催生人機協(xié)同的教學(xué)新形式。一方面,人類(lèi)教師與智能技術(shù)將形成互補、協(xié)同、創(chuàng )新的關(guān)系。教師應不斷提升數字素養與技能,學(xué)會(huì )基本的人工智能知識和原理,并利用人工智能進(jìn)行學(xué)習,增強學(xué)科能力和教學(xué)能力,借助人工智能開(kāi)展教學(xué),并通過(guò)教研活動(dòng)分享應用經(jīng)驗,挖掘其教育效益。另一方面,學(xué)生將通過(guò)智能技術(shù)獲得更好的個(gè)性化學(xué)習支持與服務(wù)。智能技術(shù)能夠快速生成學(xué)習材料,幫助學(xué)生學(xué)習課程內容、進(jìn)行課后復習,更好地獲取知識;智能技術(shù)能夠為學(xué)生提供良好的互動(dòng)學(xué)習體驗,提升學(xué)生學(xué)習投入度,有效開(kāi)展自主學(xué)習;智能技術(shù)能為學(xué)生提供多元的學(xué)習支持服務(wù),幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習時(shí)間管理、學(xué)習任務(wù)與過(guò)程管理等。

但是,智能技術(shù)的增強和普及也帶來(lái)了一系列倫理問(wèn)題,包括不公平問(wèn)題,即不同國家、地區、人群和階級之間享有技術(shù)權利的不平等;風(fēng)險問(wèn)題,即技術(shù)系統變得日益復雜,技術(shù)的方法與目的之間發(fā)生斷裂,難以預料的技術(shù)風(fēng)險正在系統中產(chǎn)生;威脅問(wèn)題,主要是技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的威脅,包括對人、人際關(guān)系與自然物的重塑引發(fā)的大量倫理和監管難題。因此,應制定教育領(lǐng)域可信的人工智能框架,并通過(guò)有效治理確保教育中的人機協(xié)同沿著(zhù)規范有序的方向發(fā)展。

四、回應教育改革的現實(shí)關(guān)切,推進(jìn)教育教學(xué)場(chǎng)景多元化變革

人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數據等新一代信息技術(shù)需要大批高素質(zhì)創(chuàng )新型人才。黨的二十大提出,推進(jìn)教育數字化,建設全民終身學(xué)習的學(xué)習型社會(huì )、學(xué)習型大國。智能技術(shù)的不斷突破和我國教育改革與發(fā)展的內在需求對教育提出了新的訴求,需要給予高度關(guān)注。

新時(shí)期我國教育改革有三個(gè)現實(shí)關(guān)切:一是迫切需要轉變教育理念,提升數字化思維和意識。面對以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)和數以?xún)|計學(xué)習者的數字化學(xué)習變革訴求,數字化思維和意識尤為重要。學(xué)校及區域推動(dòng)教育改革,需要改變課堂教學(xué)中數字設備及教學(xué)資源的機械性應用模式和教育教學(xué)管理中數字技術(shù)簡(jiǎn)單疊加式應用的工具性思維,超越當前的“表象式”改革訴求,系統謀劃和引領(lǐng)學(xué)校的改革與發(fā)展。二是缺乏智能技術(shù)變革教育的循證研究和社會(huì )實(shí)驗。大規模的教育改革實(shí)踐將引發(fā)教育系統性變革,也將帶來(lái)教育研究范式的轉變,實(shí)驗研究方法和證據意識的重要性將進(jìn)一步凸顯。教育社會(huì )實(shí)驗從某一社會(huì )現象出發(fā)研究教育社會(huì )實(shí)踐活動(dòng),發(fā)現隱形進(jìn)程,揭示智能時(shí)代教育變革的規律,提出應對方法或干預措施,為改進(jìn)教育實(shí)踐活動(dòng)提供新的途徑和方法論。我國正在開(kāi)展長(cháng)周期、大范圍、跨領(lǐng)域的社會(huì )實(shí)驗,探索人工智能融入教育的規律與路徑。三是智能化評價(jià)手段和機制尚不健全。深化新時(shí)代教育評價(jià)改革,要求利用人工智能、大數據等智能技術(shù)構建跨區域、跨場(chǎng)景的教育測評系統平臺和工具,優(yōu)化數據采集標準,形成基于多元多模態(tài)數據的教育評價(jià)體系,探索開(kāi)展學(xué)生學(xué)習情況全過(guò)程縱向評價(jià)、德智體美勞全要素橫向評價(jià)的全新方式。目前,我國智能化評價(jià)工具和標準尚有巨大進(jìn)步空間,評價(jià)體系仍不完善,還有很長(cháng)的一段路要走。

為了破解教育改革與發(fā)展中的難點(diǎn)問(wèn)題,應積極促進(jìn)科教融匯,推進(jìn)教育教學(xué)場(chǎng)景的多元化變革。

第一,按優(yōu)先級分類(lèi)界定變革場(chǎng)景。場(chǎng)景是綜合描述特定時(shí)間、空間、人物和事件等所構成的統一體。場(chǎng)景模糊和場(chǎng)景泛化是教育教學(xué)實(shí)踐中面臨的主要問(wèn)題。一方面,變革場(chǎng)景模糊源于教育變革外驅力與教育改革內生動(dòng)力的耦合機制不協(xié)調,即面對智能技術(shù)的迭代更新與社會(huì )轉型的持續加速,教育系統變革的適應性不足。另一方面,應用場(chǎng)景泛化源于智能技術(shù)應用于教育教學(xué)的“雙盲盒”現象,即“技術(shù)黑盒子”和“方案空盒子”,表現為在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中關(guān)鍵核心技術(shù)的缺失,以及技術(shù)開(kāi)發(fā)者對產(chǎn)品的應用場(chǎng)景、兼容環(huán)境及銜接時(shí)序的不確定與不明確等,這是教育數字化轉型的一大瓶頸。因此,我們需要認識到挖掘需求與定義場(chǎng)景是系統性變革的主要動(dòng)力來(lái)源,基于師生在教、學(xué)、考、評、管等具體教育環(huán)節中的真實(shí)需求,按照優(yōu)先級分類(lèi)界定變革場(chǎng)景。

第二,按成熟度分步推進(jìn)教學(xué)變革。教育信息化有效支撐了教育改革與發(fā)展,其歷史進(jìn)程已展現出科技賦能教育的價(jià)值。然而,在科技融入教育的過(guò)程中仍存在對智能技術(shù)價(jià)值的認知偏差,人們往往高估智能技術(shù)的即時(shí)作用,低估其長(cháng)期效應。有的區域或學(xué)校會(huì )脫離教育實(shí)際發(fā)展情況,“盲目”引入昂貴的智能技術(shù)及設備,短期內造成高投入低回報的問(wèn)題,阻礙教育數字化轉型的發(fā)展進(jìn)程并弱化整體效益。因此,需要按照教育數字化成熟度漸進(jìn)、靈活地推動(dòng)教育變革。首先,研判區域及學(xué)校的數字化轉型階段,需要綜合考慮教育教學(xué)業(yè)務(wù)改變的迫切性、師生及相關(guān)干系人心理準備和數字素養、技術(shù)環(huán)境及資源準備情況等。其次,設計教育數字化轉型梯次發(fā)展的戰略規劃,保障數字時(shí)代教育改革的目標遞進(jìn)、機制設置及文化形成等。最后,因地制宜構建技術(shù)供給與教育場(chǎng)景需求的持續演進(jìn)機制,在需求牽引、應用為王原則的指引下分步推進(jìn)教學(xué)變革。

第三,基于推演具象表征變革過(guò)程。傳統教育教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)驗難以厘清教育變革的深層機制,對教育實(shí)踐的解釋力和指導性不足,教育理論常被指“中看不中用”“脫離實(shí)踐”“低水平重復”等。教育理論需要觀(guān)照教育變革的全域性與復雜性,挖掘變革背后的結構性原因與內隱性規律,因而需要引入多元循證研究、數據密集型研究和教育智能計算等手段,具象表征變革過(guò)程。一方面,教育社會(huì )實(shí)驗基于大規模、長(cháng)周期的數據,觀(guān)察并闡釋教育教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的隱形進(jìn)程,在挖掘教育教學(xué)規律的基礎上形成干預措施,進(jìn)而實(shí)現教育教學(xué)實(shí)踐的改進(jìn)。另一方面,仿真模擬通過(guò)建立與真實(shí)教育系統平行的數字孿生系統,模擬復雜教育現實(shí)中多重變量的交互變化,可視化呈現教育演化的過(guò)程與趨勢,進(jìn)而指導并優(yōu)化真實(shí)教育系統。

第四,遵循倫理原則強化技術(shù)治理。智能技術(shù)教育應用的倫理值得高度關(guān)注,現實(shí)生活中涌現出一系列負面案例,如算法推薦導致信息繭房、短視頻沉迷影響注意力、“拍照搜題”惰化思維能力等。智能技術(shù)在學(xué)校教育中既存在不當使用的現象,也存在過(guò)度使用和逃避使用的現象,需要開(kāi)展有效的智能技術(shù)治理才能保障教育系統變革的有序推進(jìn)。面向智慧社會(huì )的教育治理,一是要保障人工智能等技術(shù)融入教育生態(tài)的規范性和有序性,確保技術(shù)是合乎倫理、符合法律、符合教育規律的。二是要利用新技術(shù)助力形成精準化、精細化、高效化的教育治理機制,實(shí)現教育治理體系與能力的現代化。

(黃榮懷,教育部教育信息化戰略研究基地(北京)主任、北京師范大學(xué)教授)

《人民教育》2023年第9期,原題為《科教融匯共塑未來(lái)教育》

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