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【科技資訊】技術與教育:教育需要向智能型轉型升級

(圖片來源:視覺中國)

我們要有一種時代緊迫感,全面深化教育改革,推動工業化教育智能型教育轉變。


學習環境:從教育工廠學習村落  

縱觀教育的發展史,學習環境的變化幾乎是微不足道的,教室就像工廠車間,教育過程則像工業流水線生產。如果把過去的學習環境比作教育工廠,那么人工智能時代的學習環境就是學習村落在這里,每個學習者都掌握學習的主動權,人工智能可以幫助他們找到志同道合的伙伴和相互匹配的導師,推送適配的學習資源,提供精準的學習支持。

第一,全面感知的學習場所。過去,校園只是一個開展教學的物理場所;未來,校園將變成萬物互聯的智能空間。利用物聯網技術對溫度、光線、聲音、氣味等參數進行監測,自動調節窗戶、燈具、空調、新風系統等設備,主動響應校園安全預警,保障學校各系統綠色高效運行。借助情境感知技術在自然狀態下捕獲學習者信息,精準識別學生的成長狀態,提供學習診斷報告、身高體重走勢圖、健康分析報告等,為學生身心健康發展提供有力支持。利用大數據技術對學習過程進行跟蹤,了解學生的認知水平和特征,提供量身定制的學習路徑。

第二,靈活創新的學校布局。隨著人工智能時代的到來,教育理念和教學組織形式都在發生深刻變化,學習空間的呈現形式也將隨之改變。我們要把千篇一律的教室變成靈活創新的學習空間,打破工廠車間式的教室設計,配備可移動、易于變換的桌椅設施,支持教師開展多樣化的教學活動。擴展學校的公共空間,按照多功能、可重組的設計思維,加強學習區、活動區、休息區等空間資源的相互轉化,給學生提供更多的活動交往空間,促進學生的社會性發展。優化校園空間,給學生提供動手實踐的場地,建立創客空間、創新實驗室等新型學習環境,培育有共同興趣愛好的實踐社群。北京十一學校龍樾實驗中學、巴西的NAVE學校、加拿大皇后大學的主動學習空間等都在這方面做了有益探索。

第三,深度交互的網絡學習空間。近五年來,全國師生網絡學習空間開通數量從60萬個激增到6300萬個,有力促進了教育教學改革。但不容忽視的是,網絡學習空間的活躍程度并不樂觀,交互行為停留于較淺的層面。未來,網絡學習空間將從課堂教學的延伸走向教育形態的重塑。開發智能學習助手,根據學生的學習需求、學習路徑和檢索痕跡,按需推送學習資源和學習支持,過濾無關信息,減輕認知負荷,使學生可以隨時隨地進行高質量學習。強化成員間的關系網絡,加強對互動數據的收集、分析和處理,包括訂閱、觀看、轉發、提問、評論等,精準識別師生、生生互動關系,提供更加匹配的組合方案,形成穩定的趣緣合作共同體,促進深度交互的發生。提供遠程協作、同步課堂等方面的工具,鼓勵跨學校、跨區域、跨國別的協同學習,擴大優質教育資源覆蓋面。

學習方式:從學以致用用以致學  

今天,以知識為中心的學習方式已經無法滿足時代發展需要,僅靠死記硬背就可以掌握的知識或技能逐漸失去價值,人工智能在這些方面可以比人做得更好。這就要求我們必須轉變教育觀念,加快推動學習方式變革,從學以致用走向用以致學更加重視每個學生的獨特體驗,鼓勵他們在解決問題中學會解決問題,在做事中學會做事,成為能夠適應未來復雜挑戰的人才。

第一,超越淺層理解的深度學習。在人工智能的語境下,深度學習指的是一種新的算法,它通過模擬人類神經網絡,構建具有多隱含層的機器學習模型和海量的訓練數據,讓機器自動學習有用的特征,從而提升分類或預測的準確性。巧合的是,深度學習既是決定人工智能興衰的關鍵所在,也是決定未來教育成敗的關鍵所在。人類想要從人工智能時代的職場中勝出,就必須從強調記憶和練習的傳統學習中脫離出來。學習絕不能停留于知識的表面理解和重復記憶,學生要在已有知識的基礎上,將所學新知與原有知識建立聯系,獲取對知識的深層次理解,建立一套自己的思維框架,并有效遷移到其他的問題情境。

第二,彌合學科界限的跨學科學習。現行的分科教學有利于系統知識的習得,但不利于完整知識體系的形成和綜合思維能力的培養。近年來興起的STEM教育、創客教育等都把跨學科作為重點,強調通過不同學科的交叉融合,培養學生的創新精神和實踐能力。跨學科學習倡導根據生活中的問題設置主題,將不同學科圍繞同一個主題聯系起來,構建相互銜接貫通的課程體系。值得說明的是,跨學科學習需要堅實的學科基礎,沒有學科就沒有跨學科,兩者是相輔相成、互為依存的,一定要處理好分科教學和跨學科學習的關系。

第三,突破校園圍墻的無邊界學習。陶行知先生指出,教育不能脫離社會、脫離生活。如果學校生活與社會生活聯系不緊密,學生的學習不是從自己的直接經驗里長出來的,那就是一種呆板的、低效的教育。學校應該是一個開放的組織系統,要建立與真實世界的聯系,充分利用外部社會資源開展教學。美國的密涅瓦大學就是一所沒有校園的大學,四年本科學習分布在全球七大城市,包括舊金山、香港、倫敦等,通過與當地高校、研究所、高新技術企業建立合作,學生可以使用一流的圖書館、實驗室等進行學習,實現了高等教育的結構性創新。智能教育要把知識學習和現實生活連接起來,學習可以在教室,也可以在社區、科技館和企業,甚至可以去不同城市游學,任何可以實現高質量學習的地方都是學校。利用混合現實技術,將虛擬場景融入真實世界,讓學生有機會觀察微觀世界、感知抽象概念,使學習變成一種豐富情境下的親身體驗。

教育管理:從科層機構到彈性組織   

當前的教育管理大多采用科層制,各職能部門分工明確,職權關系等級分明,按照標準化流程開展工作。從專業分工的角度看,這種模式有利于提高工作效率,為現代學校運行提供了有力的組織保障,但在人工智能時代卻暴露出致命缺陷:在嚴格的條條框框下,學校被程序化、行政化,很容易就會陷入具體細節之中,對新變化缺乏適應能力。原本充滿智慧的教育,變成了按部就班的機械操作,學校和教師逐漸失去自主性和創造性,異化為教育的機器。我們要改變這種局面,更加關注人的完整實現,從科層機構走向彈性組織。

第一,破除效率至上的評價導向。教育作為培養人、發展人、成就人的事業,所有的外在指標都應服務于這一根本目的。現在普遍存在的分數、升學率等量化指標,設計初衷都是為了保障教育質量,這在過去確實發揮了重要作用。但在人工智能時代,這種圍繞效率而構建的教育體系面臨危機。由于過于強調效率,學生的創新意識、完備人格以及興趣志向受到了不應有的忽視。智能教育不能用單一片面的標準評價學生,把品德、行為習慣、身體健康、社會實踐等方面的表現納入評價指標,更加科學地評價學生成長。綜合考慮學生的起點水平,引導學校不搶生源、不過分拔高、不惡性競爭,把增值性作為評價學校的基本原則,重點關注學校提供高質量課程的水平和滿足學生個性化學習的程度。利用人工智能技術模擬學校布局、教育投入、人口變化、就業形勢等動態信息,開展前瞻性研究,提出針對性方案,著力解決教育發展的不平衡、不充分問題。

第二,充分激發學校的辦學活力。當前,學校作為辦學主體,面臨著有責無權、權責不對等、人權財權不匹配等突出問題。智能教育必須解決傳統管理與學校創新之間存在的不協調問題,加快落實學校的辦學自主權,推動教育、財政、人事等管理部門向學校下放權力,讓學校享有教師評聘、經費使用、課程安排(包括大小課、長短課、階段性課程等)、修業年限(包括彈性學期、混齡編班等)、育人方式(包括社會實踐、參觀考察、研學旅行等)等方面的自主權。完善學校的內部治理結構,建立普通師生、家長、社區等參與學校管理的機制,形成依法辦學、自我約束、多元參與、社會監督的網狀治理結構。增加學術團體的權利,強化教師領袖的專業影響力和學術領導力,構建行政管理和學術引領相融合的學校治理體系。

第三,構建全社會參與的教育生態。作為一項復雜的系統工程,智能教育不能走頭疼醫頭,腳疼醫腳的老路,要從構建良好生態的高度進行教育改革。鼓勵社會力量提供多樣化的教育服務,適當放寬辦學資格門檻,為教育公益組織的成長創造更大空間。建立行業專家駐校制度,包括科學家駐校、工程師駐校、文學家駐校、藝術家駐校等,鼓勵行業專家為學生開設專題講座、指導研究性學習、開展技能培訓等,任何有專長的人都可以成為教師。支持學校購買教育服務,加大財政支持力度,拓展教育公共服務的有效供給,幫助學校構建起一套覆蓋廣、選擇多的課程體系,最大限度滿足學生多樣化的學習需求。

(資訊來源:新華網)

作者:曹培杰,來自中國教育科學研究院;黃蔚,來自中國教育報


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