从“人工智能+教育”到“教育+人工智能” ——人工智能与教育深度融合的路径探析
第四次产业革命的兴起，人工智能崛起。教育作为培养人的活动，其目的在于促使人的智能不断得到提高，从本质上来说与人工智能具有天然的联系，人工智能与教育融合提上日程。实践层面，随着人工智能的不断发展，技术升级革新速度加快，产业结构升级转型、新岗位产生倒逼人工智能与教育融合；理论层面，人工智能与教育融合的相关研究不断深入，为此研究开展提供了厚实的理论基础。此研究从现阶段“人工智能+教育”的应用形态及存在的问题入手，超越技术的限制，回归教育的本质，深入分析“教育+人工智能”的应然状态，探究人工智能与教育深度融合的路径，构建“教育+人工智能”生态系统。
]。60多年来人工智能取得长足的发展。李开复、王咏刚在《人工智能》一书中如此定义人工智能：“深度学习+大数据=人工智能，人工智能依赖于算法把知识与意义、教育与人性转化为‘0’与‘1’的机器代码，并为人们提供学习方案。”[
[3]。人工智能的崛起为教育带来了新的变革.从教育本质上讲，人工智能与教育有着天然的联系，只不过教育的对象为人，人工智能的对象更为宽泛，包括机器、人等。近年来，人工智能在教育领域的应用范围不断扩大。2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，为加快人工智能的创新应用，提出智能教育[4]，特别强调人工智能对于教育的重要性，为教育与人工智能融合指明了方向。2018年在全国两会上的政府工作报告明确提出，要加强新一代人工智能研发应用，在医疗、养老、教育、文化、体育等领域发展智能产业，拓展智能生活[5]。人工智能与教育融合不断推进，现代教育正朝着智能化方向发展。然而，新形势下，人工智能和教育的融合程度怎样？人工智能与教育的融合形态是什么？如何促进人工智能与教育深度融合？本文将围绕这些问题深入展开探讨。一、问题的提出1.新形势倒逼人工智能与教育深度融合首先，国际竞争新形势倒逼人工智能与教育融合。新一轮的国际竞争是围绕核心技术、顶尖人才、创新人才进行的竞争。因此，新形势下，亟需促进人工智能与教育融合，为我国参与国际竞争，培养符合国际竞争需求的创新型、创业型、智能型人才。其次，产业结构升级转型倒逼人工智能与教育融合。随着人工智能的崛起，以制造业设备为代表的“物理世界”与以人工智能等技术为代表的“数字世界”的碰撞催生了制造业的巨大的转变，这二者的融合为经济发展注入新的动能[6]
。技术革新将推动原有产业颠覆、新的业态产生、新的工作岗位涌现，导致人才需求类型、人才需求数量急剧变化。创新型、创业型、智能型人才产生巨大人才缺口，就业市场倒逼教育转型发展。最后，公共服务精准化水平的不断提升倒逼人工智能与教育融合。《教育部关于数字教育资源公共服务体系建设与应用的指导意见》指出，新时代要加强数字教育资源公共服务体系建设，推动建立健全现代教育公共服务体系
2.人工智能与教育深度融合亟需理论支撑从历史上来看，在1980年举办的人工智能促进协会（Association for the Advancement of AI）的年会上，没有一份来自中国机构研究人员的论文。1998年的人工智能促进协会（Association for the Advancement of AI）的年会，也只有一篇来自中国的论文。现如今，情况已经截然不同。在2018年2月份举行的大会上，中国提交的论文数量比美国多出25%。更具说服力的是，收录的中国论文数只比美国少了3篇[8]。这说明我国人工智能研究取得了长足的进步。随着人工智能与教育领域融合程度加深，我国对人工智能教育的研究呈现出三个发展阶段：第一阶段（1984-2004年），这一时期关于“人工智能教育”的研究开始由计算机领域向教育领域过渡；第二阶段（2004-2013年），以“人工智能课程”为研究核心；第三阶段（2013年至今），以“人工智能教育应用”为研究主题。截止2017年（含2017年），共有相关文章482篇。2017年以后，我国掀起了研究人工智能教育的高潮，但是刊发在核心期刊（指CSSCI和中文核心期刊要目总览）的文献只有32篇，折射出我国“人工智能教育”相关研究较多，但是仅处于问题研究起步阶段，更多的是站在技术的视角对人工智能教育进行研究，较少从教育的视角去进行研究，缺乏人工智能与教育融合在理论层面相关研究的深入推进。人工智能与教育融合的道路还很漫长，无论是实践层面，还是理论层面，亟需沿着前辈们的足迹，在新形势下探析人工智能与教育融合的发展历程及现阶段存在的问题，构建人工智能与教育融合的路径，为未来人工智能教育发展指明道路。
+教育”人工智能的观点来源于人们对于人工计算的数学研究。早在19世纪末期，各种机械式计算机就已经出现。然而，机械式的、提前设计好的逻辑系统与人们复杂的行为和逻辑系统的矛盾难以调和，导致人工智能的应用性不高，难以推广。随着人工智能的发展，借助计算机和网络平台，人工智能与教育不断走向融合。人工智能包括两个领域：专用人工智能（强）和通用人工智能（弱）。目前，我国人工智能尚处于专用（弱）人工智能阶段。所谓专用（弱）人工智能，是指侧重对人的行为的外在模拟，缺乏人的意识。因此，这一时期，教育与人工智能的融合程度并不深，人工智能的技术主要运用于教学过程。人工智能教学发展迅速，人工智能与教育的融合处于“人工智能+教育”阶段。
[9]，指出人工智能应用于教育领域的主要形式有：智能评测、个性化辅导、儿童陪伴等。在本研究中，笔者将“人工智能+教育”的应用形态归纳为以下三种：
教育机器人的出现，为教育教学带来了巨大的变革。教育机器人解放了教师。一方面，教育机器人可以取代教师的一部分工作，将教师从繁琐的教学任务中解脱出来，更多关注学生的情感的发展及品德的养成。传统教育采用大班制教学，关注学生整体发展，教育机器人的出现将教学聚焦到学生的个性化发展。但是，由于相关技术发展的限制，教育机器人距离完全替代教师的道路还很漫长。另一方面，教育机器人可以作为教师的助手，辅助教师进行教学。现阶段，教育机器人主要是作为教师的助手，例如，提供教学内容、管理教学过程、进行课后答疑等，是一种初级阶段的软件教育机器人。
学习型社会不断推进，个性化、自主化学习进入人们的视野。自主在线学习平台的出现使个性化、自主化学习成为可能。利用人工智能技术，基于大数据的自主在线学习平台可以根据学生的历史学习数据，包括课堂表现、作业完成情况对学生学习情况进行评估，预测学生未来的学习表现，并智能化推荐最适合学生的学习内容、学习方法，从而有效地提升学生的学习效率。但是，目前自主在线学习平台主要关注教学内容的制定、课程的开发，而忽视对学习者思维能力的开发和情感的培养，缺乏因材施教。例如，许多高校都设立了自主在线学习平台，学生可通过该平台进行选课、课程学习、课后测评等。（3）自动化测评系统自动化测评系统是人工智能在教育评价领域的应用。自动化测评系统能够客观、一致、高效地测评教学效果。自动化测评系统在教学活动结束时提供即时反馈，一方面极大地减轻教师负担；另一方面为教学决策和教学改革提供真实可靠的依据。例如，ETS的Speech Rater引擎是英语口语测评方面应用最广泛的测评引擎之一，具有开放性的特点。运用Speech Rater引擎测评任务不限定范围和对象，可以提高发音准确性、语法熟练度和交际的流利程度等，已广泛运用于英语口语测评工作[
人工智能与教育融合局限于技术层面的融合，即过分关注技术在教育领域的应用，导致教学理念存在偏差，缺乏人文关怀，教育本质难以凸显。具体表现在以下方面：首先，技术应用层面。人工智能与教育融合过程中，过分注重技术主义理性，忽视了应用技术的目的是为了促进人的发展，为了技术而使用技术，忽视教育本质及教育发展的环境。其次，人才培养层面。人工智能与教育融合过程中，教育忽视对人的内在品质的培养，导致培养出的人少了“人味”。教育涉及培养人的品质，塑造人的灵魂。单靠机器代码学习真善美、道德等人之所以为人的品质，难免有些牵强。最后，教师层面。随着人工智能与教育融合程度的加深，智能机器逐渐取代了教师，但没有人开展的教学活动，很可能会导致人文关怀的缺失。
（2）教学内容过分依赖大数据支撑教学内容过分依赖“大数据”技术体系支撑，存在理论和实践的双重短板。在理论层面，“大数据”技术体系的理论支撑是概率论，在宏观、中观上对教育规律、教育方法的认识和掌握确实有效，但是对个性化的教学帮助却不大。毕竟，依靠概率论得出的总体特征无法还原个体的具体特征，个性化教学难以有效开展，这也是大数据的局限性所在。在实践层面，教育“大数据”的数量有限，且质量有待进一步考查。因为教育问题涉及人口学变量、学习行为、学业成绩、学习者心理、学习者家庭及社会等多种因素，且这些因素之间还存在交互性作用，所以依靠“大数据”选择的教学内容有待进一步考查。（3）教学形式固化于应试教育的旧结构
。我国从学校设立之初，教育一直处于应试教育的牢笼中。素质教育应运而生后，极大地冲击了应试教育的旧结构。然而，值得我们关注的是，人工智能教育的发展在一定程度上未能冲破应试教育的束缚，反而在某种程度上与应试教育共谋。具体表现在：大数据的应用，短时间内大量机械培养、批量生产具有某种技术或某种知识的人，表面看起来变革了教学目标、教学方法、教学内容，实际上这种批量生产与传统应试教育毫无本质区别。新技术的应用不仅没有变革已有应试教育旧结构，反而重蹈覆辙。
教学过程本质是一种由教师的教和学生的学构成的交互活动，是活生生的、有情感的互动。现阶段人工智能教育所开展的机器教学，无法实现像面授教学那样最真实的师生互动，尤其是情感互动。目前，由于技术层面的限制，人工智能尚不能实现完全用自然语言交流，因此教学过程还是单方面向学生输出知识的过程。人工智能教育难以实现像教师那样，通过与学生交流，观察学生的课堂表现，判断学生的知识技能掌握程度，对学生学习活动进行及时回应，进而实现教学互动，并通过教学效果反馈，进一步展开新一轮的教学活动。另外，人工智能难以充分理解学生的情感、态度、价值观，导致教学过程中存在“交互”局限性。这也是人工智能与教育融合程度不深的一个重要体现，严重制约了教学过程的完成。
我国人工智能正由专用（弱）人工智能向通用（强）人工智能转变。通用（强）人工智能致力于实现机器内在的思维和情感，并具有自我意识。这一时期，人工智能与教育走向深度融合，并非是单一的技术渗透，而是信息技术与教育教学相互观照，且贯穿于培养人的全过程，包括知识、情感、价值观等多方面的融合，最终目标是实现人的全面发展。“人工智能+教育”开始向“教育+人工智能”转变，其目的是要进行以人为主体、以人工智能为依托的教育，重构人工智能教育生态体系，回归阿兰·柯林斯所称道的教育本真时代。基于此，本研究从教育本质出发，超越技术的限制，探究“教育+人工智能”的应然状态。
[12]。因此，我们在承认人工智能重要性的同时，亟需认识到人工智能不可能也没必要消灭人类、消灭教育。教育之所以称之为教育，是由教育的本质决定的。教育本质是一种培养人的活动，其最终目的是实现人的全面发展。因此，在人工智能与教育进入深度融合阶段，应超越物质层面即技术层面，走向精神层面即人文精神，回归教育本质。无论“教育+人工智能”怎样发展，人工智能在教育领域如何应用，教育的最终目的就是服务于人，而不是服务于机器；无论人工智能教育如何发展，都不能脱离培养全面发展的人这个根本目标。
在海德格尔看来，技术所到之处，无不构造着人与自然、人与人的某种新的关系。按照海德格尔的观点，一种新技术出现会对结构造成影响。同样，人工智能的出现对教育结构产生巨大影响，推动教育结构重塑：一方面，重塑教育外部结构。来自社会的教育资源多元、丰富、数字化，随时为学生提供个性化的学习资源。另一方面，变革教育内部结构。传统教育的开展以教师为中心，智能教育的开展以学习者为中心，从注重教师主导到注重师生互动，使学生由知识的消费者转向知识的创造者，使教师从复杂的教学工作中解脱出来。“教育+人工智能”力图重塑教育内外部结构，基于教育资源的共建共享，构建一个新的学习、教学环境，以培养创新性、创业型、智能型人才为导向，促使传统教育模式向智能教育模式转变，以满足经济社会发展对多元人才的需求。
长久以来，由于区域经济发展差异，教育不公平的现象仍然存在，并且严重制约我国教育现代化的进程和全面建成小康社会。教育不公平的首要体现就是教育资源不均衡。在我国具体体现在东西部地区教育资源不均衡、城乡地区教育资源不均衡。人工智能与教育的融合，有利于促进教育资源均衡。构建基于大数据的人工智能教学平台，这个平台整合发达地区的优质资源、优质师资，确保东西部地区、城乡之间实现优质教育资源、优秀教师的共建共享，覆盖包括学校、学生、教师、家长等所有教学行为主体，贯穿包括课前预习、课上学习、课后作业批改、教学评价在内的教学全过程。通过人工智能教育平台实现优质教育资源的共建共享，打破地域的藩篱、学校的围墙，只要有网络的地方、有终端设备的地方，随时随地都可以获取优质教育资源。4.教育机会增加近年来，随着信息量的增大、人工智能技术的推进，世界由二维空间发展到三维空间。三维空间的构成包括人类社会空间、信息空间和物理空间。信息空间的出现导致教育环境更加复杂、教育资源更加充足，教育以一种全新的形态呈现：教育无时不在、教育无处不在，预示着学习型社会的到来。以往人们获取信息的途径是书籍、交流、电视等，信息主要来源于人类社会。随着信息空间的成长壮大，信息可以直接来源于物理世界。尤其是互联网及物联网的产生，大数据的出现，让人们拥有更多的教育资源和更多获取资源的渠道和空间，因而教育机会大大增加。在“教育+人工智能”这个环境中，一方面，学生的学习机会增加。学习可以是个性化的，学习也可以是社会化的，完全不受时间、空间的限制。另一方面，教师的教学潜能得到最大发挥。教学由以前的一个教师对几个学生变成了一个教师对成千上万的学生，或者是一个教育机器人对成千上万的学生，解放了教师劳动力，将教师的潜能发挥到最大。
。人工智能与教育的融合程度加深，一方面，在人工智能技术的支持下，人工智能教育不断创新发展，为学校提供技术支撑，同时，学校为企业提供智力、智能人才支撑，双向互动，提升教学效果；另一方面，人工智能与教育的融合，逐渐打破教育和产业界的界限，促使教育不再局限于校园，而是面向整个社会系统，将学校、社会、企业、科研机构等连为一体。学校作为教育对社会开放的接口，联合企业、行业、科研机构构建开放的教育生态系统，实现学习社会的构建，满足人们随时随地接受教育的多元教育需求，促进教学进一步向“以学习者为中心”的个性化、精准化和智能化方向发展
四、人工智能与教育深度融合的路径人类已经由专用（弱）人工智能时代步入通用（强）人工智能时代。在通用（强）人工智能时代，亟需促进人工智能与教育深度融合，回归教育本质，多方搭建“教育+人工智能”合作平台，基于大数据，创新教学模式、评价模式，构建“教育+人工智能”生态系统（如图1略）。1.重塑教育理念，培养劳动者综合素质人工智能与教育融合，首先要重塑教育理念，这是实现“教育+人工智能”的前提。越是科技发达，越需要人性的支撑。教育的本质也是一种能力。生命和智能反映的是个体能力；教育反映的是联结个体的整体能力，这种能力最为强悍。若没有教育，也就没有生命的演替和智能的演进。“教育+人工智能”的目的是通过对技术的应用与发展，延伸人类的体力和脑力，推动社会发展，最终目标是实现人类更加有尊严、智慧的生活。因此，在通用（强）人工智能时代，要摆脱技术理性主义的缠绕，学会与技术共存。人与机器和谐共处，追求教育的人文精神和价值。人工智能给教育带来的最大改变，不在于提升了课堂的教学效果，而在于其对教育本质提出了新的挑战。让我们重新定义人性，重新判断知识的价值，重新思考教育的本质。回归教育本质，亟需培养人工智能时代的智能劳动者。智能劳动者具有综合素质，包括IQ、EQ、AIQ。这三种素质结构呈现出金字塔形式（如图3略）。在工业社会，是以大机器生产作为基础的，需要人具备IQ（智力商数），处理“人与物”的关系。到了信息社会，随着产业结构的调整，第三产业所占比重加大，人们从事的工作发生转变，岗位具有的技术含量发生变革。因此，劳动者仅仅具有知识是不够的，还需要与用户进行有效互动，学会与人相处，所以EQ（情绪商数）成为这一时期劳动者素质结构的重要组成部分。EQ处于金字塔的中部。到人工智能时代，不仅要具有IQ、EQ，还要学会处理人和机器的关系、教育与人工智能的关系，即具备AIQ（人工智能商数）。凯文泆凯利认为：“未来，90%的同事将是看不见的机器。”[15
将人工智能融合于教育的全过程，是基于大数据的。它横向融合于课前预习、课堂教学、课后辅导、教学评价的全过程；纵向融合于学前教育、义务教育、高中教育、高等教育及终身学习的全过程。企业、学校、政府及科研机构等多元构建“教育+人工智能”生态系统，包括优化生态环境、创新教学模式、提升教学水平、改革教学评价，确保“教育+人工智能”生态系统与经济社会系统的动态平衡（如图3略所示）。
人工智能的重大优势在于能够很好地协调多方参与教育互动，构建学校和市场的桥梁，确保人才供需平衡，最大限度实现教育资源的有效配置，以及教育需求的充分满足。“教育+人工智能”生态系统是基于大数据分析，由行业、企业、学校、政府、科研机构等多个机构构成的，致力于实现教育资源共建共享的一个动态、开放系统。对于大数据的分析和利用，是“教育+人工智能”生态系统运作的关键所在。学校为“教育+人工智能”的实现提供教育指导理论、教学资源及学生学习数据、教师教学数据等，同时，学校也是“人工智能+教育”开展的重要场所。企业为“教育+人工智能”人才培养提供技术支持及教育智能产品的支撑。企业致力于教育智能产品研发及教育技术的应用发展，促进学校、教育面向社会和市场。政府为“教育+人工智能”可持续发展制定标准，指导其发展方向。科研机构为“教育+人工智能”提供智力支持。总之，政府、学校、企业及科研机构的协同参与可以共同促进教育众智、众筹、众创，优化“人工智能+教育”的生态环境。（2）创新教学模式：推进浸润式情感教学人工智能技术的应用，将颠覆现有的产业及工作岗位，新的产业不断产生，新的工作岗位不断涌现。丰富的网络资源、日益成熟的人工智能教育技术，促使以教师为中心的工业化教育向以学习者为中心的智能化教育转型，教学模式不断创新。一方面，推进浸润式情感教学。通过人工智能技术中的情感计算，采集学习者各类数据，从而判断学习者的学习风格。教师根据学生的学习风格，展开情感浸润式教学，使学生主动参与到教学互动中。另一方面，将人工智能技术中的虚拟现实技术作为一种新的教学手段。教师通过运用虚拟现实技术搭建一种适合学生的学习环境，让学生在虚拟世界体会到真实世界中的情感，促使学生自主探索，真正实现快乐学习，提升课堂教学效果。
[18]。促进人工智能与教育深度融合，亟需提升教师智能化教学能力。首先，应启动教师信息技术应用能力提升工程，建设创新培训平台，大力提升教师新技术应用能力。支持部分学校引入人工智能教学实验室，推动教师主动适应信息技术变革。其次，推动人工智能技术与教师专业发展有机融合。通过技术引领，促进教师智能化教学水平提升。最后，实行线上与线下相结合的混合式研修教师培训模式。通过线下培训与线上学习相结合的形式，建立教师随时、随地进行学习的常态化发展和评价机制。（4）改革教学评价：引入基于大数据的智能测评模式教育数据可以是师生在教学活动中产生的数据，也可以是教育管理者在进行教学管理中用到的数据；可以是在线教学系统产生的数据，也可以是线下自主学习积累的数据。通过对数据的分析，构建基于大数据的智能测评模式，摆脱以往注重评价结果的评价模式。可以将评价贯穿于教育的全过程，确保评价的针对性、准确性、动态性。所谓智能测评，是指通过人工智能大数据分析技术对学生的学习过程和学习行为进行大规模自主评估，并进行个性化、及时性的精准反馈。例如，我国的一款英语学习人工智能测评软件“英语流利说APP”，它能够根据用户上传的口语数据，进行实时打分测评，还能够及时纠正用户的发音错误，进行精准评估、精准纠正，深受英语学习者的喜爱。3.优化“教育+人工智能”保障体系首先，制定国家政策是推动人工智能与教育深度融合的重要保障。世界各国不断推动科技创新和创新型人才培养，都离不开教育，尤其是智能教育。我国政府高度重视人工智能与教育的融合。2016年以来，颁布了一系列政策推动人工智能发展，促进人工智能在教育领域的应用，为我国人工智能教育的发展提供了良好的政策环境。其次，资金支持是人工智能与教育融合的前提条件。政府要加大对智能教育的资金投入力度，吸引更多的人、企业及科研机构投入到人工智能与教育融合的研究与实践中来。最后，引入市场机制。由于人工智能与教育深度融合需要技术支持，尤其需要智能型人才作支撑。因此，政府需要重视人才队伍建设，特别是要建设和引入人才市场机制，吸引企业、行业对人才的投资。另外，还需企业、行业通过与学校互动，实现校企共育智能型人才。总之，教育智能化的同时还需要智能教育化，这正是人工智能与教育融合的初衷。参考文献：
