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智能化推动智慧教育转型
来源: | 作者:2022-11-10 | 发布时间: 2022-11-10 | 341 次浏览 | 分享到:

《教育部2022年工作要点》明确提出,“实施教育数字化战略行动。强化需求牵引,深化融合、创新赋能、应用驱动,积极发展‘互联网+教育’,加快推进教育数字转型和智能升级。

一、拥有主动智能的教育环境

      在基础环境维度,需要建设拥有主动智能的教育环境。通过多模态的数据感知,借助万物互联的各类设备,进行数据的深入分析与计算,实现按需和主动的智能教育服务供给,涵盖教育过程中的学习、教学、育人、评价、教研、培训、管理各个方面。
      1.多模态感知
      主动智能的教育环境可以借助各类个人设备、教育装备与软件平台,实现多模态的学习数据感知。在硬件设备层面,在个人电脑、平板手机等的基础上,还需提供体质监测、语音识别、手势输入、触摸控制、脑电感知等相关设备的接入,形成多模态的信息输入与数据融合。在软件平台层面,需要感知学习者的知识状态、学习风格、学习方式、能力水平等知识与学习层面的信息,与硬件设备采集的各类信息一同实现对学习者的情境感知。通过融合来自于软硬件环境的多模态学习者信息,可以为主动智能提供数据来源的支撑。
      2.万物互联
      主动智能的教育环境中种类众多、数量庞大的各类设备之间都应该实现万物互联,实现无缝、远程协同,共同为学习者构建出虚实融合、线上线下融合、现场与远程协同的综合性育人空间。万物互联也使学生的学习场所突破学校物理空间的局限,使学生可以通过网络享受超越时空的教育服务。不同学校之间的远程协同,还可以实现远程互动教学、全息远程协同授课等新型的课堂互动。通过充分利用各类设备形成的万物互联,可以为主动智能提供数据汇聚的基础支撑。
      3.数据分析
      数据驱动是实现主动智能教育环境的核心,智慧教育环境需要对学习者数据、教育过程数据、教育装备运行数据等多种不同类型的数据的分析与处理。在学习与教育过程中,可以通过多种不同方式,采集来自学生的体质数据、生活状态数据、情感数据、课堂表现数据、作业与考试数据、在线学习日志数据等多种数据。借助数据挖掘与机器学习等技术,从海量教育数据中实现对学习者认知特征、学习规律的深入理解与精准诊断,破解常态教学中教师仅凭主观经验来分析学情的局限,实现对数据背后的教育规律的挖掘分析,为主动智能提供决策与服务推荐的基础。
      4.主动智能服务
      拥有主动智能的教育环境将拥有主动为学习者、教育工作者提供适切服务的能力。主动智能的教育环境可以捕捉用户的情境信息,结合后台积累的学习过程数据,构建需求结构模型,进行数据挖掘和智能分析,分析用户的习惯、喜好等显性需求与时空、身份、工作生活状态关联的隐性需求,主动为用户提供精准、高效的教育服务。这种服务不仅体现在学习资源、学习内容的提供,也体现在学习活动、学习同伴、教师教学资源、育人知识、评价方案、教研活动支持、教师培训、教学管理和综合集成等方面,提供学、教、育、评、研、训、管、服的全方位教育服务。同时,这种教育服务的提供是主动和自适应的。
      二、人机协同的教育智能
      在智能形态维度,需要实现人机协同的教育智能。智慧教育中的智能技术,不是要替代教师的劳动,而是聚焦在对教师能力的增强,形成一种教师与人工智能相互合作的、人机协同的、分布式的教育智能,使教师和人工智能可以充分发挥各自的优势,相互合作,共同促进学生的全面发展。
      人机协同的教育智能可以在多个不同的认知层次体现其作用:计算智能可以代替教师完成重复性的工作,认知智能可以提高教师的工作效率,感知智能可以增强教师创新,社会智能可以促进教师与人工智能的相互社会性增强。
      人机协同的教育智能需要实现对教师从代替到增强的转变,取代教师简单、重复的脑力劳动。教师需要更多发挥人类的创新、复杂决策、情感关怀激励等优势,在工作重心、工作形态、社会协同等方面发生转变。教师之间也将通过社会化协同,提高工作效率、降低工作负担,发挥不同教师的特长,促进教师工作的精细化社会分工。通过充分发挥机器与人类不同的优势,教育生产力将得到极大提高,教师的工作效率和工作能力将得到提升,从而满足智能化时代对于优质教育的不断增长的需求。
      三、大规模个性化的人才培养模式
      1.课程的变革
      智慧教育中的课程形态是虚实融合的。在线教育将逐渐成为教学的常规设置,成为课程的有机组成部分。线下、线上、虚拟等多种课程形式的融合,将为学生提供更加丰富的、个性化的课程。虚拟和在线内容的加入,使课程内容立体化。线上、线下统筹的学习活动相互衔接,形成了学习活动的闭环。课程学习的过程也将跨越物理情境的边界,成为融合虚拟与现实、线上与线下的无缝学习。
      智慧教育中的课程结构是跨学科和整合性的。智能时代的学生需要面对复杂的现实世界问题,需要整合利用多学科的不同知识,以学习者为中心、以问题解决为导向,并结合探究等形态的学习活动来体现。因此,智能时代的课程结构将更多体现跨学科的综合性特点,融合多学科知识,面向同一目标实现的整体协调,共同构成整体性的课程结构。例如STEM的跨学科整合模式融合科学、技术、工程和数学的学科知识,于真实情境下通过协作解决实际问题,通过作品外化学习的结果,促进知识和能力的增长;立德树人教育整合统筹语文、历史、思想品德等人文性学科,加强学科间的整体协调,发挥综合育人功能,促进学生的价值观塑造与健康成长。
      智慧教育中的课程实施方式是个性化、适应性和精准化的。课程中知识性内容的传递,将更多由人工智能进行,根据不同学生的学习状态进行适应性、精准化的实施。课程中育人的部分,将更多以解决实际问题的探究形态呈现,需要教师体现其作为探究活动组织者和引领者的作用。课程的实施将更多融入真实的情境,体现与学生现实生活的紧密结合,培养学生解决真实问题的能力。
      2.教学范式的变革
      传统工业时代的教学范式是以教师“教”为中心、以课堂授课为主要模式、以知识传递为目的的。进入信息时代,学生除了课堂,还可以通过网络学习资源等形式获取知识。在建构主义的指导下,这一阶段的教学普遍认同学生必须在学习的过程中产生想法,并将其与自身先前的知识和情境相关联,通过社会互动,获取一个领域中的可靠知识,体现了知识建构的理念。进入智能时代,在社会知识建构等理念的指导下,知识创生与知识增长受到了更多的重视。智能化的认知工具可以支持学习者在结合真实问题情境的整合性课程中,借助群体协作,进行具有意义的知识创生,超越群体已有的认知,拓展群体的知识边界。知识创生不是为了接受某个已有的、可靠的知识,而是学习者通过协同的社会知识建构过程,突破自己以及所在群体的原有的认知水平,在真实的问题情境中拓展群体的知识边界。教师在社会知识建构的过程中不再是知识的传递者,而应该设法帮助学习者实现群体知识的增长。
      3.学习范式的变革
      在智能时代,知识的来源更加广泛,互联网为学习者提供了广泛而海量的知识来源。学习者的学习方式也发生了变化,学习的场所不再局限于课堂和教室,学习可以在任何时间、任何地点发生,基于场馆、真实环境的非正式学习也将日益受到重视,与课堂内的正式学习相融合。这些变化都对学习者的学习范式变革提出了新的要求。
      面对多样的知识来源和泛在化的学习方式,学习需要体现出更深层次的认知与高阶思维能力的发展。智慧教育环境中的学习范式,应该是主要面向创造、综合、评价、分析等高层次教育目标的深度学习模式。智能时代的学习者需要面对来源于真实生活的、情境化的问题,为了解决这类问题,需要学习者达成高层次的教育目标,从浅层认知向深层认知迈进,实现智慧教育环境下的深度学习。智能技术在此过程中,除了辅助学生的认知过程,还将更多在反思、社会性建构、协作等过程中发挥作用。
      4.教育评价的变革
      在智能时代,教育的评价依据将从主观经验判断走向客观数据支持,教育的评价方式将从总结性评价走向过程性评价,教育的评价手段将从人工评价走向智能评价,教育的评价内容将从单一评价走向综合评价。基于大数据的发展性评价将在智慧教育中成为可能。在智能化教育环境中,来自课堂、作业与测验、在线学习系统、体质监测设备和情感分析设备等多种不同来源的教育数据突破了传统教育评价的局限,共同构成了多维的评价空间,促使教育评价的内容将从单一的学业成绩,向包括了知识能力、学科素养、知识状态、学习轨迹、知识误区、学习风格、注意力、情趣情感等多个方面的综合性、发展性评价方式转变。
      智慧教育中的评估反馈是发展性的综合评估报告,包括知识地图、非智力因素、核心素养与学科能力的状态评价与分析。问题解决能力、体质健康等传统评价体系下难以测量、评价的项目的自动化测评也将成为可能。不同类型的评价与分析结果,与教师的主观评价结合,共同构成学习过程中的发展性评估报告。综合性的学业评价也可以同时服务于教师、学生和家长,支持教学、学习的质量提升与改进,体现出评价的发展性。智慧教育中教育评价的各个方面都将体现智慧教育下人才培养模式的变革,推动教育评价体系在各个要素上的全面重构。
      四、虚实融合的教育新生态
      在教育生态维度,需要创立虚实融合的教育新生态。在新型教育生态中,学校的办学空间将大幅度扩张,不仅包括实体空间,还同时包括网络的虚拟空间,学校将通过互联网连接,形成虚实融合的开放教育生态。从物理层面看,学校不再是割裂的学习空间,学校可以通过互联网连接到全球社会,通过智能技术连接学生的日常生活经验与未来生活。学生的学习将不仅发生在教室里,也发生于信息空间中,体现出终身、全面、按需获得的特点。学校不再作为静态知识的仓库,而是为学生提供一个群体智慧的交流空间,成为学生群体智慧发生裂变的节点与连接智慧认知网络的个性化发展空间。从社会层面看,通过网络,学校之间能够汇聚形成集体智慧,形成一个具备高度活力、人性化和社会化的学习场所。学校不再是唯一的获取知识的主要场所,教师将不再是传授知识的主要角色,获取知识将不再是学生来到学校的唯一目的。学生在教育生态中的主体地位将会进一步凸显,每个学生既是知识的消费者,也是知识的生产者。学生通过互联网,可以与知识进行虚实融合的有效互动。
      虚实融合、开放和无边界的学校会让教育真正成为生活本身。未来学校的课程形态、课堂形态、学校形态都将发生改变,更多地体现出正式学习与非正式学习相融合、在线学习与课堂教学相融合、校内学习与校外学习相融合的特点。
      五、智能时代的创新人才培养
      在育人目标维度,需要培养具有创新能力的人才。人工智能在知识记忆、检索、处理等多个方面都已超越人类,这呼吁教育工作者对智能时代的人才培养目标进行重新思考。智慧教育绝不能反复训练学生机器能做的事情,而应着力塑造人的创造力、社会能力、价值观、意志力、思维能力,形成完善的人格,具备善良的品质,富有学识、感情与智慧。当下一些企业所推动的人工智能教育应用服务,存在着片面关注学习者考试能力、将人异化为考试机器的风险,是对人工智能技术的错误应用,也是对智慧教育中人才培养要求的错误理解。