人工智能時代的教育之變——訪西安交通大學計算機科學與技術學院教授田鋒、西安高新一中科創中心主任韓恭恩
作者:馮麗
發布時間:2025-01-23 18:23:07 來源:陜西教育新聞網·陜西教育客戶端

田鋒:西安交通大學計算機科學與技術學院教授、博導、陜西省大數據知識工程重點實驗室主任、大數據算法與分析技術國家工程實驗室算法測試與示范應用中心主任、中國教育發展戰略學會第四屆理事、中國自動化學會智慧教育專委會副主任委員

韓恭恩:西安高新一中科創中心主任、陜西師范大學計算機學院研究生導師、中國科協機器人專家庫成員
《教育強國建設規劃綱要(2024—2035年)》中明確提出,要實施國家教育數字化戰略,促進人工智能助力教育變革。那么,人工智能將如何促進教育的變革呢?《陜西教育》記者邀請西安交通大學計算機科學與技術學院教授田鋒與西安高新一中科創中心主任韓恭恩就相關問題展開討論。
教師不會被替代,但需轉型
《陜西教育》記者:當下,AI在備課、課堂教學、教學與學情分析、作業管理、答疑輔導等多個教育場景中得到應用。在這種情形下,很多原本屬于教師的工作現在能用AI輔助完成,那么未來教師的數量會不會因此縮減?教師角色將會發生哪些改變?AI時代下,教師應該具備哪些新的專業技能?鄉村學校的教師又該如何跟上時代的步伐?
田鋒:在全學段、不同層次的教育教學中,教師都具有其不可替代性。我們研究團隊預測,從狹義角度來看,未來在校教師的數量或將有所減少:一是中國人口基數將進入一個衰減周期,入學適齡人口會大幅降低;二是從師生比來看,比值會降低;三是學前教育階段的教師數量將首先減少,隨后這一趨勢可能會延伸到基礎教育和高等教育領域。不過這一結果也存在不確定性,假如中國教育成功實現國際化轉型,即中國成為教育國際服務強國,那么在一定程度上,高等教育生源逐漸國際化,教師的總體數量可能不會減少。
在AI時代,教師的角色會出現三個非常重要的轉變。一是教師將從教學的全流程執行者轉變為教學設計者,未來他們將更加注重面向學生發展的教學設計創新,特別是在教學過程、教學環節及教學方式上的創新。二是人工智能素養將位于教師核心素養的前列,即教師一定得會用人工智能工具,懂得人工智能知識,并且知道其優缺點。三是用5~8年,教師自身要主動從單一學科型向交叉學科、終身學習型轉變。其首要原因是教師的智慧與認知能力面臨挑戰。以大模型為代表的人工智能的輸出結果可能出現與事實不符、與社會主義核心價值觀相背等問題。教師能否及時識別這些問題,對其而言是一項極大的考驗。畢竟,大模型是基于數十TB級別的語料進行訓練的,其記憶量遠超人類教師,而人類教師難以在短時間內從海量數據中檢索到準確答案。
基于上述考量,AI時代對教師提出了更高的素養要求:一是人工智能素養要強;二是設計思維要強,包含教學設計、教學環境設計等;三是要有系統思維和發展思維,即要從心理、認知、生理、價值觀等多個維度全面、發展地看待學生的成長;四是對學生的情感支持至關重要;五是,終身學習。還有其他,不再一一列舉。
韓恭恩:我也認為,教師仍然是不可替代的,不過教師的教學方式和重心需要從講授知識向培養學生的能力做出轉變,并要隨著青少年在成長過程中心智發展的不同,給予價值觀的引導和情感陪伴。在人工智能時代,地域的限制逐步被打破,硬件的壁壘也會逐步消減,數字化資源為鄉村教師提供了豐富的自學資源,但最大的難點在于如何突破認知屏障。實際上,鄉村教師一旦學會利用人工智能促進自身成長,就會獲得良性的正向反饋,逐步成長為優秀教師。
因材施教要以數據為基
《陜西教育》記者:現在人們普遍認為,因材施教在AI時代最有可能變成現實,當前更多地體現在精準學習上,在您看來,還有哪些方面是可以進一步探索的?
田鋒:AI時代因材施教在很大程度上需要依賴大量采集的各種數據,并在數據分析的基礎上,制訂和不斷優化個性化的成長方案。數據包括學生的腦發展、學習情況、聽講狀態、校園行為、心理、身體指標等,不過現實的情況是,基礎教育中關于學生發展的數據很少,所以還需盡可能多地收集數據,依據數據作分析和研究。不過如何收集數據是個難題,可能涉及個人隱私等一些問題。
韓恭恩:因材施教在AI時代正在逐步實現。體現在以下幾個方面:一是國內大量的優秀教師的教育資源,如教案、教學設計、優秀的教學經驗等實現數字化轉化;二是組建基于項目的教師學習共同體,在主持人的引領下,打破學科界限,探索一種新的教學模式;三是通過教學和學生實踐的反饋,使學生在完成基于項目的學習過程中,逐步提升人工智能素養。
以教育的多樣化促進人的個性化發展
《陜西教育》記者:在AI教師、AI學伴等新技術的加持下,未來學習將變得自主和高效,但中小學學生的學習會不會變得比現在更“卷”?面對新技術,家庭、學校條件不一,如何引導學生更好地利用新技術來學習和成長?請您給一些建議。
田鋒:若未來學習實現了自主且高效,這必定意味著學生樂于學習、善于學習,其求知欲與學習動力將呈現良性增長趨勢,自驅力很強。按照自己的節奏去學習,就不是“卷”。一個好的AI教師/學伴,應該是能促進學生德智體美勞全面發展的,不過這個目前還存在困難。從正面講,如果用人工智能促進學生的求知欲,那么學生成才的概率將會大增,這種“卷”,對學生個人、對國家都是具有正面意義的。
當前社會上的“卷”,對教育有正面和負面的影響,對學生個人的影響負面大于正面,因為學生在“卷”中迷失了方向,無法發現各類學科的美,而是一味地追求“分數”。這種“卷”,我認為大多是毫無意義的、內耗式的“比拼”。因為它與因人而異的認知發展相矛盾。
韓恭恩:學校應以學生為核心,指導學生從自身的興趣出發,進行新技術的學習。教師應指導學生進行基于項目與問題的學習,使學生能夠從了解性學習過渡到具有挑戰性的深度學習。此外,開展家校共育活動,通過家長培訓,減輕其對學生使用手機等電子產品的過度擔憂,為學生營造一個有效利用電子設備開展學習的良好氛圍。
《陜西教育》記者:有一家機構對未來教育作出預測,他們預言250年后,知識能夠通過植入大腦的生物芯片傳遞,人類再也不需要死記硬背了。不少學者抨擊現在“育分而非育人”的教育,認為現在有的學生去了學校不等于在真正學習,他們的學習是“偽學習”。知識學習的重要性似乎有所減弱,轉而強調培養創新、批判性思維、溝通協作、終身學習等能力。這是否意味著,十幾年的通識教育不再必需?
田鋒:這個問題問得很好,既代表了當前一部分研究者的困擾,也涉及公眾的疑問。本質上類似于對人類與人工智能關系發展的預測。
坦白地說,這個預言當前至少存在技術和倫理兩個問題。在技術層面,生物芯片技術雖然在醫療診斷、藥物研發等領域有著巨大潛力,但若要實現通過生物芯片傳遞知識,還須解決人腦與芯片交互的復雜性問題。例如,是人腦激活芯片并提出問題,還是芯片主導人腦解決日常遇到的各種問題。如果是后者,此時被植入的宿主還是不是人類,這都會成為問題;若為前者,人腦未經歷學習過程,缺乏求解的意識,如何與芯片溝通?畢竟,未經訓練的人腦,難以運用芯片,這也是知識,需要學習。
倫理問題就更明顯了。例如,如果人體芯片被惡意劫持或植入邪惡意圖,可能會導致隱私泄露、數據安全問題,甚至遙控宿主犯罪,這將引發人們對個人自由和社會倫理的深刻擔憂。
“轉向培養創新、批判、溝通、協作、終身學習等的素養”的目標立意是好的,不過如何做到卻很難。以基礎教育為例,學生的個體差異巨大,發展過程各異,大范圍地講創新會變得非常艱難,且不是所有的人要被強迫做創新,但是終身學習就是必須了。
韓恭恩:這個問題需要辯證地看,基于腦神經科學的發展,未來在大腦中植入芯片完全有可能實現,然而時代發展是一個過程,在目前的社會認知和評價模式下,知識學習是必需的。人的決策能力和解決問題的能力是在具備基本知識的基礎上進行綜合研判逐步形成的。以現有的社會認知和評價體系來培養未來的人才,這本身就是一個值得商榷的問題。我們應致力于豐富現在的教育,讓教育變得多樣化,以培養擁有多元知識并能運用知識解決實際問題的學生,促進學生個性化成長。
《陜西教育》記者:在AI時代,學校將會變成什么樣的場所?
田鋒:智慧教育學習環境的泛在化、虛擬化、遙操化、生成式、個性化將是一大趨勢。但是社會財富的積累、基礎設施的發展都有一個過程,所以智慧教育在未來會普遍到什么程度,還需要觀察,這些都將火正面地、或負面地影響未來學校的樣態。
韓恭恩:隨著智能時代的到來,培養學生的思辨能力、創新能力、協作能力及獨立解決問題的能力已成為教育的核心目標。傳統的教授式教學將逐步被取代,未來教學模式的探索已成為國際教育研究的焦點。我國高中教育正在進行新一輪的課程改革,選課走班制度在很大程度上打破了傳統班級的界限。教學方法也從傳統的碎片化知識講授逐漸轉為知識結構的整體構建,例如大單元教學、項目式學習和跨學科教學,且逐步從公開課走向常態化。未來,隨著教育資源的數字化轉型,基于名師經驗的教育資源將通過數字化手段成為主流資源,并在實踐中不斷迭代發展。那時,我們將迎來一個以人為本、按需學習的全新教育樣態。
人工智能教育將經歷三個發展階段
《陜西教育》記者:在您看來,AI教育將會經歷哪些發展階段,各個階段的著力的突破點是什么?
田鋒:人教機輔階段、機器主動服務階段、人機雙智協同階段。在推進AI教育時,著力的突破點有:一是加強新一代信息技術的基礎設施建設;二是打通“各自為政”導致的“數據孤島”,實現真正意義上的數據安全可靠共享,特別是貫通全學段,有效支撐終身學習社會建設;三是在遵循科技向善的原則下,不斷探索AI賦能教育的理論與實踐。因為截至目前還沒有適合當代AI的、完善完備的智能教育理論;四是全面提升師生人工智能素質與道德倫理素養;五是建立倫理與隱私保護相應的審核和監督機制;六是創新教學和課程體系。在實操上,還要不斷推廣優秀案例。
韓恭恩:數字化轉型階段,人機協同階段,以及打破學科界限、學生形成學習共同體階段。在數字化轉型階段,突破點在于將傳統教育資源有效地轉化為數字形式,并確保所有學生都能平等地訪問這些資源。在人機協同階段,重點將放在如何讓AI成為教師的助手,提高教學效率和質量,同時培養學生與AI合作解決問題的能力。最后,當我們進入打破學科界限、學生形成學習共同體的階段,突破點將集中在如何利用AI技術促進跨學科學習,激發學生的創新思維和團隊合作精神,學生不再是被動接受知識的個體,而是主動探索、創造和分享知識的主體。
《陜西教育》記者:2024年,教育部發布通知,明確指出將加強中小學人工智能教育,并計劃在2030年前在全國范圍內基本普及AI教育。AI教育在未來會有什么樣的中國特色?
田鋒:首先,要保障公平與質量;其次,符合社會主義核心價值觀;最后,生成式人工智能,甚至超級智能,將成為人工智能的主流,培養學生的核心素養與能力變得非常關鍵。
韓恭恩:教育與科技的融合應以培養人才為首要目標,中國將成為創新人才的搖籃。傳統的“一考定終身”的評價體系會被打破,教育回歸育人本質,國民綜合素養得到顯著提升。AI融入日常學習,將顯著降低學習成本,提高學習效率。在AI的輔助下,學生通過自主選擇學習方向與內容,逐步實現個人的目標與追求。物質主義的價值觀會逐漸淡化,實現國家發展戰略、實現個人理想將逐步成為社會的主流追求。
《陜西教育》記者:謝謝您的分享!
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