摘 要：人工智能賦能教育成為必然趨勢，正形塑著教育改革發(fā)展的新范式。人工智能賦能教育應(yīng)當(dāng)堅守教育的初心，探索可行的實現(xiàn)路徑，遵循正確的價值取向和思維規(guī)律。人工智能賦能教育將形成師-機-生互動的三元智能化教育模式，需要解決好人對人、人對機、機對人、機對機四類教育問題。人工智能賦能教育的實踐過程中，要時刻把握人工智能的發(fā)展趨勢，深化人工智能全面賦能教育的科研、教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理、評價等應(yīng)用，未來人工智能賦能教育應(yīng)實施招生學(xué)業(yè)和就業(yè)數(shù)字化、學(xué)科大數(shù)據(jù)建設(shè)、專業(yè)知識圖譜、數(shù)字化教材建設(shè)、決策智慧化輔助、國際教育公共服務(wù)數(shù)字化等六大工程。
關(guān)鍵詞：人工智能；未來教育；技術(shù)賦能；智慧應(yīng)用
人工智能（Artificial Intelligence, AI）已成為21世紀最具挑戰(zhàn)性、最具催化力、最具賦能特征的戰(zhàn)略性技術(shù)，在眾多領(lǐng)域表現(xiàn)出廣泛的賦能作用。隨著人工智能在教育領(lǐng)域的滲透程度日漸加深，信息技術(shù)和教育融合創(chuàng)新發(fā)展獲得了強大推力。2021年11月，聯(lián)合國教科文組織發(fā)布《一起重新構(gòu)想我們的未來：為教育打造新的社會契約》呼吁各國共同探討和展望未來乃至2050年的教育，“未來教育”迅速成為國際熱點話題。2024年1月，2024世界數(shù)字教育大會在上海召開，教育部部長懷進鵬提出，我們將實施人工智能賦能行動，促進智能技術(shù)與教育教學(xué)、科學(xué)研究、社會的深度融合，為學(xué)習(xí)型社會、智能教育和數(shù)字技術(shù)發(fā)展提供有效的行動支撐。與此同時，“構(gòu)建面向未來的數(shù)字教育新生態(tài)”也在此次會議上成為世界各國新的共識。為此，我們需要充分發(fā)揮人工智能的賦能效用，重新構(gòu)想和創(chuàng)建未來教育發(fā)展新格局。
一、人工智能賦能教育已成為必然趨勢
全球范圍內(nèi)，人工智能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展已然成為推動教育變革的重要力量。在教育領(lǐng)域，人工智能不僅對教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式和未來學(xué)校產(chǎn)生深遠影響，而且已經(jīng)深入到教育理念、教育文化和教育生態(tài)之中，推進人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展，是時代賦予教育的重要使命。同時，人工智能賦能教育作為一種必然趨勢正形塑著教育發(fā)展的新范式和新形態(tài)。
（一）人工智能促進科學(xué)研究范式的轉(zhuǎn)變
科研范式是特定時期科學(xué)共同體進行科學(xué)研究的基本模式，與科技創(chuàng)新的規(guī)律要求相適應(yīng)?？茖W(xué)研究范式經(jīng)歷了經(jīng)驗范式（Empirical Science）、理論范式（Theoretical Science）、計算范式（Computational Science）和數(shù)據(jù)驅(qū)動范式（Data-driven Science）。其中，經(jīng)驗范式強調(diào)基于經(jīng)驗觀察以總結(jié)規(guī)律，并不具備預(yù)測能力；理論范式則是運用數(shù)學(xué)工具進行描述和推演；計算范式通過計算機模擬和仿真對模型和數(shù)據(jù)進行計算和分析；而數(shù)據(jù)驅(qū)動范式則強調(diào)運用機器學(xué)習(xí)從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)規(guī)律和模式。隨著人工智能的發(fā)展，這些范式已不再能夠滿足科學(xué)研究的需要，將四種傳統(tǒng)范式有機結(jié)合，成為新的研究模式，即“科學(xué)智能”（AI for Science, AI4S），實現(xiàn)了經(jīng)驗、理論、計算和智能的深度融合，開啟以人機共融為特征的科學(xué)研究新時代。智能技術(shù)與科學(xué)研究的耦合，能夠讓人類更深入地理解社會規(guī)律，從而推動科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，更是開啟了跨學(xué)科合作的新時代。為此，“科學(xué)智能”已成為各國競相關(guān)注的重要領(lǐng)域。
（二）人工智能引發(fā)第三次教育革命
教育伴隨著人類的出現(xiàn)而產(chǎn)生，隨人類社會的發(fā)展而進化。人類的第一次教育革命是在農(nóng)耕時代完成的，教育形式從原始的家庭中的個別教育轉(zhuǎn)向了學(xué)校的個性化教育。我國古代春秋戰(zhàn)國時期的老子、孔子、孟子、荀子等的教育思想和活動就是這個時期以“植入式教育”進行傳道授業(yè)的代表。第二次教育革命是在工業(yè)時代完成的，它從個性化的農(nóng)耕教育轉(zhuǎn)向了班級授課的規(guī)?；逃?，用集體教學(xué)的方式向?qū)W生傳授知識和技能，規(guī)?；藴驶?、集中化的班級授課制替代了舊式私塾制，逐步建立起系統(tǒng)化、制度化的人才培養(yǎng)體系；以人工智能、機器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實為主要內(nèi)容的個別化教育正引發(fā)第三次教育革命，虛擬世界與現(xiàn)實世界互相增強、互為補充，達到虛實結(jié)合，實現(xiàn)跨國、跨校、跨界人才培養(yǎng)。每一次科技和產(chǎn)業(yè)變革都為教育帶來了新的可能，也使教育實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。在人工智能賦能教育的變革中，機器不再僅僅是知識的承載載體和表現(xiàn)工具，更是參與到教與學(xué)的過程中并成為其中的一方，這是教育范式從“師-生”二元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皫?機-生”三元結(jié)構(gòu)的重大變革。
（三）人工智能重塑行業(yè)并倒逼專業(yè)調(diào)整
作為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要驅(qū)動力量，人工智能所引起的變革已經(jīng)涵蓋文、理、醫(yī)、工、農(nóng)等多個領(lǐng)域，催生創(chuàng)新應(yīng)用，帶來全新機遇。人性化的人工智能技術(shù)并非僅僅簡單地模仿人類的思維和行為，而是深入探析人類的需求和感受，以更加智能、貼近人類的方式為大眾提供服務(wù)。根據(jù)麥肯錫全球研究院的預(yù)測，到2030年，美國各個行業(yè)30%的工時可能被自動化完成，其中生成式人工智能技術(shù)至少可貢獻8%。在制造業(yè)領(lǐng)域，人工智能的出現(xiàn)讓自動化生產(chǎn)線得到改善，同時供應(yīng)鏈也得以優(yōu)化；在醫(yī)療領(lǐng)域，人工智能讓診斷疾病更加智能化和準確化，也讓手術(shù)操作更具效率；在金融領(lǐng)域，人工智能廣泛應(yīng)用于風(fēng)險評估、信用評分和欺詐檢測；在交通領(lǐng)域，人工智能被廣泛應(yīng)用于自動駕駛、智能交通和道路安全保障；同樣，在教育領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的發(fā)展正在加速教育革新的步伐，重塑教育的方式與體驗?！爸腔劢逃薄爸悄芙逃薄叭斯ぶ悄芙逃薄敖逃斯ぶ悄堋钡葻嵩~相繼問世，人工智能可以助力個性導(dǎo)學(xué)、虛擬助教和過程評估，“個性化”將會不斷加強，“因材施教”因此成為可能，讓每個受教育的人都能夠在自己擅長的領(lǐng)域充分發(fā)揮自己的所長是未來教育努力的方向之一。
二、人工智能賦能教育應(yīng)當(dāng)堅守教育初心
（一）教育的初心和本質(zhì)
科技飛速發(fā)展的時代，我們更應(yīng)牢記教育的初心與使命。教育，是點燃心靈的火焰，是我們探索真理的旅程，更是塑造人性的過程。教育的使命是引領(lǐng)學(xué)生前行，讓教育之光照耀每個角落，讓知識的火花在心靈中綻放。教育的初心，是使人向善，教人求真。這不僅是一種教育理念，更是一種人生態(tài)度。教育的核心不僅在于知識的傳授，更在于德行的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。孔子強調(diào)：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！苯逃?，要讓學(xué)生享受學(xué)習(xí)的樂趣，不斷追求真理，不斷超越自我。
教育的途徑多種多樣，而價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)是最為重要的環(huán)節(jié)。價值塑造是教育的靈魂，它能引導(dǎo)學(xué)生保持堅定的信念，樹立正確的人生目標，使其成為有擔(dān)當(dāng)、有責(zé)任的公民。知識傳授是教育的基石，是學(xué)生智慧和力量的源泉。教育不僅要培養(yǎng)學(xué)生的認知能力，更要激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力，使其未來能為社會作出更大的貢獻。能力培養(yǎng)包括培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力、終身學(xué)習(xí)能力等綜合能力，讓學(xué)生在社會中具有強大的競爭力。不僅如此，教育還具有喚醒、賦能和傳承三大功能。喚醒是喚起學(xué)生內(nèi)在的潛能和熱情，讓他們不斷追求卓越，不斷超越自我。賦能是賦予學(xué)生必要的能力和技能，讓他們在現(xiàn)實生活中自立、自強。傳承是傳承和發(fā)揚人類文明的精華和智慧，讓學(xué)生在前人的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
正是通過教育，人類才能走到生物鏈的頂端。教育不僅是一種技術(shù)，更是一種文化、一種藝術(shù)。教育貫穿于人類生活的方方面面，影響著每一個個體的成長和社會的進步。正是通過教育，我們才能實現(xiàn)個體的自我實現(xiàn)和社會的共同進步，才能讓世界變得更加美好和有希望。在人工智能不斷升級創(chuàng)新的今天，我們要牢記教育的初心與本質(zhì)，堅守教育的使命，培養(yǎng)出更多有擔(dān)當(dāng)、有智慧、有情懷的優(yōu)秀人才，讓他們成為推動社會進步和人類文明發(fā)展的重要力量。
（二）人工智能賦能教育
人工智能賦能教育的價值與思維。人工智能賦能教育，需要關(guān)注的一個重要問題是價值與思維的教育。
互聯(lián)網(wǎng)和人工智能正在將全部人類知識裝進數(shù)字化的知識新容器中，重構(gòu)整個人類知識版圖。ChatGPT等人工智能對教育已產(chǎn)生深遠影響。知識的生產(chǎn)方式正發(fā)生不可避免的轉(zhuǎn)型，由過往的人類創(chuàng)造知識轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)如今的AI生成知識。智能機器從知識生產(chǎn)的輔助者進化為與人類并駕齊驅(qū)的“新生產(chǎn)者”。如此可能導(dǎo)致個體對人工智能的依賴性增強，生成式人工智能的局限性也對個體自主思考、判斷、學(xué)習(xí)能力乃至價值觀和倫理道德觀提出挑戰(zhàn)。知識的傳播方式同樣也發(fā)生改變，人們可以直接或間接通過人工智能獲取知識，這意味著人們對大學(xué)的觀念將應(yīng)時而變——大學(xué)知識傳授功能將會被弱化，研究創(chuàng)新功能、社會責(zé)任等方面的價值則將進一步凸顯。隨著人工智能的不斷發(fā)展，知識生產(chǎn)與知識獲取的方式不斷變革，學(xué)生的學(xué)習(xí)也將隨之變革。智能時代的學(xué)習(xí)生態(tài)圈樣態(tài)應(yīng)是充滿多樣化和差異化的個性化學(xué)習(xí)，它以激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)動力、促進創(chuàng)新能力生成為目的。
同時，人工智能也在改變著教學(xué)的評、管、用，推動著教學(xué)思想發(fā)生變革，在不遠的未來將顛覆現(xiàn)有的辦學(xué)管理模式，相應(yīng)的倫理和道德風(fēng)險評估將被引入教育教學(xué)之中。例如，運用人工智能進行作業(yè)批改，固然能提高效率、減輕教師負擔(dān)，但也存在著標準化批改，學(xué)生的主觀性和創(chuàng)造性被忽略的問題。又如，隨著人工智能逐漸成為代寫“槍手”，如何檢測作業(yè)、考試中人工智能的參與程度成為不少教師擔(dān)憂的問題。或許，在人工智能普及浪潮之下，開展人工智能應(yīng)用相關(guān)的價值觀教育，塑造積極全面的人格，是解答許多關(guān)于人工智能的迷思的路徑之一。
此外，放眼全球，人工智能也正在改變著國際話語體系，人工智能所涉及的數(shù)據(jù)治理、隱私保護等領(lǐng)域正成為重要的國際議題。人工智能引發(fā)的諸多倫理和道德問題之爭，促使人們重新審視人類的價值觀和倫理底線，敦促人類正視自身在技術(shù)發(fā)展中的主導(dǎo)地位和責(zé)任意識?？偠灾怯捎谌斯ぶ悄艿纳钸h影響和存在的隱患，如何將人工智能正確地融入教育，可謂非做不可，早做早益。我們要正確地把握和利用好人工智能，與其形成良好的合作關(guān)系，為未來教育帶來更多可能性。
（三）人工智能賦能創(chuàng)造未來教育新格局
展望人工智能賦能和創(chuàng)造未來教育的新格局，可以預(yù)見，未來的教育將會形成“師-機-生”的三元模式，教師、機器、學(xué)生相互促進、相互影響、相互進步，共同促進智能化教育發(fā)展，以人機協(xié)同的新智商超越人類自身智商的局限性。在此之上，我們需要關(guān)注的關(guān)鍵問題是解決好人對機、人對人、機對人、機對機共四類教育。
第一，最關(guān)鍵的是做好人對機器的教育、做好對機器的訓(xùn)練，讓機器通過學(xué)習(xí)不斷優(yōu)化，進一步反作用于教育。人對機器的教育即人訓(xùn)練機器，教會機器使用自然語言，從AI的角度看是為了讓人工智能更好地模仿人，學(xué)會人的語言、行為等，讓AI充分地為人所用。做好人對機器教育的關(guān)鍵就是要充分認識人，充分肯定人的作用，意識到人的本質(zhì)。AI本質(zhì)上是由人創(chuàng)造而又服務(wù)于人的，我們應(yīng)該時刻謹記人的主體性，充分發(fā)揮人的作用。AI服務(wù)于教育從根本上講，是將人的認識活動進行外化以及擴展的過程，在AI的軀殼下仍然是人服務(wù)于教育的本質(zhì)屬性，即利用機器的技術(shù)系統(tǒng)以及人的思維內(nèi)涵進行綜合編程?？傊?，人對機器的教育重點在于人，要使人充分地訓(xùn)練機器，讓機器更好地表達人的想法、為教育、為人服務(wù)，我們要做好對機器的訓(xùn)練，使機器的認知遵從人類認知的一般規(guī)律，實現(xiàn)機器和人的價值觀對齊。
第二，人對人的教育，重在價值塑造、創(chuàng)新思維、能力培養(yǎng)；教師更要充分認識到人的本質(zhì)，人對教育的重要性，要牢記教育的使命與教師的天責(zé)，堅守科學(xué)精神，做到與時俱進，教師應(yīng)在知識體系建構(gòu)上，加大對AI技術(shù)作用的普及，鍛煉學(xué)生動手實操能力?？傊珹I時代，對人的培養(yǎng)仍然是首要的，而非對機器功能的改進。為了使學(xué)生能夠超越技術(shù)對人的改造，教育還應(yīng)該注重培養(yǎng)人區(qū)別于機器的獨特智能。與此同時，AI智能時代要重視人自身價值的塑造，教師要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、發(fā)散思維的能力，以不變應(yīng)萬變，要有足夠的知識儲備來應(yīng)對AI時代到來的挑戰(zhàn)。在價值觀培養(yǎng)上，教師需秉持人類高于人工智能的核心觀念，人類駕馭AI，而非屈從于、受控于AI。人不能是工具、手段和途徑，技術(shù)只能是為人的發(fā)展創(chuàng)造條件。面對變幻不定的形勢，要具備創(chuàng)新的思維，才能合理地利用人工智能，跟進時代的潮流。要培養(yǎng)學(xué)生駕馭AI的能力，基于機器屬性與人機共生的創(chuàng)造力培養(yǎng)新時代的人才。
第三，機對人的教育，機器智能為師生提供知識獲取、AI for Science等功能；人工智能的不斷發(fā)展使其從單純的教育工具向教育實施者轉(zhuǎn)化，人工智能逐漸承擔(dān)起為師生提供知識的功能，學(xué)生可以通過AI直接獲取知識來源，而無需教師的指導(dǎo)便可以和AI直接對話、向AI提出問題，甚至學(xué)習(xí)的效率比從教師處學(xué)習(xí)更加高效。不僅如此，人工智能逐漸發(fā)展具備一種“擬人性”，在與人的互動中更具交流感，能超越文字、書籍、視頻給人的局限性，人與人工智能的互動更加真實、及時，并且AI具備一定意義上人性的思考，能從人的需求給予切實的關(guān)照，能滿足不同個性群體相應(yīng)的情感需求，滿足教育上的個性化。
第四，機對機的教育，要實現(xiàn)知識蒸餾、模擬仿真、對抗博弈、自主智能。在人工智能訓(xùn)練過程中將大模型的知識轉(zhuǎn)移到較小的模型上，實現(xiàn)知識蒸餾，在這個過程中實現(xiàn)以較小的代價來模擬教師模型。并且機器對機器的教育可以不斷完善人工智能的發(fā)展，不斷地進行效率比較，最終達到最具理想化的狀態(tài)，使每個參與者的自身利益最大化。對于人工智能的成本，人類的勞動力會占用人工智能的使用成本，因而在人工智能的發(fā)展中，能夠免去人的操作成本，沒有人類指導(dǎo)下直接進行自動化的機器會更適應(yīng)市場需求，也就是高度貼近人類、模擬人類的AI會更具有競爭力，在教育上也會更有信服力?？傊?，機器對機器的教育是一種競爭的過程，不斷淘汰掉落后的機器，最后留下更具有自主決策、自主執(zhí)行能力的機器。
三、人工智能賦能教育的實踐探索
（一）把握人工智能的發(fā)展趨勢
自20世紀50年代人工智能的概念提出以來，已邁過70多年的發(fā)展歷程。近年來，以ChatGPT為代表的生成式人工智能取得重要突破，人工智能已成為世界各國競爭角逐的科技制高點。回顧人工智能的發(fā)展歷程，通常可劃分為三個階段。
一是“計算智能”，特征是能存會算，主要基于規(guī)則的推理系統(tǒng)，能夠執(zhí)行簡單的任務(wù)，如基于一套預(yù)定規(guī)則的棋類游戲。這一時期的AI受限于其對環(huán)境的理解和處理能力，很難處理復(fù)雜的或未知的情況。例如，1966年，麻省理工學(xué)院約瑟夫·魏澤鮑姆（Joseph Weizenbaum）開發(fā)了ELIZA程序，實現(xiàn)了人與計算機在一定程度上進行自然語言對話。1979年，匹茲堡卡內(nèi)大學(xué)的漢斯·伯利納（Hans Berliner）開發(fā)的Gammonoid機器人首次擊敗雙路棋冠軍。
二是“感知智能”，特征是能聽會說，能看會認。進入第二代人工智能，機器學(xué)習(xí)成為主導(dǎo)，AI能夠通過數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)來提高其性能。第二代AI的標志性成就是在圖像識別、自然語言處理等領(lǐng)域取得的進展，使得機器能夠處理和理解之前難以解決的復(fù)雜任務(wù)。例如，LDA（Latent Dirichlet Allocation）主題模型、谷歌知識圖譜（Google Knowledge Graph）、AlexNet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、生成對抗網(wǎng)絡(luò)（Generative Adversarial Network）等技術(shù)相應(yīng)誕生和迭代，人工智能也越趨于“智能”。
三是“認知智能”，特征是能理解，會思考。焦點在于增強認知能力，包括理解復(fù)雜的情感、社會和抽象概念。旨在創(chuàng)造能夠理解復(fù)雜環(huán)境、學(xué)習(xí)如何在這些環(huán)境中進行有效交互的系統(tǒng)。特別是備受矚目的GPT，則是基于大語言模型開發(fā)的生成式人工智能工具。自2017年上線已完成了7次大的版本迭代，模型的參數(shù)從1.17億個到萬億，預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模從5GB到1PB，數(shù)據(jù)類型從單一文本到圖像、音頻、視頻等跨媒體。近期，研發(fā)ChatGPT的OpenAI再次發(fā)布轟動全球的人工智能視頻生成大模型：Sora。Sora宣稱已經(jīng)學(xué)習(xí)了大量的互聯(lián)網(wǎng)視頻，對世界的基本模型能夠運用與理解，也就是說，人工智能可以根據(jù)創(chuàng)造視頻的方式實現(xiàn)物理世界的模擬，甚至是對真實世界進行建模、反復(fù)驗證、生成與不斷學(xué)習(xí)。OpenAI宣傳GPT會像印刷術(shù)、蒸汽機一樣，成為劃時代意義的通用技術(shù)。通過支持第三方應(yīng)用的接口調(diào)用，GPT將和各領(lǐng)域深度融合，賦能千行百業(yè)智能升級，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新生態(tài)。
（二）人工智能全面賦能教育的路徑選擇
人工智能賦能教育，特別是對教育中的科、教、學(xué)、管、評產(chǎn)生深遠的影響。一是科研方面，數(shù)智技術(shù)迭代生成知識拓展學(xué)科邊界，通過在資料獲取、實驗?zāi)M、數(shù)據(jù)計算、知識生成等方面的應(yīng)用加速學(xué)科研究，還能夠創(chuàng)新學(xué)科研究，如基于大數(shù)據(jù)探求規(guī)律，源于多源異質(zhì)數(shù)據(jù)分析迭代生成知識，大批量實驗數(shù)據(jù)生成拓展新知識，基于數(shù)智技術(shù)的分析拓展學(xué)科邊界。二是教師教學(xué)方面，人工智能分析可以幫助教師及時調(diào)整教學(xué)方式，聚焦實際情境中的問題解決、智能交互、應(yīng)急協(xié)同，突出培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)造力和問題解決能力。此外，生成式AI+元宇宙賦能研究生私人訂制導(dǎo)師，人工智能以助教的身份從事授課、討論、測試等個性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)工作。三是學(xué)生學(xué)習(xí)方面，基于數(shù)智技術(shù)構(gòu)建交互式學(xué)習(xí)情境提升研究生主體性和互動性，通過VR（虛擬現(xiàn)實）真實環(huán)境促進學(xué)生提高科研創(chuàng)造力和問題解決能力，師機生學(xué)習(xí)互動感更強，提供虛實結(jié)合的新場景、師生交互的新模式。例如，給予研究生定制化、特色化培養(yǎng)套餐。四是教育評價方面，基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字畫像關(guān)注學(xué)生發(fā)展的動態(tài)歷程和改進激勵?；诙嘣串愘|(zhì)數(shù)據(jù)整合和可視化學(xué)習(xí)分析技術(shù)，分析學(xué)生行為過程、認知技能、學(xué)術(shù)表現(xiàn)，為學(xué)生個體的學(xué)習(xí)成長和職業(yè)發(fā)展提供數(shù)據(jù)分析和指導(dǎo)。五是學(xué)校管理方面，數(shù)智融合的全流程教學(xué)管理體系，連通教務(wù)、學(xué)工、研工以及人事管理等系統(tǒng)，以學(xué)生為本的全過程培養(yǎng)體系，貫穿招生、復(fù)試、授課、考試、答辯、畢業(yè)等教育培養(yǎng)各環(huán)節(jié)，強化全過程在線支撐，為構(gòu)建數(shù)字化育人生態(tài)打下堅實基礎(chǔ)。
（三）人工智能+知識森林的理論及應(yīng)用
受到認識論“既見樹木又見森林”的啟發(fā)，提出“知識森林”概念，將由文本、圖像、視頻構(gòu)成的散、雜、亂的碎片化知識，整理融合成一片知識森林，進而應(yīng)用于智慧教育、稅收風(fēng)險管理等領(lǐng)域。知識森林采用“分面聚合”與“導(dǎo)航學(xué)習(xí)”相結(jié)合的策略，形成由主題分面樹（樹形結(jié)構(gòu)）與學(xué)習(xí)依賴關(guān)系（森林中路徑）結(jié)合的知識層次結(jié)構(gòu)。知識森林的構(gòu)建包括主題分面樹生成、碎片化知識裝配、認知關(guān)系挖掘3個步驟。知識森林構(gòu)建過程可以通過運用自然語言處理、計算機視覺、跨媒體挖掘等技術(shù)得以實現(xiàn)。所謂“知識森林”，就是從局部到整體、無序到有序融合成結(jié)構(gòu)化知識。在成效上，建立了由“數(shù)據(jù)知識化→知識體系化→知識可推理”構(gòu)成的知識森林理論與技術(shù)體系并支持可解釋的推理。近年來，知識森林理論已成功應(yīng)用于在線教育，知識森林導(dǎo)航學(xué)習(xí)系統(tǒng)解決了散、雜、亂碎片知識的結(jié)構(gòu)化和體系化描述問題，優(yōu)化了海量在線教學(xué)資源的組織方式，提高了在線學(xué)習(xí)效率和備課質(zhì)量。知識森林目前已經(jīng)用到了中國慕課，整合1000多門慕課課程，并構(gòu)建知識森林，已為1100多萬用戶提供服務(wù)。
（四）人工智能賦能教育的實踐案例
1.國家智慧教育公共服務(wù)平臺。2022年我國建成首個國家智慧教育公共服務(wù)平臺，整合各級各類教育子平臺，聚焦教育創(chuàng)新、社會賦能、學(xué)校治理、教師學(xué)習(xí)、學(xué)生學(xué)習(xí)五大應(yīng)用場景，打造教育系統(tǒng)最重要的公共服務(wù)產(chǎn)品。該平臺有力支撐了教育重大任務(wù)，實現(xiàn)了“學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、教育治理、教育生態(tài)”的4個改變。在學(xué)生學(xué)習(xí)層面，擴大了教育資源覆蓋面，分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)實現(xiàn)了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，構(gòu)建了一個網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、泛在化、終身化的全民學(xué)習(xí)教育體系；在教師教學(xué)層面，整合了各類資源與工具，減輕了教師的負擔(dān)，并運用先進技術(shù)打造了生動課堂；在教育治理層面，推動了業(yè)務(wù)流程再造和數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，提升了科學(xué)決策水平。同時，在教育生態(tài)層面，構(gòu)建了線上線下一體、虛實交融的未來學(xué)校環(huán)境。此外，該平臺形成了以基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育、高等教育為“三橫”，以德育、智育、體美勞育為“三縱”的“三橫三縱、明橫暗縱”資源供給格局，構(gòu)建了包括中小學(xué)、智慧職教、智慧高教3個平臺在內(nèi)的世界最大的數(shù)字教育資源庫。
2.人工智能賦能“一帶一路”人才培養(yǎng)。聚焦“一帶一路”人才培養(yǎng)成立的國際絲路培訓(xùn)基地是迄今唯一經(jīng)UNESCO認可的專門機構(gòu)，主要針對共建國家高校大學(xué)生和來華留學(xué)生，與境內(nèi)外高校、企業(yè)合作，在學(xué)歷學(xué)位教育基礎(chǔ)上開展工程科技培訓(xùn)，將學(xué)生培養(yǎng)成工程師。自主研制了跨國別多語種在線教育平臺，具有個性畫像、知識森林可視化導(dǎo)航、個性化內(nèi)容推薦等特色功能。“一帶一路”人才培養(yǎng)已取得了諸多成效。一是建設(shè)師資、課程、特色數(shù)據(jù)庫三類資源，解決了“誰來教、教什么”的問題。國際絲路培訓(xùn)基地采用“高校教師+企業(yè)工程師”的雙師團隊，包括人工智能、能源工程、新能源、機械外骨骼、疫情防控、材料前沿等共建國家急需專業(yè)。二是已為共建國家開展了123期培訓(xùn)，培養(yǎng)了管用、實用、急需工程科技人才4.6萬余名，培訓(xùn)了15個國家178名政府官員，被UNESCO評價為“中國方案”。三是入選了2022世界互聯(lián)網(wǎng)大會成果案例（全球僅60件），受到多個媒體平臺的宣傳和報道。
3.同濟大學(xué)以“AI+”促進學(xué)科交叉融合。同濟大學(xué)以“AI+”為手段，在學(xué)科交叉融合方面進行了諸多實踐與探索。第一，打造由土建、制造、信息三大學(xué)科群構(gòu)成的優(yōu)勢工科；第二，強化厚重理科，向數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、海洋、材料、生物等傾斜資源，出臺理科提升行動計劃，提高基礎(chǔ)學(xué)科自主創(chuàng)新能力；第三，發(fā)展特色醫(yī)科，推動醫(yī)工融合，加強再生醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、心臟病學(xué)、腫瘤學(xué)等重點領(lǐng)域建設(shè)；第四，建設(shè)精品文科，強化馬克思主義理論學(xué)科建設(shè)，夯實優(yōu)勢學(xué)科基礎(chǔ)，推進知識產(chǎn)權(quán)上海市高峰學(xué)科建設(shè)。同時，通過人工智能賦能各個學(xué)科，促進工理醫(yī)文交叉融合發(fā)展，促進學(xué)科數(shù)智化、綠色化、融合化轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建面向未來的學(xué)科專業(yè)新體系。
（五）人工智能賦能未來教育的新應(yīng)用
今后，人工智能將在六大工程為未來教育賦能。一是招生和就業(yè)數(shù)字化工程。通過人工智能深度賦能學(xué)生從“入口”到“出口”的招生、學(xué)業(yè)和就業(yè)全過程。二是學(xué)科大數(shù)據(jù)知識工程建設(shè)工程。大數(shù)據(jù)知識工程可以從多源大數(shù)據(jù)中挖掘碎片知識，融合成人類可理解、機器可表征與可推理的知識庫/知識圖譜，設(shè)立學(xué)科大數(shù)據(jù)知識工程的重大/重點研發(fā)專項。三是專業(yè)知識圖譜工程。通過對學(xué)科、專業(yè)建立知識圖譜，以及對教材數(shù)字課程進行全新應(yīng)用，從而對整個學(xué)習(xí)過程進行全程記錄，并且對大數(shù)據(jù)進行分析和評判。四是數(shù)字化教材建設(shè)工程。以“豐富的資源，深度的操作體驗”為支持，結(jié)合精準的數(shù)據(jù)分析，助力學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。五是決策智慧化輔助工程。AI可以快速地分析海量數(shù)據(jù)，挖掘其中的規(guī)律和趨勢，幫助決策者做出基于數(shù)據(jù)的科學(xué)決策，基于多模態(tài)數(shù)據(jù)處理、決策樹模型和個性化算法等方面的技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)決策的科學(xué)化和精準化，提升機構(gòu)運行效率。六是國際教育公共服務(wù)數(shù)字化工程。目前亟需深入實施國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略，加快建設(shè)國家教育大數(shù)據(jù)中心，全面實施國際教育公共服務(wù)數(shù)字化工程，匯聚各類教育數(shù)據(jù)和資源，打造中國版的教育大模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集、模型、應(yīng)用場景3個自主可控。
四、結(jié)語
人工智能賦能教育歸根到底是以AI為手段全面促進教育發(fā)展，促進教育強國建設(shè)，其愿景是賦能數(shù)智時代學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。
一是堅持德智體美勞全面發(fā)展，避免技術(shù)的“物化”和“異化”。習(xí)近平總書記指出，教育強國以立德樹人為根本任務(wù)。以人工智能為表征的數(shù)字技術(shù)開始廣泛應(yīng)用，需警惕重視“技術(shù)”而忽視教育教學(xué)改革主體，不可泯滅技術(shù)應(yīng)用中的人本位。
二是貫徹既發(fā)揮人工智能的賦能作用，又要防止技術(shù)凌駕于育人之上的原則。數(shù)字技術(shù)是把“雙刃劍”，給人類生產(chǎn)生活方式和教育教學(xué)帶來前所未有的機遇，但人們也不斷受到各種數(shù)字化的挑戰(zhàn)，人工智能賦能教育需要保持教育內(nèi)在規(guī)律、育人基本屬性等方面“不變”，而在方法、手段、內(nèi)容、載體、模式、管理、評價等方面創(chuàng)新“求變”。
三是教師要教會學(xué)生如何思考與創(chuàng)造，不能只停留在知識傳授和獲取。ChatGPT等生成式人工智能技術(shù)可以勝任原本屬于人類的腦力勞動范疇的工作，教育領(lǐng)域也必然受到人工智能技術(shù)發(fā)展的威脅，原本知識傳授和獲取的機械式工作完全可能被人工智能所替代，而人工智能所不能取代的則是培育學(xué)生如何思考與創(chuàng)造價值追求與人文情懷，這是人工智能所不能實現(xiàn)的。
四是要培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，絕不能滿足于ChatGPT推送的現(xiàn)成答案。目前ChatGPT已不斷迭代更新，新一代人工智能已經(jīng)可以實現(xiàn)快速找到某一個問題的答案和解題過程，或根據(jù)主題可以快速生成一篇論文、一份報告、一幅圖畫、一段視頻，這種人工智能技術(shù)的簡單應(yīng)用只會惰化學(xué)生思維，關(guān)鍵是教師需要引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)地借助各種人工智能技術(shù)來培育邏輯思維和批判性思維。
五是改革知識記憶復(fù)現(xiàn)式評價，注重思維、能力和綜合素質(zhì)評價。人工智能賦能教育的同時，評價作為教育發(fā)展的“指揮棒”需要同步改革，一方面，數(shù)智時代更強調(diào)學(xué)生的思維和能力，傳統(tǒng)機械式的記憶背誦已無法適應(yīng)人工智能新時代的需求；另一方面，人工智能的自適應(yīng)系統(tǒng)完全可以為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)和測試。因此，在評價方式和內(nèi)容上，應(yīng)著重考查學(xué)生靈活運用已有知識解決實際問題的能力，注重思維、能力和綜合素質(zhì)評價。
作者：鄭慶華，同濟大學(xué)校長、教授，中國工程院院士
來源：微信公眾號“中國高教研究”（原文刊載于《中國高教研究》2024年第3期）