智能教育:Why,What,How

导读:9月1日,2022世界人工智能大会(WAIC)教育论坛在上海世博中心举行,论坛由华东师范大学、上海人工智能实验室、上海市普陀区人民政府共同主办。会上,清华大学前校长、南开大学前校长、中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克分享了题为《智能教育:Why,What,How》的主旨报告。

龚克院长主要分析了三个问题:为什么要实施智能教育?什么是智能教育?怎样进行智能教育?

以下内容据龚克院长的大会分享整理

01Why—为什么要实施智能教育?考察这个时代的发展,我们认为人工智能教育之所以能够产生,是因为我们进入了智能化这一时代的新阶段。在这里我想引用习近平主席的两段话来说明中国政府对这件事情的看法。“从社会发展史看,人类经历了农业革命、工业革命,正在经历信息革命。……工业革命拓展了人类体力……。而信息革命则增强了人类脑力,带来生产力又一次质的飞跃。”“新一轮科技革命和产业变革将同人类社会发展形成历史性的交汇。”“人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术,具有溢出带动性很强的‘头雁’效应。”整个人类社会要进入到信息化,那么我们的教育也要进入到信息化,信息化发展到了智能化的阶段,我们的教育也要相应地发展到智能化的阶段。这不仅是我们中国认识,而且是世界的共识。Klaus Schwab是世界经济论坛的创始人,他写了一本名为《第四次工业革命》的书,书中特别谈到,人工智能或者说以人工智能为代表的新兴数字技术是第四次工业革命的引擎。

在人工智能推动社会进入智能化的时候,我们面对的世界现实是什么?29%的世界人口缺少安全的饮用水,40%的世界人口没有卫生设施,49%的世界人口没有网络连接,每年超过600万的幼童在5岁前夭亡,超过1亿的人口将因气候变化在2030年前返贫,8.4亿人口不能接入电网。这就是我们的现实世界,这里还没有列举各种各样的武装冲突、种族歧视。我们面临的一个更大挑战是气候变化。上图是去年第26届联合国气候变化大会召开之前政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的第六次气候变化评估报告。从1850年工业革命到2020年,图中的棕色曲线模拟了地球表面气候变化,黑色曲线是实际观察到的变化,可以看出模拟的变化和实际观察到的变化有非常好的吻合度。既然这是一个比较可靠的模拟,我们在这些模拟中去掉人为因素,比如工业因素,但保留自然界因素,比如地震、火山爆发,之后我们可以看到,气候的变动值在零度左右,也就说我们现在看到的上世纪末到本世纪初的明显地球表面的温升是由于人类活动引起的。这一个判断不断地被事实所证明。今年6月份巴基斯坦的大水淹没了巴基斯坦三分之一以上的国土,数千万人受灾,这就是一个气候变化的最新例证。面对这样的世界现实,我们人类要追求可持续发展道路。2015年,196个联合国成员国的首脑聚集在纽约联合国总部,共同通过了《2030年可持续发展议程》,制定了17个要在2030年实现的可持续发展目标。从现实的世界到我们希望的世界要实现一个转变,这个转变叫做可持续转型。这个可持续转型在时间上和我们人类社会进入到智能化阶段是重合的。为什么要实施智能教育?

一方面,人工智能生产力驱动人类社会包括教育进入智能化的新的历史阶段,这是生产力新飞跃驱动的社会转型。另一方面,人类和地球的生存,迫切要求变革我们的世界,实现包括教育在内的可持续发展转型。两个转型紧密交织,可持续发展为智能化指引方向,智能化为可持续发展赋能。因而,教育的转型,也应该是双重转型。由于教育对于社会发展具有基础性、全局性和先导性作用。为此,教育要率先进行智能化和可持续发展双重转型。而且,教育的双重转型应该成为经济社会双重转型的基础和先导,引领、支撑和保障经济社会的双重转型。02What—什么是智能教育?什么是智能教育?第一,提升全民智能化素养。智能教育的目的是为智能化时代培养合格公民、转型骨干和创新领袖。他们具备智能化道德伦理、科学基础、学习能力、创新才干。也就是说,智能化的教育不是面对某一些人、某一个专业的人、某一个年级的人或某一个学段人,而是面向全体学生。第二,充实通识与专门智能化内容。不仅是加一或几门智能技术课程,更要教好、学好智能化通识知识,而且要构建融入数字化思维、方法和技能的教学体系。也就是说,这是整个教学体系的智能化,而不是一或几门课程的添加。第三,要普遍有效运用智能化工具。要普遍有效地运用数字化工具特别是智能化工具进行教与学,进行管理、评价和服务,让师生沉浸在数字化环境和生态之中,在做中教、做中学。包括现实与虚拟相结合的数字化校园、教室和设施,通专结合的数字化特别是智能化教学方案,标准化与个性化结合的数字化培养流程,理论与实践结合、传授与创造结合、教师学生结合的数字化学习模式,等等。数字化教育,它不仅仅是一门课,也不仅仅是用一个工具,而是要推动教育范式的全面而深刻的转变。我特别呼吁,抓住这次机会推进我们的教育改革。03How—怎样进行智能教育?关于怎样进行智能教育,大家有自己的看法与探索,我主要想谈以下四点:

第一,打牢基础。数字技术正在快速发展之中,更新换代频度之高前所未有,打牢知识基础就更显重要。为此,智能教育要从娃娃抓起,夯实体系基础。我们的数字技术、人工智能技术并不是一个完全成熟的技术,而是发展中的技术,而且是快速发展技术,更新的频度之高前所未有。面对不断发展更新的技术,这时候更重要的就是打牢知识基础。一个是要打牢知识体系的基础,另一个是要从娃娃抓起,和当年计算机要从娃娃抓起的道理一样,智能化也要从娃娃抓起。所以我们在进行整个体系的设计时,要明确哪一部分是基础,明确怎么打牢这一部分。第二,突破框框。数字化正在打破先前工业化形成的行业分工,因而教育也需突破基于先前工业化行业分工的专业框框,才能有效实施智能教育。人工智能是个通用技术,它打破了我们长期工业化的分工,而且也打破了我们基于工业化分工形成的教育里所谓的学科专业。智能化对于传统工业化形成的分工是一次非常强烈的冲击。这一点我们必须认识到。我们的教育应该有打破原有框框的新尝试,实现对社会发展的先导。我们并不是说培养出来的人要什么都会、什么都能做,而是说他要特别善于进行跨学科的合作,要在教育之初便埋下跨学科和合作的基因,掌握跨学科和合作的本领。第三,理实结合。人工智能具有极强的实践性,智能教育必须体现这一特性实践性,探索“做中学,学中做”,调研表明就业市场尤其看重实践经验。人工智能是一个具有极强实践性性质的技术,教育要体现这一性质,探索“做中学,学中做”。我们不能仅仅只给学生提供课程,而且要提供实践的平台,可以尝试先做后学,或者说是先习后学,先有感性认识,再给学生做理论总结。这些可能是我们在教育改革中必须探讨的重要方法。我们曾对大学生的就业市场做过调研。我们发现,2018年以来,人工智能的就业市场上要求人工智能人才的招聘单位有53个热词,其中第一热词就是实践经验。这说明人工智能人才没有实践经验,只学习理论是不够的。第四,开源开放。AI发展的开放性,要求智能教育开源开放,推动教育资源的公平获取与普惠,促进学生主动学习,教学相长。没有开源开放,就没有新一代人工智能,没有开源开放,也不可能真正培养出来人工智能这一开源开放生态中成长技术的创新人才。以上是四个非常重要方面,但是还有一个不得不提,要以德为先。人工智能具有技术属性和社会属性紧密融合的特点,人工智能不是一个单纯的技术,所以在发展人工智能的时候,必须重视人工智能伦理。人工智能伦理现在已经成为了人工智能发展非常热门的话题,很多国家对其进行了立法。教育的对象是人,数字化与可持续发展双重转型对人的综合素质提出了新的、更高的要求,数字化的品德、伦理培养必须放在教育数字化转型的优先地位,以德帅才,以高素质的人才保证数字化健康发展,造福人类与地球。联合国教科文组织非常重视人工智能教育。2019年5月,中国政府与联合国教科文组织合作在北京举办国际人工智能与教育大会,来自全球100多个国家、10余个国际组织的约500位代表参与,审议并通过了成果文件《北京共识》。

《北京共识》中提及:
“我们重申了《2030年可持续发展议程》中的承诺,…通过人工智能与教育的系统融合,全面创新教育、教学和学习方式,并利用人工智能加快建设开放灵活的教育体系,确保全民享有公平、适合每个人且优质的终身学习机会,从而推动可持续发展目标和人类命运共同体的实现。”“人工智能的开发应当为人所控、以人为本;人工智能的部署应当服务于人并以增强人的能力为目的;人工智能的设计应合乎伦理、避免歧视,公平、透明和可审核,应在整个价值链全过程中监视并评估人工智能对人和社会影响。”《北京共识》中提出来了十个建议:

  • 规划教育人工智能政策
  • 人工智能促进教育的管理和供给
  • 人工智能赋能教学和教师
  • 人工智能促进学习和学习评价
  • 培养人工智能时代生活和工作所需的价值观和技能
  • 人工智能服务于提供全民终身学习机会
  • 促进教育人工智能应用的公平与包容
  • 性别公平的人工智能和应用人工智能促进性别平等
  • 确保教育数据和算法使用合乎伦理、透明且可审核
  • 监测、评估和研究

《北京共识》中还提出:
“支持就人工智能对学习实践、学习成果以及对新学习形式的出现和验证产生的影响开展研究、创新和分析。采取跨学科办法研究教育领域的人工智能应用。鼓励跨国比较研究及合作。”

不只是《北京共识》,联合国教科文组织还发布了很多报告。特别重要的是去年11月份在联合国教科文组织第41次全体大会上,193个成员国共同通过了《人工智能伦理问题建议书》。

《人工智能伦理问题建议书》中提出了四个重要的发展人工智能的价值观:
第一,尊重、保护和促进人权和基本自由以及人的尊严;第二,尊重环境和生态系统蓬勃发展;第三,确保多样性和包容性;第四,生活在和平、公正与互联的社会中。基于这四个价值观提出了十项原则:相称性和不损害、安全和安保、公平和非歧视、可持续性、隐私和数据保护、人类监督和决定、透明度和可解释性、责任和问责、认识和素养、多利益攸关方和适应性治理和协作。

联合国教科文组织还发布了《K-12 AI课程:官方认可的AI课程设计指南》研究报告,给出了中小学人工智能课程体系的建议,将K-12人工智能课程体系分成了三类:1)人工智能基础;2)伦理和社会影响;3)学习,使用和研发人工智能。每一个分类里也写明了所包含的主题领域。我提及这些,是希望大家关注联合国系统,特别是教科文组织在人工智能教育方面发布的各种文件和进行的各种行动,也以此为平台来推动人工智能国际合作。结语总体而言,我想讲四点:

第一,人工智能生产力推动的社会经济智能化转型是必然的历史过程,这一转型与可持续发展转型紧密交织,推动人类社会进入双重转型新阶段。智能教育要适应引领保障智能化和可持续发展双重转型,因此,教育要率先实现双重转型,并为社会经济转型打基础、做先导。第二,智能教育不仅是使用智能工具、传授智能知识,更要构建数字化教育体系,实现教育范式的全面深刻变革,为可持续发展的数字化经济社会培养具备数字化智能化良好素质的时代新人。第三,智能教育要适应数字生产力驱动社会经济转型的内在规律和教育自身的规律和使命,坚持以德为先,打牢基础、突破框框、理实结合、开源开放、教学相长。第四,智能化健康的根本在人才,人的素质决定AI的素质,是“人工”使得“AI”真正有用、强大、高效,是“人工”确保“AI”有爱、至善,让AI with human values for sustainable development。

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