生态:人工智能时代发展智慧教育2.0的系统考量
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近年来,随着“互联网+”理念、大数据、云计算和人工智能在教育领域的应用,不仅推动了以“数据技术”为核心的智慧校园建设,使学校教育的各项业务正从管理转向治理而且还面向教学,发展出了基于情绪感知的智能教学系统、自动化教学测评、智能教育助理和智能化应用,已开始支撑个性化学习和适应性学习等新学习方式。已有研究表明,以人工智能所赋能的这类教育教学方式与传统方式相比,具有显著的正面影响。可见,以人工智能为代表的新一代信息技术,正极大地推动教育形态走向智能化和智慧化,即人工智能时代的智慧教育2.0。

从生态学的视角来分析教育形态,特别是人工智能时代的智慧教育2.0,才能更好地协调技术应用与人才培养关系、各项教育业务之间的关系、不同阶段(类型)的教育之间的关系,以及教育发展与社会需求之间的关系。因此,笔者认为,人工智能时代的智慧教育2.0是信息化社会系统中的一种教育形态,其不仅能够与社会系统紧密融合并促进相互发展,而且能够稳定地维持整个教育系统的平衡发展,以无缝和泛在方式培养终身化的学习者。一方面,智慧教育2.0是整个社会生态“大系统”的子生态系统。相较于以往工业时代的教育系统,它对当前时代的社会经济发展具有更大地推动和影响作用;另一方面,智慧教育2.0自身也是一个“小系统”。在新一代信息技术和“互联网+”等思维理念的驱动下,智慧教育2.0内部生态,将更好地建立起协同进化和良性循环的内部平衡系统。

社会生态中的智慧教育2.0

从社会发展的角度来看,教育是整个社会生态系统中的一个子系统。从农耕时代到工业化生产时代,再到信息时代和当前的人工智能时代,教育系统对整个社会系统发展的影响力不断提升。因此,从生态观的角度来看,构建智慧教育2.0的生态不只是服务于教育资源环境和教学方式的发展,更是在服务整个社会系统。从“生态”着眼,智慧教育2.0就具有服务社会系统和服务教育系统自身这两重属性。

1. 培养人工智能时代的“智慧人才”

发展智慧教育的重要目标就是培养所谓的“智慧人才”。智慧教育1.0研究领域所认为的“智慧人才”,基本上是以“21世纪技能”、“高级思维能力”和“高智能”等能力素养来定义的。而智慧教育2.0所要培养的智慧人才主要体现在三个层面:

(1)培养人工智能时代的创新创造人才,即培养他们能利用人工智能工具进行社会化生产,并从知识的“消费者”转向创新创造的“生产者”。

(2)发展具备计算思维的终身学习者,即能够根据工作岗位需求和社会发展需求,不断利用智能化教育资源,以无缝式的泛在学习方式进行学习。这也是智慧教育2.0作为社会子系统在人工智能时代要承担的重要责任。

(3)帮助教育贫困者“脱贫”,不再仅是关注来自贫困家庭的孩子,还要利用智能教育技术帮助更多孩子解决“学不好”的问题,而这种“新学习危机”已成为当前发达国家的教育“新贫困”。

2. 服务国家战略实施和社会经济发展

由于智慧教育2.0是人工智能时代发展起来的教育新形态,其具有智能技术所蕴含的智能化和数据化等技术特征。因而,智慧教育2.0的服务作用也不再限于服务自身系统的发展,而将在国家战略和社会经济发展中释放出更大潜能:

(1)在服务国家战略方面,一方面,可通过物联网等“可见”的技术设备和“不可见”的制度机制,实现与雄安和上海等智慧城市生态系统的融合;另一方面,智慧教育2.0将围绕和配合“精准扶贫”、“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网+”等国家战略,优化社会资源配置,促进智能制造的创新人才培养,带动“一带一路”沿线的智慧教育发展,服务国家在国际外交中的话语权提升。

(2)在服务社会经济发展方面,构建智慧教育2.0的生态体系,将进一步释放教育信息化与市场融合的经济效能,推动“人工智能+教育”产业和“互联网+教育”产业的快速协调发展,以催生人工智能时代的智慧教育新业态。

3. 实现教育系统自身的现代化治理

教育治理既是构建智慧教育2.0生态的基础,也是促进整个教育系统平衡高效和良性运行的关键。事实亦如此,智慧教育2.0生态体系中的“互联网+”思维和大数据等信息技术,正不断推动着教育治理的体系建设和治理能力的现代化:

(1)教育大数据技术将改变教育治理工作中的顶层设计,数据驱动下的宏观教育决策和评估将有据可依,实现决策科学化和施策精准化,以提升智慧教育2.0不同子系统的有效运行,在整体上协调和保障智慧教育2.0生态的协同发展。

(2)物联网和人工智能将推动教育工作数据的“伴随式”收集和流动,推动以教育数据流优化教育工作流,通过这种动态发展的生态闭环,推进智慧教育2.0各项工作的扁平化管理,厘清各教育部门和教育环节的权责利,实现政府部门和教育部门的管办评分离。

4. 构建人工智能时代的全新教育制度

智慧教育2.0是人工智能时代的教育形态,发展智慧教育2.0,也将推动我国教育系统的整体变革,逐步确立起符合人工智能社会所需求的智慧教育制度:

(1)教育体系结构将从以往的学校教育拓展至人工智能支持的终身教育,时空对教育阶段或形式的限制变小,无缝式或泛在性的学习成为主要的学习方式,人人都将成为终生教育体系下的学习者。

(2)教育的评价评估将主要依靠数据驱动的伴随式评价和综合性评估为主,挖掘每一位学习者的专长和潜力,人人都将是某一领域的知识生产者,以满足人工智能时代的社会发展需求。

(3)教育的制度或机制将更加创新和完善,比如,智慧教育2.0的供需机制将动态调节社会系统和教育系统的动态平衡;各类教育部门将建立起符合开展智慧教育2.0业务的制度或机制;智慧教育2.0中的教育数据伦理和人工智能伦理等道德伦理机制,将逐步得到健全。

智慧教育2.0的内部生态系统

如果只从教育系统内部来看,智慧教育2.0的构成,可以简单理解为图2所示的智慧教育2.0生态结构,其具有以下的功能特征。

1. 数据流驱动下的有序循环

智慧教育2.0生态构建的基础是新一代信息技术,但实现教育生态系统内部的有序循环和不断进化,主要依靠动态流动的教育大数据。教育数据驱动下的智慧教育2.0生态系统,主要在以下三个方面实现互联互通和动态循环:

(1)外环,即数据驱动下的“智慧环境一教育治理一制度机制”的循环。基于云计算、感知技术、人工智能和数据挖掘等技术构建的信息化环境,可以实现教育宏观数据和教/学微观数据的伴随式搜集和分析。一方面,教育数据流改造了教育工作流,使得教育治理工作权责分明,推动数据驱动的教育决策;另一方面,教育制度与机制的创新,也保障了智慧环境的构建,促进了教育治理工作的流畅开展。

(2)内环,即“资源服务一学习活动一教学活动一评价评估一教育管理一科学研究”的循环。由于智慧环境的支持,每一部分动态生成的教育数据都能实时汇聚,并不断促进着整个内环的发展进化。如,教学活动产生的数据可用于资源服务的改进和开展教育研究,进而更好地促进着教学活动。

(3)教育数据信息将内外环双向联通所形成的循环圈。内外环之间发生的数据、服务、制度和机制之间的相互影响,使内外环向更好的阶段发展,并不断达到新的有序平衡。

总之,上述三者互联、互通与循环,为教育内部的运行提供了外在环境条件。

2. 开放促成的生态动态平衡

一个动态平衡的智慧教育2.0生态系统,除了要对大的社会生态系统有限开放,推动彼此不断进化与发展之外,在生态内部之间也需要彼此开放,以促成生态系统内部的生态平衡:

(1)技术上的开放。开展智慧教育2.0主要依托智慧化的教育环境和动态流动的教育大数据。因此,智慧教育2.0生态在技术上的开放,一方面是体现在系统平台和技术设备的接口开放,即通过标准化的接口打通内部环境的各个环节,还支持不同资源服务的按需接入和撤出;另一方面是不同部分教育数据的按需开放和有限流动,让合理开放的教育数据成为智慧教育2.0生态的营养基。

(2)教育理念上的开放。一方面,体现在具体的教育教学活动等,开放运用新的教育理念和教/学方式,培养更具灵活、创新的多样化人才;另一方面,体现在教育治理和教育机制方面,在教育治理上实现开放透明和权责分明,在机制上能够开放吸纳,从“动态一整体”的视角向智慧教育2.0供给“营养”,维持教育生态的自我调节能力。因此,在技术上和工作理念上都做到开放,可以促进智慧教育2.0生态的良好运行和实现动态平衡。

3. 不同教育类型的无缝衔接

一个完整的教育生态还体现在不同阶段和不同类型的教育都能实现无缝衔接,主要体现在三个方面:

(1)衔接发生在学校环境中的正规教育,包括学前教育、基础教育、职业教育和高等教育。完善的智慧教育2.0生态系统,应能将每个学生在不同阶段的正规教育中各类教育数据(包括认知风格、学习偏好、学业成绩和制品成果等),汇聚形成个性化的数字化档案,实现不同阶段教育的无缝衔接,为他们提供连续的和个性化的教育服务,如推送教育资源和辅助发展就业等。

(2)衔接发生在开放环境中的非正规教育。即发生在博物馆、科技馆和生活社区,甚至是交通工具上的非正规学习,在智慧城市的物联网技术和各类感知工具的支持下,可以实现学习情境的实时感知和学习数据的动态共享,实现各类非正规学习的无缝衔接。

(3)每一个公民从出生到死亡所接受的各类正规和非正规教育(包括学校教育、企业教育和成人教育等所有教育形式),都能通过学分等实现衔接,让每一个人成为终身学习者,能够无缝式参与未来社会发展活动,这也是从国家层面推动智慧教育2.0的重要目的。

4. 种群既是“消费者”也是“生产者”

与传统的教育系统不同,智慧教育2.0生态系统内部的种群,呈现出更强的兼具“生产者”和“消费者”双重身份的特征:

(1)学生、教师、管理者等各类教育用户种群。一方面,智慧教育2.0环境为他们提供了资源开发门槛较低的软件工具和系统平台,而且提高了教育活动数据的累积和降低了交叉领域的协同合作难度,能让更多的教育用户成为教育资源服务的生产者,满足个性化和差异化的教育消费需求;另一方面,从开展智慧教育2.0的目的和教学活动情况来看,将学习者从知识的“消费者”培养成为“产消者!(指既是“生产者”,也是“消费者”),这也是开展智慧教育2.0的目标之一。

(2)人工智能技术所支持的教育资源智能化生产种群。随着机器学习和神经网络等人工智能技术的发展与创新,机器已经能够从教育数据和教育资源中不断进行自主学习,并智能化的开发出相关的教育资源产品,未来将成为生产教育资源的重要种群之一。如:美国佐治亚理工大学的研究人员,在让“人工智能”观看了两分钟的《超级马里奥》游戏视频后,人工智能就能实现和重新制作一款新游戏。可见,在今后的智慧教育2.0生态系统中,智能化的资源种群将更多的呈现双重性,既是教育数据的“消费者”,也是新的教育资源的“生产者”。

来源: 中国教育信息化

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