近日,第七届中国高等教育智慧教学与课堂教学改革论坛在重庆召开。会上,武汉理工大学校长杨宗凯以“人工智能赋能教育教学创新”为题作主题报告。
杨宗凯校长认为,“智能时代教育新生态的重构已经开始,未来已来。通过人工智能的赋能,我们可以实现差异化的教、个性化的学、精细化的管、数据驱动的研和智能化的服务,可以形成新的教育范式和形态。”
以下内容据杨宗凯校长的分享整理
想要实现教育数字化转型,促进人工智能赋能教育教学创新,UGBS四个要素必须紧紧融合在一起。U是指大学或研究机构,我们要研究新背景下教育教学的新规律。G是指政府,要制定规划,在其中起主导作用。B是指企业,企业要搭建平台,我们现在的教育落后于技术,技术走在教育改革和创新的前列,对于此,我们要有基本的判断和认识。S是指学院、专业,这是创新的主体。我们要处理好UGBS之间的关系,只有这四个要素融合到一起,才能形成合力。这是个系统性的工程,不能头疼医头、脚疼医脚。
AI(人工智能)的三大核心是数据、算力、算法。数据每年以50%的速度增长,据说到2030 数据量将达到200 ZB,这是指数性的数据爆炸。算力也在呈指数性增长,现在是暴力计算时代,算力给我们带来了巨大的力量。另外,算法也迭代了几十年,这才有了我们现在的大语言模型,有了ChatGPT背后的算法。我们处在数据、算力、算法三个要素同时发展暴发的时代。人工智能的发展经历了三个阶段。第一个阶段是检测,第二个阶段是识别,第三个阶段是决策。这就是一个变化的时代。
如上图所示,AIED的发展也经历了变迁。由计算机辅助教学阶段,发展到智能教学系统阶段,再发展到个性化自适应学习阶段,现在已经发展到了第四阶段:内容生成阶段。AIED也好,数字化转型也好,都是一个历史的进程,都是技术驱动的变革。
“人工智能+教育”已成为世界各国的重要战略趋势,各个国家都把它作为未来的战略制高点,予以规划和部署。人工智能赋能教育的创新和变革,我们已经处在一个新的时代,一个“人际+人机”的时代。我们过去所有的教育都是人际之间的教育,现在又加入了机器,所以会发很大的变化。我们的老祖宗讲,教育要有教无类,教育要因材施教,教育是一个心灵启迪另一个心灵的过程。但随着工业化的推进,教育规模化发展,形成了标准化和流水线生产的人才培养模式。现在我们到了智能时代,智能时代对人的需求是不同的,我们需要的是知识之上的教育。老师为什么现在有点恐慌?因为教书、教学和育人是三个不同的层面。如果老师只是教书,只是照本宣科,那有可能会被人工智能所替代。如果老师只是会教学,比如知识图谱、学生画像、个性化的教学设计,那也不代表老师真正会教育。如果有素质的图谱、能力的图谱,在技术的助力之下,有可能会把教育推到更高阶段的教育。
英国开放大学开展创新教学法研究,从2012年开始发布《创新教学法报告》,探讨年度最具影响力的十项教学法,早在2020年就提出,教育中的人工智能是今后非常重要的教学方法, 2021年已经提出在学习中使用聊天机器人,2022年则提到了混合模式。
美国学习科学研究中心(NSF)大力资助人工智能+教育研究,研究人工智能赋能教与学的新型研究规律。教育要按规律办事,否则会产生严重的后果,所以我们一定要加强人际和人机新型教育情景下的规律研究,现在迫在眉睫。
我们国家也高度重视“人工智能+教育”的发展,制定了一系列推进“人工智能+教育”发展的计划,早在2017年发布的《新一代人工智能发展规划》便提到了“人工智能+教育”的发展问题。
2018年,教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》,提到了提高人工智能领域科技创新、人才培养和国际合作交流等能力。其重点任务是:1)优化高校人工智能领域科技创新体系;2)完善人工智能领域人才培养体系;3)推动高校人工智能领域科技成果转化与示范应用。
教育部教师工作司启动人工智能助推教师队伍建设行动试点。宁夏国家“互联网+教育”示范区刚刚通过国家验收,经过5年的努力,宁夏老师的信息素养水平得到显著的提升。北京外国语大学的实践也取得了显著的成效。
教育部启动首批“智慧教育示范区”建设,“智慧教育示范区”创建工作把握两个要点:一是落实党的十九大精神,思考为中国今后几十年,特别是现代化强国建设打造什么样的教育;二是关注科技创新给教育带来的影响,研究如何发挥在那智能时代的教育,培养具有“从0到1”的创新思维、德才兼备的新型人才。
工程院召开“智慧教育战略研究”。2018年5月,教育部和中国工程院设立“智能教育战略研究”咨询项目,讨论智能教育基本科学问题、关键核心技术、重要应用示范等,提出智能教育发展建议。2019年3月19日,教育部科技司在北京组织召开“智能教育战略研究研讨会”。
科技部支持“人工智能+教育”创新发展,先后支持一批人工智能2030专项、人工智能社会治理专项研究项目。2022年8月,《科技部关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》,将智能教育纳入首批示范应用场景助力国家教育数字化战略的实施。
基金委设立F0701教育信息科学与技术方向。2018年度国家自然科学基金的一大亮点就是,首次在信息科学部下,新增一个专门用于支持教育科学基础研究的申请代码F0701教育信息科学与技术。
去年,一个自然科学基金的重大项目被批准,研究人工智能赋能教与学的理论与关键技术,完成课堂教学与自主学习两个场景百万师生示范应用,实现人工智能赋能下的教师和学生的减负增效。我们组织了5-10家的单位来进行相关探索。
人工智能赋能教育的典型体现包括三个方面:一是智能技术赋能教与学,二是智能技术赋能管理服务,三是智能技术赋能保障机制。
人工智能赋能教与学,也体现在三个方面:一是学习人工智能。我们这一代人,以及我们为智能时代培养的人才,一定要学习人工智能。据我了解,现在很多发达国家都在制定新的教师标准,设置的准入条件就是要会驾驭人工智能。二是用人工智能学。我们要把人工智能作为工具,比如会使用ChatGPT。三是与人工智能一起学。有一个我非常敬佩的院士曾经问过我一个这样的问题:“你有没有想过一个这样的情景,二三十年以后的课堂,一半的内容是老师教,一半内容是机器教,下面坐的一半是学生,一半是机器。”一、学人工智能——案例:
(文章摘自第七届中国高等教育智慧教学与课堂教学改革论坛)