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      智能技術,如何撬動教育未來——“人工智能賦能教育”系列之二

      http://www.fj-bio.com2024年03月04日 09:13教育裝備網

        ■智能技術不但使學習環境更豐富、靈巧,也讓機器在某些方面具有類人甚至超人的智能,人機協同使得教師與機器各自的優勢得以放大。

        ■教育者是跟下一代對話的人,需要嘗試回歸文明的本源,探索如何用原始的好奇心去應對人工智能這個新文明的到來。

        ■與工業時代的教育形態相比,智能教育在理念、體系、內容、范式、治理五個維度具有新的內涵和要求。

        虛擬教學體驗實踐操作場景、數字人智能助教、提供全方位學習輔導的智能學伴……“人工智能帶來了不一樣的學習體驗!”這是師生的心聲。

        創建智慧校園、以人工智能技術實現對教育業務流程的再造、破解教育內涵均衡發展的難題……這是來自區域的實踐。

        近年來,人工智能正深刻改變著生產、生活、學習方式,推動人類社會進入智能時代。教育作為面向未來的事業,也攜手人工智能,共同形塑著教育新范式和新形態:2017年,國務院印發《新一代人工智能發展規劃》,明確利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革;2018年,教育部出臺《高等學校人工智能創新行動計劃》,并先后啟動兩批人工智能助推教師隊伍建設試點工作;2021年,中央網信辦等八部門聯合認定一批國家智能社會治理實驗基地,包括19個教育領域特色基地,研究智能時代各種教育場景下智能治理機制;近日,教育部公布中小學人工智能教育基地名單,確定了184個中小學人工智能教育基地,以推動中小學人工智能教育深入開展……

        實踐中,“人工智能+教育”正不斷碰撞出新的火花,為教育變革創新注入強勁動能。一個人機協同、共創分享、融通開放、多元個性的智能教育時代已“曙光乍現”。

        新興科技推動教育智能化發展

        去年秋季開學后,天津第十九中學的孩子們驚喜地發現,教學樓三層、四層中間各多了一個開放的公共空間,有桌椅板凳、圖書壁畫,他們可以在此讀書、討論,也可以單純地駐足聊天……

        “學校怎么知道這是我們課間最喜愛待的地方?”孩子們很驚訝。

        校長盧冬梅笑著說:“這是人工智能技術告訴我的!”

        原來,天津十九中的每個學生手上都有一張校園卡。學生拿著校園卡經過漂流書柜時,系統就會采集數據;谥悄芗夹g對軌跡數據的分析,提示學生路過次數最多、停留時間最長的就是教學樓中部這個區域,而這個地方原來是一間小辦公室。于是,學校把這間辦公室拆掉,改成了一個公共空間,方便學生交流。

        作為全國第一批“人工智能試點學!,近年來,天津十九中積極探索把智能技術融入教育、教學、管理等各方面:采集軌跡數據,繪制學生人際關系圖譜,發掘孤獨的孩子,進行重點關注;通過云學情智能教研系統,自動分析課堂數據并產生分析報告,幫助教師改進教學。隨著生成式人工智能技術的出現,盧冬梅在語文課上,開始嘗試用生成式人工智能批改學生作文,并讓學生進行對比、分析、點評,以此提高學生的綜合素養。

        天津十九中不是個例。當前,智能技術已經廣泛應用于學、教、管、評等教育場景當中,以人機協同的方式賦能學生、教師、管理者等多類教育主體。

        在華東師范大學和中國教育科學院聯合發布的《2022人工智能教育藍皮書》中,研究團隊面向全國25個省份中小學回收學生有效調查樣本16萬余份,教師2.8萬余份,校長1400余份。

        調研發現,在學校方面,近一半學校使用人工智能技術輔助課堂教學,其中超過6成的學校使用“智能電子白板”,超半數學校有“交互式一體機”,使用“自適應學習系統”的占比近3成;智能測評系統使用率也超過20%。

        在學生方面,有5萬余名學生使用過人工智能學習工具,其中使用智能翻譯和智能答題工具的學生超半數,使用智能語言訓練工具、智能寫作分析工具的比率也較高。

        在教師方面,有1.5萬名教師在所教授學科中使用過人工智能技術,占比達58%。其中,運用計算機視覺技術進行圖譜識別的教師占比最多,達72%,自然語言處理和語音識別也有超過一半教師使用。此外,75%的教師使用智能備課工具,超過半數教師使用智能作業布置、智慧課堂、智能學情分析等相關工具。

        “不斷涌現躍升的新興科技,推動著教育的智能化發展!比A東師范大學教育學部教育技術學系主任顧小清非常感慨,技術在不斷發展,與教育的融合也不斷加深,智能教育是技術使能的教育:智能技術不但使學習環境更豐富、靈巧,也讓機器在某些方面具有類人甚至超人的智能,人機協同使得教師與機器各自的優勢得以放大。

        中國科學院院士、國防科技大學原副校長王懷民認為,智能教育可以理解為教育信息化的高級階段。他說,信息時代的發展經歷了幾個重要階段:第一個階段是數據化階段,第二個階段是網絡化階段,現在正步入智能化的高級階段。信息時代的數據化和網絡化為推動教育的智能化發揮了非常重要的基礎作用。

        “與工業時代的教育形態相比,智能教育在理念、體系、內容、范式、治理五個維度具有新的內涵和要求!敝袊逃茖W研究院數字教育研究所副所長王學男說。她分析,新理念,即通過科技賦能和數據驅動,為每個學習者提供適合的教育,讓因材施教的千年夢想變成現實。新體系,即突破學校教育的邊界,推動各種教育類型、資源、要素等多元結合,構建人人皆學、處處能學、時時可學的高質量個性化終身學習體系。新內容,即數字意識、計算思維、數據素養等構成新的教育內容主體。新范式是指融合物理空間、社會空間和數字空間,創新教育教學場景,促進人機融合,培育跨年級、跨班級、跨學科、跨時空的學習共同體。新治理,即以數據治理為核心、數智技術為驅動,整體推進教育管理與業務流程再造,使治理過程更加精準、科學、有效。

        智能教育為破解傳統教育難題開辟新途徑

        “請幫我畫一幅孫悟空的游戲角色人物。要求:他有金剛不壞之身,兵器是如意金箍棒,技能是72變、火眼金睛、筋斗云……”

        一名學生站在電腦前,對著生成式人工智能模型提出要求。短短幾秒,一個金光閃閃的猴王形象出現在屏幕上,引來孩子們驚呼:“太有意思了!”

        2023年底,廣州市天河區匯景實驗學校的曹暢老師,穿越崇山峻嶺,到貴州省畢節市大方縣江鎮元寶小學支教。她帶來的,不僅有先進的教學理念,還有孩子們沒有見過的人工智能教學助手。

        在“《西游記》閱讀之獸邪?妖邪?神邪?”閱讀交流課上,曹暢引導學生分析討論師徒四人的多面性,并組織學生用生成式人工智能“訊飛星火認知大模型”設計并實時生成自己最喜歡的角色形象。

        “人工智能參與的課堂對學生思辨能力有很好的鍛煉!辈軙痴f,學生提煉的關鍵詞越多,生成的形象越豐富,而且即時生成、及時互評,課堂也更有趣。

        “不要小看用生成式人工智能設計形象這一學科實踐環節,它不僅促進了學生審美創造力的發展,而且可視化的形象也可以讓師生對課堂所得立即進行反思和改進!敝袊逃龑W會中小學信息技術教育專業委員會網絡研究員容梅指出,這是對傳統課堂總結中學生具體掌握得如何、思維是否得到鍛煉等難題的一個重要突破。

        智能技術的魅力不止于此。

        華南師范大學教育信息技術學院教授焦建利曾利用生成式人工智能設計開發課程。他在搜索欄中輸入“Blended Learning”后,生成式人工智能就圍繞混合式教學這一主題迅速生成了四個課程模塊。點進任意一個課程模塊后,人工智能就會在短短幾秒鐘的時間內生成一個系列的五節課。

        生成式人工智能帶來了新一代的課程內容生產方式。從專家生成內容開發課程的PGC模式,到每一個互聯網用戶生成內容開發課程的UGC模式,再到如今的人工智能生成內容開發課程的AIGC全新時代,逐漸實現了課程的供給側結構性改革。

        “對一個缺少學習機會和資源的學習者來說,智能技術提供了前所未有的機遇。對教師來說,又何嘗不是‘巨人的肩膀’?當學生和教師都站在巨人的肩膀上,學校的教育生態會發生什么變化?”焦建利不禁暢想,智能教育時代,人類教師的生產力、想象力和創造力將因人工智能而增強,教學中學習者的主動學習、自我管理以及借助人工智能學習的重要性愈發凸顯。

        經過調研,王學男發現,在算力、算法、數據“三駕馬車”驅動下,生成式人工智能、5G、云計算、大數據等技術的集成應用水平不斷提升,逐漸成為智能教育的一大特征,也為破解許多傳統教育難題開辟了新途徑。

        在國家開放大學打造的終身教育平臺上,不僅使用了智能語音測評技術、作文智能評閱技術,還有最新的生成式人工智能技術——智慧學伴“白澤”!霸撓到y可以根據學生不同的學習目標與知識點掌握情況,智能推薦‘千人千面’的學習路徑,從而實現大規模因材施教!边@個“大規!笔嵌啻竽?國家開放大學外語教學部副部長熊英介紹,僅英語一科,每年選課人數就高達約300萬人。2023年春季學期,四川地區率先在該平臺上線自適應學習系統,學員在2023年的3次學位英語考試中通過率節節攀升,逐步靠近全國平均水平,學習效果顯著。

        智能時代更需要回歸教育本質和文明本源

        當智能技術進入課堂、進入校園、進入教育領域,一系列連鎖反應也相繼發生。

        最直接的一個影響是,部分教師開始思考“如何引導孩子看待智能技術”。

        在北京市海淀區中關村第一小學的信息科技課上,教師馬小龍讓學生把幾條數據“喂”給人工智能小助手,看看它需用多久能整理成表格。從軟件安裝、下達指令到反饋修改,六年級的孩子們親自體驗了一把人工智能帶來的改變。

        “人工整理要用好幾分鐘,人工智能只需幾秒就能完成任務,迅速、方便、準確!毙×指械竭@堂課很有趣。不過,在填寫課后問卷“你會不會用人工智能代替自己寫作業時”,他填了“不會”,因為“考試可不會讓我們用人工智能,平時不思考,考試就可能通不過”。對如何使用人工智能工具,小林有自己的清晰認知。

        “我們面向所有六年級學生開設了信息素養課,就是希望能用最貼近生活的實例讓學生感受智能技術魅力的同時,也思考自己應該具有哪些素養!瘪R小龍說。

        智能時代,學生應該具有哪些核心素養?北京師范大學智慧學習研究院院長黃榮懷認為,智能技術為學生學習效率與效益的提升提供了很多便利。但海量信息的無序性、娛樂信息的刺激性、對記憶和決策外包的依賴性等,也會影響學生成長,“智能時代,要更加重視提升學生的數字素養與技能,培養智能時代的學習能力”。

        另一個變化也悄然發生:智能技術的使用,不僅觸發教學行為的變化,也不斷催生著教育人對教育本質更加深入的思考。

        在上海筑橋實驗小學,孩子們會問“宇宙的外頭是什么?”“天上為什么會有星星?”6年來,這些問題延展成了學校的一門選修課“好奇來信”。學校還開設了兒童哲學課:我為什么是我?什么是真實?如果你有了一個隱身戒指,會選擇做好事還是惡作?……這些哲學課上提出的問題引發了孩子們的激烈討論。大家無法得出一個標準答案,誰也說服不了誰。

        “教育者是跟下一代對話的人,需要嘗試回歸文明的本源,探索如何用原始的好奇心去應對人工智能這個新文明的到來!鄙虾V䴓驅嶒炐W校長鄭騰飛說,和ChatGPT競爭的過程中,她提倡學校要引導孩子化身成提問題的人,而問題就從日常的事情里來。

        在鄭騰飛看來,教育應給予孩子的是熱情、好奇心和自律,是對自己人生的編劇能力。不論融入多先進的技術,教育的過程不能像機器一樣運行,學生應是發起行動和承擔責任的主體。

        “教育的本質是培養人,是促進人的發展。幾千年來,人們對教育本質的探求并未發生根本性的變化,但又總是在所處的特定社會文化歷史情境下左右搖擺!蓖鯇W男說,當教育與科技之間的發展相對同步時,教育的發展會凸顯出穩定性和自主性;當教育的發展滯后于科技的發展時,教育的發展則會充滿反思性和變革性。但是,“技術不會改變教育的本質,科技創新發展的目標在于服務于人,從而解放人。我們更應該通過技術的善用,進一步實現人的全面而有個性地發展的教育理想”。

        智能教育發展還須破解三大難題

        記者在采訪中發現,盡管智能技術在教育中的應用已逐漸推開,但教育轉型仍然相對滯后:傳統的育人方式占主導地位,智能技術停留在技術工具輔助教育教學階段,人機之間尚未形成共生的伙伴關系……誠如許多受訪者所說,要想推進智能教育發展,需要直面困難、破解難題。

        一是硬件不足、缺乏大數據標準和聯通困難、創新應用場景未搭建的難題。

        盧冬梅認為,支撐決策的大數據采集最為困難!皵祿侨斯ぶ悄軕玫幕A。然而在實際操作中,校內數字化工具使用有限,能夠為決策提供支撐的有效數據采集困難,無法支撐個性化、個體化的人工智能使用!

        “智能技術在教育領域里的應用場景還不夠清晰明確,目前仍多是技術主導的碎片化應用,不盡適合教育的邏輯和育人的需求!蓖鯇W男說,教育的邏輯是以人為本,包括人的個性化發展需求以及人的普遍性認知發展規律,教育教學的現場性、智慧性、個性化的即興生成應對等,目前的人工智能技術仍是處于發展中的過程性產物,多以技術邏輯的標準化、流程化,以及對效率提升的追求為特征,很難充分切準教育的需求。

        上海師范大學教育學院教育技術系黎加厚教授認為,要破解大模型“一本正經地胡說八道”的正確率難題,教師可以充分利用國產生成式人工智能大模型提供的檢索增強生成技術(RAG),用好國家智慧教育公共服務平臺上面的教育資源編輯訓練適合自己學科專業的“專屬學科助手/智能體”,從而將現在已有的教育資源轉化成支持每一個學生的生成式探究學習資源。

        二是智能教育素養不足、固有思維難以改變和對創新包容度不足的難題。

        “實踐中,很多教育者對新技術的敏感度和接受度不高,很多教師對人工智能及其在教學中的應用并不了解,不知道如何將其融入教學,更缺乏這方面的知識和技能,這些都阻礙了人工智能等新技術與教育的融合!鳖櫺∏灞硎,智能驅動的教學創新需要教師具備基本的數據素養,然而這項能力教師普遍較為欠缺,教師需重新定位角色,弱化“教書匠”的角色,發展和凸顯“設計者”“分析者”“促進者”的角色。

        三是對網絡化、數字化、虛擬化環境下的兒童青少年腦智發展規律研究不足的難題。

        未來教育的重要特征之一,是要基于腦、適于腦、促進腦!凹热晃覀兊拇竽X具有強大的可塑性,從紙質媒介走向屏讀之后,如果像科學家所說的,大腦的回路需要重新布局,那是否有這樣一種可能性:我們的孩子們作為信息時代的‘原住民’,大腦回路就和父輩祖輩不一樣,甚至可能形成兩種與閱讀相關的大腦回路,即‘雙讀大腦’?”上海市教育學會會長尹后慶曾發出這樣的疑問。

        在網絡化、數字化、虛擬化環境下,大腦會發生什么樣的改變?兒童青少年的學習偏好、認知發展會出現什么新的特點?唯有深入研究,才能為智能技術更好助力教育發展提供有力的科學支撐。

      (來源:中國教育新聞網-中國教育報 )
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