艾 倫 張 鵬

將人工智能技術(shù)滲透到教育裝備的產(chǎn)品之中，使教育裝備智能化是當(dāng)前教育裝備開發(fā)與應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，也是今后教育裝備發(fā)展的必然方向。人類經(jīng)歷了數(shù)千年的農(nóng)牧業(yè)社會(huì)，走過了數(shù)百年的工業(yè)化社會(huì)，穿越了數(shù)十年的信息化社會(huì)，正快步進(jìn)入智能化社會(huì)。對于教育，在信息化社會(huì)人們提出了教育信息化的概念，教育信息化的本質(zhì)問題是教育裝備的信息化；而對于智能化社會(huì)，雖然還未正式提出教育智能化的概念，但是教育智能化的本質(zhì)就是教育裝備的智能化。教育裝備智能化發(fā)展的必然性是由教育裝備教育教學(xué)的必要性與社會(huì)需求的歷史性決定的。

一、教育裝備的必要性分析

教育裝備是人工打造的教育資源，是學(xué)校教育教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成中不可或缺的部分。2016年7月13日，教育部印發(fā)的《教育部關(guān)于新形勢下進(jìn)一步做好普通中小學(xué)裝備工作的意見(教基一〔2016〕3號(hào))》指出：“教育教學(xué)裝備是教書育人的必要條件?！泵鞔_了教育裝備在教育教學(xué)工作中的必要性。

必要性是指達(dá)到一定目標(biāo)所需要的條件、因素，通俗的解釋是：沒有它不行，有它不一定行。必要性條件尚不能獨(dú)自構(gòu)成產(chǎn)生事物原因的完備性條件，因?yàn)檫€缺少充分性條件；完備性是由必要性和充分性聯(lián)合構(gòu)成的。對于學(xué)校教育教學(xué)工作，教育裝備是必要的，沒有它是不行的，關(guān)于這一點(diǎn)有現(xiàn)實(shí)和歷史的事實(shí)證明。教室、黑板、課桌椅等，這些教育裝備是學(xué)校教育教學(xué)的最基本條件，無論在世界的哪個(gè)角落，只要看到這類設(shè)施設(shè)備都可以判斷出它是一個(gè)從事教育教學(xué)活動(dòng)的場所。中國擁有悠久的教育歷史，《禮記?學(xué)記》說：“古之教者家有塾?！薄吨芄佟方虈拥挠袔熓稀⒈Ｊ??！皫熓纤痰臑槿?、三行，保氏所教的為六藝、六儀，這是古代貴族所受的小學(xué)教育?！薄傲嚒奔炊Y、樂、射、御、書、數(shù)，說明在西周官學(xué)教授這六門技藝時(shí)，禮器、樂器、兵器、車馬、筆墨等就成了教育裝備，因?yàn)橹匾亩Y器、樂器、兵器、車馬都掌握在政府、士族官家手中，“六藝”也成為區(qū)別于平民教育的核心課程?！睹献印氛f：“夏曰校，殷曰序，周曰庠，學(xué)則三代共之，皆所以明人倫也?！毙?、序、庠都是民間小學(xué)，是私學(xué)。古代的平民教育是偏重于道德的，少有技藝傳授。但到了東周戰(zhàn)國時(shí)期，群雄爭霸、“禮崩樂壞”“于是教育之權(quán)，亦由官家移于私家，乃有先秦諸子聚徒講學(xué)之事。”[1]

但是，如果一個(gè)學(xué)校只有這些教育裝備，沒有教師、學(xué)生以及教育教學(xué)管理者，沒有課程，沒有好的管理制度等，學(xué)校的教育教學(xué)工作也不能正常進(jìn)行。所以對于教育裝備而言，學(xué)校的教育教學(xué)開展“有它不一定行”。這就像陽光是植物生長的必要條件，但是不充分，也就不完備，因?yàn)橹参锷L還需要土壤、水分、空氣、溫度等條件。只有在一個(gè)條件既滿足必要性，同時(shí)又滿足充分性，用數(shù)學(xué)語言說就是“當(dāng)且僅當(dāng)”這個(gè)條件成立時(shí)，它才是具有完備性的條件。教育裝備對學(xué)校教育教學(xué)顯然不具有完備性，它僅僅是一個(gè)必要條件，或者說是諸多條件之一。所以一些抵觸教育信息化的教師就曾說過：用好一塊黑板、一支粉筆也能開展教學(xué)。

二、教育裝備智能化的發(fā)展方向

需要強(qiáng)調(diào)的是，人工智能教育機(jī)器人是屬于教育裝備的，時(shí)代的改變并沒有使教育裝備發(fā)生本質(zhì)變化，工業(yè)化教育裝備是這樣，信息化教育裝備是這樣，智能化教育裝備必然還是這樣。

教學(xué)系統(tǒng)三分論將一個(gè)教育教學(xué)系統(tǒng)分為3個(gè)組成部分(如圖1所示)。在這個(gè)系統(tǒng)中，相對于主體—人和客體—知識(shí)來說，教育裝備作為工具既非主體也非客體。系統(tǒng)中的3個(gè)部分是相對穩(wěn)定的，到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)各部分之間具有相互滲透的情況，教育裝備永遠(yuǎn)不可能成為主體部分，即使是智能化的教育裝備也不能因此而改變其作為工具的地位。

圖1 教育教學(xué)系統(tǒng)三分論圖解

教育裝備的智能化是十分必要的，討論教育裝備智能化的發(fā)展方向也是一個(gè)非常重要的研究課題。筆者在本刊2018年第20期刊出的《教育裝備的階段性發(fā)展》一文中提出，當(dāng)前教育裝備的發(fā)展即將進(jìn)入一個(gè)被稱為教育裝備現(xiàn)代化3.0的時(shí)代，或者也可稱為后現(xiàn)代階段以及高級(jí)階段，其特點(diǎn)是教育裝備在學(xué)校教育教學(xué)中表現(xiàn)為性能上的“渺無痕跡”和功能上的“智能涌現(xiàn)”，并對此做了詳細(xì)論述。筆者認(rèn)為，教育裝備智能化發(fā)展的方向就是在其性能上和功能上的智能化呈現(xiàn)和成長。性能上的“渺無痕跡”在教育裝備智能化實(shí)現(xiàn)方面目前表現(xiàn)較為突出，語音識(shí)別技術(shù)在教育裝備上的應(yīng)用使得一些教學(xué)設(shè)備在課堂上能夠隨著教師的講授自動(dòng)推送相關(guān)教學(xué)資源。在教育裝備功能上的“智能涌現(xiàn)”方面尚不見有研究動(dòng)向，因?yàn)檫@是一個(gè)難度更大、技術(shù)要求更高的課題，也是智能化時(shí)代必須解決的問題。

三、智能化教育裝備與教師

教育領(lǐng)域存在一個(gè)奇特的現(xiàn)象，那就是各界非常關(guān)注研究用技術(shù)來取代教師的工作。在工業(yè)化社會(huì)最具典型性的事件是教學(xué)機(jī)器的發(fā)明。20世紀(jì)20年代美國教育心理學(xué)家S?L?普萊西就設(shè)計(jì)出了世界上第一臺(tái)自動(dòng)教學(xué)機(jī)器；20世紀(jì)50年代美國心理學(xué)家B?F?斯金納又制造了最具代表性的一臺(tái)教學(xué)機(jī)器。人們熱衷于教學(xué)機(jī)器的發(fā)明，各種各樣的教學(xué)機(jī)器層出不窮。到了信息化社會(huì)，人們的這一研究熱度有增無減，很多人希望通過一種技術(shù)并利用多媒體、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、各種教學(xué)資源和教學(xué)軟件平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的自動(dòng)化代替教師的工作。部分調(diào)研工作真實(shí)地反映了這種情況。黃立志撰寫的《我國人工智能教育現(xiàn)狀與愿景分析》一文(邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018年2期)中提出：“有47.93%的被調(diào)查者認(rèn)為教育機(jī)器人會(huì)取代教師的教學(xué)活動(dòng)”；王奕宸撰寫的《基于人工智能的教育應(yīng)用及其對中國教育公平的意義》一文(教育教學(xué)論壇，2019年第31期)中反映：“有52.99%的受訪者認(rèn)為人工智能教育應(yīng)用是傳統(tǒng)教育的有益補(bǔ)充，另有31.91%認(rèn)為它們比傳統(tǒng)教育更有優(yōu)勢或甚至將取代傳統(tǒng)教育。”筆者通過超星發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站(網(wǎng)址：http://www.zhizhen.com，截至2019年7月30日)進(jìn)行檢索，統(tǒng)計(jì)了部分此領(lǐng)域內(nèi)智能化問題的文章，發(fā)現(xiàn)教育智能化文章中涉及教師被人工智能機(jī)器取代的占比為28.52%，接近三分之一，占比最大；其他如工業(yè)智能化文章中涉及工人被人工智能機(jī)器取代的占比為2.54%，不足上述十分之一；農(nóng)業(yè)智能化文章中涉及農(nóng)民被人工智能機(jī)器取代的占比為12.78%，雖然占比較大，但也不及教育類的二分之一；醫(yī)療智能化文章中討論醫(yī)生被人工智能機(jī)器取代的占比為14.09%，接近教育類的二分之一；商業(yè)智能化文章中討論店員被人工智能機(jī)器取代的占比為0.24%，占比最?。卉娛轮悄芑恼轮杏懻搼?zhàn)士被人工智能機(jī)器取代的占比為4.37%。

智能化教育裝備能否取代教師的工作，同樣可以通過一個(gè)數(shù)據(jù)來說明。在英國BBC News網(wǎng)站上有一個(gè)關(guān)于測算人類未來工作(職業(yè))有可能被智能機(jī)器所取代之概率的網(wǎng)頁(如圖2所示，網(wǎng)址：http://www.bbc.com/news/technology-34066941)。該網(wǎng)頁的測算功能是根據(jù)牛津大學(xué)研究者M(jìn)ichael Osborne和Carl Frey提供的數(shù)據(jù)，由英國國家統(tǒng)計(jì)局和德勤英國公司(Deloitte UK)提供的算法實(shí)現(xiàn)的。

圖2 BBC News網(wǎng)站關(guān)于未來工作被智能機(jī)器取代概率的網(wǎng)頁

利用該網(wǎng)頁計(jì)算出智能化時(shí)代教師被智能機(jī)器(或智能化教育裝備)取代的平均概率為4.14%(詳細(xì)計(jì)算過程請見本刊2018年第8期刊出的《做智能化社會(huì)的合格公民—探討智能化時(shí)代人工智能教育的核心素養(yǎng)》一文)。對此可有3種解釋：第一，智能化時(shí)代智能機(jī)器取代教師是小概率事件，其可能性僅為4.14%；第二，智能化時(shí)代教師全部工作的4.14%將被智能機(jī)器取代；第三，智能化時(shí)代將有4.14%的教師被智能機(jī)器取代。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，3種解釋是統(tǒng)一的，是反映了一個(gè)事物發(fā)展的3種表現(xiàn)形式。

智能化時(shí)代教師不能被智能機(jī)器取代的原因是由教育的本質(zhì)決定的。教育的本質(zhì)在于教育的存在價(jià)值，而教育的存在價(jià)值由教育的兩大功能來體現(xiàn)：第一，教人做人；第二，教人做事。研究者絕不能期待機(jī)器教人類如何做人，這就是人工智能教育機(jī)器人永遠(yuǎn)不能取代人類教師的最根本原因。

四、教育裝備的作用對象與取代功能

教師不是工具，學(xué)生不是客體。對于教育教學(xué)系統(tǒng)。對于圖1中的教育教學(xué)系統(tǒng)，以前人們一直認(rèn)為學(xué)生是這個(gè)系統(tǒng)的客體，教師是主體。經(jīng)過長期討論，人們建立了“教師、學(xué)生雙主體”和“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的新概念。雖然教師被認(rèn)定為該系統(tǒng)的主體，但人們的潛意識(shí)中則普遍將教師定位為教育教學(xué)系統(tǒng)的工具，否則就不會(huì)不斷出現(xiàn)教師被智能機(jī)器取代的想法。同時(shí)，“教師主導(dǎo)”的說法也是值得商榷的，因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)或一個(gè)過程中起主導(dǎo)作用的可以是主體，也可以是客體，甚至還可以是非主體非客體的工具，例如，主導(dǎo)一次戰(zhàn)役成敗的，有可能就是軍事裝備；主導(dǎo)課堂教學(xué)模式變革的，有可能就是教育裝備。

1.智能化對裝備作用對象的影響

裝備是人工制造的工具。作為人類活動(dòng)的工具，裝備的作用對象由于所處系統(tǒng)類別的不同會(huì)發(fā)生根本性變化，表1開列了不同系統(tǒng)類別裝備的作用對象以及系統(tǒng)的主客體關(guān)系。

表1 裝備作用對象的變化

表1 (續(xù))

由表1可以大致判斷出智能化時(shí)代教育裝備發(fā)展的水平以及其功能范圍。另外，雖然筆者并不知道英國國家統(tǒng)計(jì)局和德勤英國公司在預(yù)測人工智能機(jī)器取代人類工作概率的算法，但是根據(jù)表1也可大致分析出這一概率隨裝備作用對象變化的趨勢。如圖3所示，隨著系統(tǒng)裝備作用對象的逐漸高級(jí)化，人工智能機(jī)器取代該系統(tǒng)中主體的概率迅速降低。

圖3 人類被AI取代隨裝備作用對象的變化趨勢

2.智能化對裝備取代功能的影響

同樣是作為人類活動(dòng)的工具，隨著時(shí)代的變遷裝備所取代人類器官功能的范圍也在不斷發(fā)生變化，表2反映了裝備取代人類器官功能隨時(shí)代變化的情況。

表2 裝備取代人類器官功能隨時(shí)代的變化

由表2并仿照圖3生成的方法，筆者也可以大致分析出這一概率隨裝備作用對象以及裝備取代人類器官功能變化的趨勢。如圖4所示，隨著系統(tǒng)裝備取代人類功能部位的逐漸高級(jí)化，人工智能機(jī)器取代該系統(tǒng)中主題的概率也是迅速降低的。

圖4 人類被AI取代隨取代功能的變化趨勢

3.智能化對教師工作內(nèi)容的影響

作為人的教師不能被智能機(jī)器取代，但是教師的工作則可以部分被取代。2019年8月22日，以“促進(jìn)信息化技術(shù)與教育教學(xué)融合應(yīng)用”為主題的北京市第六屆ITE平臺(tái)峰會(huì)在昌平舉行。這次會(huì)議上展示出不少智能化的教育裝備產(chǎn)品，其中最為突出的是“AI英語中高考復(fù)習(xí)系統(tǒng)”，分析這些產(chǎn)品的作用就可以得出它們輔助或替代教師所做工作的類型。教師的使命是教人做人和教人做事，但是具體到學(xué)校教育教學(xué)中的工作，從性質(zhì)上可以分為3類：(1)幫助學(xué)生獲得知識(shí)(傳授知識(shí))，(2)幫助學(xué)生提高能力，(3)幫助學(xué)生養(yǎng)成高尚的道德(立德樹人)，這就是“育人為本、德育為先、能力為重”的具體體現(xiàn)。其中，傳授學(xué)生知識(shí)有可能被智能機(jī)器取代的概率相對比較大一些，特別是智能提供知識(shí)、智能出題、智能判卷等方面的工作，在教學(xué)測量與評(píng)價(jià)方面將是人工智能發(fā)展的最大空間。提高學(xué)生能力的工作被智能機(jī)器替代的機(jī)會(huì)是有可能的，這方面的研究應(yīng)作為人工智能教育教學(xué)應(yīng)用的重點(diǎn)。英國哲學(xué)家約翰?洛克在1693年出版的其教育著作《教育漫話》中指出：“教育上難于做到而又具有價(jià)值的一部分目標(biāo)是德行?！痹诹⒌聵淙朔矫妫處熕l(fā)揮的作用、充當(dāng)?shù)慕巧遣豢商娲?。教師素有“人類靈魂工程師”的美譽(yù)，人類應(yīng)該確實(shí)擁有并捍衛(wèi)這一人類的榮耀。圖5顯示了這一趨勢。

圖5 教師工作被AI取代概率的變化趨勢

觀察圖5中曲線的特點(diǎn)和縱坐標(biāo)的標(biāo)度，根據(jù)BBC網(wǎng)頁的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該曲線應(yīng)該是一條概率密度曲線(與最大值為1的概率分布曲線不同)，其平均值或稱該曲線的數(shù)學(xué)期望為0.0414(即4.14%)，而其方程式如下：

在人類系統(tǒng)中，教育系統(tǒng)所執(zhí)行的功能是最為高級(jí)的，教育裝備所取代的功能也是人類最高級(jí)的部位，所以智能化教育裝備取代教師的概率就變得最小。人工智能推進(jìn)著教育裝備的發(fā)展，使得教育裝備在性能上表現(xiàn)出“渺無痕跡”和在功能上表現(xiàn)出“智能涌現(xiàn)”，但是智能化的教育裝備取代教育教學(xué)系統(tǒng)中的主體教師的可能性是非常小的，這是通過邏輯分析得出的結(jié)論。

五、結(jié)語

2016年3月，AlphaGo成為第一個(gè)戰(zhàn)勝圍棋冠軍的人工智能機(jī)器人，開啟了智能化時(shí)代。AlphaGo擊敗李世石憑借的是圍棋大數(shù)據(jù)和圍棋算法，其中來源也有李世石自己。與其說電腦擊敗了人腦，這是人類失敗的開始，不如說這恰恰是人類勝利的開端。在教育領(lǐng)域也是同理，教育裝備的工具屬性，決定了智能化教育裝備也跳不出這個(gè)藩籬，只有將智能化教育裝備為教師賦能，融“電腦”與“人腦”為一身，化“機(jī)智”與“人智”為一體，才能鞏固教師、學(xué)生的主體地位，使人為之主，而非為之奴，為人之所用，而非為人之所累；才能使裝備應(yīng)用達(dá)到“渺無痕跡”“智能涌現(xiàn)”出神入化的境界；才能使課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)突破與變革，將“育人為本、德育為先、能力為重”落到實(shí)處。所以智能化時(shí)代，樹立起教師是教育裝備應(yīng)用主體的概念、自信與機(jī)制，最終結(jié)果必然會(huì)是“失去的只是鎖鏈，而得到的將是整個(gè)世界?！?/p>