探索｜讓人工智能更加智能

聯(lián)合國教科文組織日前發(fā)布的《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇》報(bào)告提出，有研究預(yù)測，2021年之前數(shù)字教育市場將每年增長5%;2017—2021年，人工智能市場將增長50%。雖然教育領(lǐng)域人工智能公共政策的發(fā)展尚處于起步階段，但這一領(lǐng)域很可能在未來10年呈指數(shù)增長。

　　在這種情況下，我們能否適應(yīng)由私人市場推動的技術(shù)變革速度?教育如何利用人工智能技術(shù)改善學(xué)習(xí)成果?如何使用人工智能數(shù)據(jù)促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量?

　　該報(bào)告表示，解決這些問題的最佳方法是從一個(gè)全面的角度來看待這個(gè)問題。人工智能在知識、創(chuàng)新、商業(yè)和新法規(guī)的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中工作，國家政策應(yīng)能夠同時(shí)處理多個(gè)問題，以產(chǎn)生解決方案和法規(guī)，并創(chuàng)建或支持創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，將人工智能的機(jī)會帶入教育領(lǐng)域。

　　報(bào)告指出，人工智能技術(shù)能夠支持包容和無處不在的學(xué)習(xí)訪問，有助于確保提供公平和包容性的教育機(jī)會，促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)并提升學(xué)習(xí)成果。

　　人工智能可以為教師創(chuàng)造一個(gè)更好的專業(yè)環(huán)境，讓他們?yōu)橛欣щy的學(xué)生投入更多支持?！半p教師模式”包括教師和虛擬教學(xué)助理，“助理”可以接管教師的日常任務(wù)，使他們有更多時(shí)間專注于對學(xué)生的指導(dǎo)和一對一的交流。在一些國家，教師已經(jīng)開始與人工智能助理合作，為學(xué)習(xí)者提供最佳的學(xué)習(xí)幫助。此外，計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)創(chuàng)造了用數(shù)字和人工智能技術(shù)支持學(xué)生學(xué)習(xí)策略的替代方案。人工智能可以幫助繪制每個(gè)學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃和軌跡、長處和弱點(diǎn)以及學(xué)習(xí)偏好和活動。

　　計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)，最具革命性的一個(gè)方面是實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者的異地協(xié)作，為學(xué)生提供了不同的選擇，包括他們學(xué)習(xí)的時(shí)間和地點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)中，在線討論發(fā)揮著核心作用，基于機(jī)器學(xué)習(xí)和淺文本處理等人工智能技術(shù)，采用人工智能系統(tǒng)對討論組進(jìn)行監(jiān)控，為教師提供學(xué)習(xí)者討論的信息，并為教師指導(dǎo)學(xué)習(xí)者的參與和學(xué)習(xí)提供支持。

　　人工智能依靠數(shù)據(jù)而蓬勃發(fā)展，大數(shù)據(jù)能夠使人工智能發(fā)揮其潛力。隨著數(shù)據(jù)的增加，人工智能的應(yīng)用結(jié)果變得更加準(zhǔn)確。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，公眾都會留下個(gè)人的信息足跡，產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，從而使人類和社會行為能夠被客觀量化，因此，很容易跟蹤、建模，并在一定程度上進(jìn)行預(yù)測。圍繞信息足跡的這種現(xiàn)象被稱為“數(shù)據(jù)化”，深刻影響著教育領(lǐng)域。雖然“數(shù)據(jù)化”引發(fā)了一些倫理問題，需要協(xié)調(diào)一致的政策響應(yīng)，但帶來了個(gè)性化學(xué)習(xí)和教育治理方面的可能性。數(shù)據(jù)驅(qū)動決策應(yīng)用于學(xué)生成績測試數(shù)據(jù)，是很多學(xué)校和地區(qū)改革的焦點(diǎn)。通過從教育管理信息系統(tǒng)收集大量數(shù)據(jù)，人工智能算法能夠提供數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，進(jìn)而改善學(xué)校教育。

　　此外，教育管理信息系統(tǒng)是一組有組織的信息和文檔服務(wù)，用于收集、存儲、處理、分析和傳播教育規(guī)劃與管理信息，廣泛用于地區(qū)、地方和學(xué)校各級的教育領(lǐng)導(dǎo)者、決策者和管理者，并用于生成國家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)良好且功能完備的教育管理信息系統(tǒng)使教育領(lǐng)域各級成員能夠獲得有用的信息，以更加有效的管理教育系統(tǒng)、制訂可行且具有成本效益的計(jì)劃、制定響應(yīng)性政策、監(jiān)測和評估教育成果。在數(shù)據(jù)完整、可靠、定期收集、可匯總和分解的國家，利用人工智能增強(qiáng)的教育管理信息系統(tǒng)將具有更強(qiáng)的自動分析數(shù)據(jù)和生成學(xué)校與*********數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的能力。未來，教育管理信息系統(tǒng)為開發(fā)預(yù)測決策算法開辟了潛力。

　　如今，越來越多的國家將其當(dāng)前的教育管理信息系統(tǒng)從一個(gè)基于學(xué)校的綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)集成的、動態(tài)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效地支持每個(gè)國家教育部門管理的實(shí)時(shí)決策。

　　人工智能帶來新類型工作，對技能的需求不斷增加，因此，報(bào)告指出，教育部門必須在課程改革和政策重新制定方面做出回應(yīng)。目前，各國在做嘗試性工作，以確保其教育系統(tǒng)促進(jìn)學(xué)生獲得人工智能驅(qū)動社會所需的能力。這些努力可以作為制定協(xié)調(diào)一致的教育領(lǐng)域應(yīng)對人工智能政策框架的起點(diǎn)。

　　教育在為未來勞動力人工智能做好準(zhǔn)備的工作中起著至關(guān)重要的作用。消除人工智能技能差距不僅僅是采用越來越強(qiáng)大的技術(shù)來促進(jìn)學(xué)習(xí)，它還意味著重新思考用于在各級教育中提供教學(xué)的內(nèi)容和方法。報(bào)告明確，各國在將21世紀(jì)的技能納入各自的教育計(jì)劃時(shí)，需要定義“人工智能能力”，而不是基本的信息和通信技術(shù)能力，從而使學(xué)習(xí)者能夠使用計(jì)算方法和技術(shù)識別來解決問題。

　　在人工智能驅(qū)動的未來社會，培養(yǎng)創(chuàng)造和解碼數(shù)字技術(shù)的新技能非常重要。為此，報(bào)告提出了學(xué)生和教師技能發(fā)展的一系列能力框架。

　　為收集和分析聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的教育目標(biāo)(SDG4)，即“確保包容和公平的優(yōu)質(zhì)教育，讓全民享有終身學(xué)習(xí)機(jī)會”相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，需

　　要制定一個(gè)衡量數(shù)字能力的全球框架。數(shù)字能力的基本定義是：“能夠通過數(shù)字設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，安全、適當(dāng)?shù)卦L問、管理、理解、集成、交流、評估和創(chuàng)建信息，以參與經(jīng)濟(jì)和社會生活。它包括各種素養(yǎng)，即計(jì)算機(jī)素養(yǎng)、信息技術(shù)素養(yǎng)、信息素養(yǎng)和媒體素養(yǎng)。

　　2018年更新的教師信息和通信技術(shù)能力框架，規(guī)定教師在數(shù)字化時(shí)代需要融入其專業(yè)實(shí)踐以培養(yǎng)學(xué)生的批判性知識和意識的能力。該框架強(qiáng)調(diào)數(shù)字技術(shù)在支持理解教育中的信息與通信技術(shù)、課程與評估、教育學(xué)、信息與通信技術(shù)、組織與管理、教師專業(yè)學(xué)習(xí)六個(gè)關(guān)鍵知識領(lǐng)域中發(fā)揮作用。

　　該框架強(qiáng)調(diào)，教師僅擁有管理數(shù)字技術(shù)并將其傳授給學(xué)生的某些技能是不夠的，還必須讓學(xué)生在使用數(shù)字技術(shù)時(shí)能夠協(xié)作、解決問題并富有創(chuàng)造性。

　　計(jì)算思維，已經(jīng)成為使學(xué)習(xí)者在人工智能驅(qū)動的社會中蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵能力之一。報(bào)告所研究的國家均已清楚地認(rèn)識到計(jì)算思維的重要性。美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會將計(jì)算思維定義為具有以下特征的問題解決過程：以一種能夠使用計(jì)算機(jī)和其他工具幫助解決問題的方式制定規(guī)劃;合理組織和分析數(shù)據(jù);通過模型和模擬等展示數(shù)據(jù);通過算法思維(一系列有序步驟)實(shí)現(xiàn)解決方案自動化;確定、分析和實(shí)施可能的解決方案，以實(shí)現(xiàn)最有效的過程和資源組合;將問題解決過程概括并轉(zhuǎn)化為各種各樣的問題。雖然計(jì)算思維明顯屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，但它是一種在其他學(xué)科中普遍應(yīng)用的能力。鑒于人工智能在工作場所的存在日益增多，如果學(xué)習(xí)者要應(yīng)對不斷變化的勞動力市場需求，計(jì)算思維將成為一項(xiàng)關(guān)鍵能力。因此，許多國家已開始將計(jì)算思維納入各自的教育課程。

　　適應(yīng)人工智能快速發(fā)展的迫切需要也同樣適用于后義務(wù)教育機(jī)構(gòu)。報(bào)告指出，通過高等教育和研究建立人工智能專門知識是各國政府解決各自技能差距的主要方法之一。為了提高各自在人工智能領(lǐng)域的能力并成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，許多國家正在努力尋求使人工智能研究和實(shí)踐領(lǐng)域的職業(yè)更具吸引力的方法。

　　通過高等教育加強(qiáng)人工智能培訓(xùn)和研究被視為建設(shè)人工智能專業(yè)知識體系的關(guān)鍵。很多政府正在投資人工智能領(lǐng)域的研究和高級培訓(xùn)，主要在高等教育機(jī)構(gòu)進(jìn)行，通過在人工智能領(lǐng)域建立學(xué)術(shù)卓越中心、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、獎學(xué)金制度來吸引更多的人才進(jìn)入人工智能領(lǐng)域。

　　與此同時(shí)，技術(shù)和職業(yè)教育與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也應(yīng)能夠提供包含人工智能相關(guān)能力的課程，特別是培養(yǎng)技能與勞動力市場變化相適應(yīng)的畢業(yè)生。在一些國家，終身學(xué)習(xí)被理解為基本技能教育和成人掃盲計(jì)劃。然而，盡管終身學(xué)習(xí)包括上述舉措，但涵蓋的范圍更廣。國際勞工組織(ILO)將終身學(xué)習(xí)定義為包括“為培養(yǎng)能力和資格終身開展的所有學(xué)習(xí)活動”。

　　報(bào)告中引用的各國實(shí)例，強(qiáng)調(diào)在填補(bǔ)人工智能能力缺口時(shí)與行業(yè)合作，以提高技術(shù)和職業(yè)教育與培訓(xùn)效率的重要性;強(qiáng)調(diào)需要與行業(yè)不斷協(xié)調(diào)，以確保技術(shù)和職業(yè)教育與培訓(xùn)課程的教學(xué)內(nèi)容符合勞動力市場的需求。報(bào)告指出，由于人工智能技術(shù)的發(fā)展非常迅速，這種協(xié)調(diào)必須是有規(guī)律的、系統(tǒng)的，可能需要不斷地重新考慮和重新審視教學(xué)計(jì)劃。

　　人工智能進(jìn)入教育領(lǐng)域，我們不但要積極地調(diào)整教與學(xué)的方式，而且要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)人工智能時(shí)代學(xué)習(xí)和工作的素養(yǎng)與能力。那么，如何從宏觀政策方面入手積極應(yīng)對?報(bào)告提出建議：

　　提升制定全面的人工智能公共政策的能力。要對人工智能可持續(xù)發(fā)展的公共政策形成一個(gè)全面的觀點(diǎn)。推動人工智能發(fā)展所需的技術(shù)環(huán)境十分復(fù)雜，需要多種因素和體制的協(xié)調(diào)一致。公共政策必須與國際和國家一級的伙伴關(guān)系合作，以創(chuàng)建一個(gè)為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的人工智能生態(tài)系統(tǒng)。

　　在教育中應(yīng)用人工智能時(shí)確保包容性和公平性。隨著人工智能的發(fā)展，最不發(fā)達(dá)國家面臨著遭受新技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會分化的風(fēng)險(xiǎn)。必須面對基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等主要障礙，為實(shí)施利用人工智能提高學(xué)習(xí)水平的新戰(zhàn)略創(chuàng)造基本條件。

　　幫助教師為人工智能驅(qū)動的教育做好準(zhǔn)備。這是一條雙向道路，教師必須學(xué)習(xí)新的數(shù)字技能，以教育學(xué)的方式使用人工智能，而人工智能開發(fā)者必須學(xué)習(xí)教師如何工作并創(chuàng)建在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可持續(xù)發(fā)展的解決方案。

　　開發(fā)高質(zhì)量和包容的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。世界正朝著教育數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)該成為主要關(guān)注點(diǎn)。提高國家能力以改進(jìn)數(shù)據(jù)收集和系統(tǒng)化至關(guān)重要。人工智能的發(fā)展應(yīng)為提高數(shù)據(jù)在教育系統(tǒng)管理中的重要性提供機(jī)會。

　　加強(qiáng)教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用的研究?？梢灶A(yù)期，教育領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄艿难芯繉⒃谖磥韼啄觑@著增加，但教育系統(tǒng)為了促進(jìn)實(shí)踐和決策而大力推動教育研究評估時(shí)仍存在困難。

　　處理數(shù)據(jù)采集、使用和傳播過程中引發(fā)的倫理和透明度問題。人工智能在提供教育機(jī)會、向?qū)W生提供個(gè)體化建議、個(gè)人數(shù)據(jù)的集中、責(zé)任歸屬、對工作的影響、數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)饋送算法的所有權(quán)方面引發(fā)了許多倫理問題。實(shí)現(xiàn)人工智能監(jiān)管需要公眾圍繞倫理、問責(zé)、透明度和安全性等方面展開深入討論。

　　報(bào)告指出，公私合作是加強(qiáng)人工智能培訓(xùn)和研究的一個(gè)重要方面。報(bào)告所引用的國家普遍在行業(yè)界和學(xué)術(shù)界之間建立了伙伴關(guān)系，不僅共享物質(zhì)和財(cái)政資源，而且確保教育計(jì)劃與勞動力市場需求保持良好的一致。然而，伙伴關(guān)系不應(yīng)局限于行業(yè)和學(xué)術(shù)界，行業(yè)內(nèi)伙伴關(guān)系與學(xué)術(shù)界伙伴關(guān)系同樣重要。大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)之間的合作促進(jìn)了協(xié)作研究，可以加速人工智能專業(yè)知識的發(fā)展。