蔡志偉 宋嘉 呂娜

2017年3月，加拿大發(fā)布了《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》（Pan-Canadian Artificial Intelligence Strategy），這項(xiàng)戰(zhàn)略對(duì)世界人工智能的發(fā)展起到了向?qū)ё饔?。在移?dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算等新理論新技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的共同驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)前人工智能快速發(fā)展，推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升[1]。而人工智能的快速發(fā)展，對(duì)于教育領(lǐng)域也有著重要意義，促使教育根據(jù)人工智能的適應(yīng)性進(jìn)行內(nèi)部協(xié)調(diào)和變革。教育需要從執(zhí)行和決策層面構(gòu)建機(jī)器智能教育的實(shí)踐范式，進(jìn)行全新的實(shí)施和實(shí)踐，并從倫理和價(jià)值層面促進(jìn)人類與人工智能的和諧相處，使教育更具個(gè)性化與智能化。近幾年，有關(guān)人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究成為了熱點(diǎn)。圍繞人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用情況，把握最新的信息，能有效促進(jìn)中國(guó)教育事業(yè)的良好發(fā)展。因此，對(duì)《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》進(jìn)行解讀，并思考其在教育領(lǐng)域應(yīng)用所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，將對(duì)未來(lái)教育的變革產(chǎn)生重大影響。

一、《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》

明確了教育的核心地位

《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》反映了加拿大高等研究院（CIFAR）主導(dǎo)的建議。同時(shí)，聯(lián)邦政府的預(yù)算書報(bào)告中明確指出，2012—2017年共投資1.25億加元[2]。這是一項(xiàng)重要且目標(biāo)明確的投資，目的是吸引更多優(yōu)秀人才加入人工智能研究領(lǐng)域，促進(jìn)相關(guān)研究領(lǐng)域獲得更大的創(chuàng)新力，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，并構(gòu)建人工智能研究中心，匯集來(lái)自世界各地的人工智能頂尖人才來(lái)檢驗(yàn)人工智能的廣泛社會(huì)影響。

《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》的首要目標(biāo)是對(duì)多倫多、蒙特利爾和埃德蒙頓這三座城市的人工智能科研資源進(jìn)行整合，并建立三個(gè)新的人工智能研究和創(chuàng)新卓越中心，這三個(gè)中心的負(fù)責(zé)人均由人工智能領(lǐng)域的專家擔(dān)任[3]。其中，埃德蒙頓艾伯塔大學(xué)的機(jī)器情報(bào)研究所的科學(xué)顧問(wèn)一職由里奇·薩頓（Rich Sutton）擔(dān)任;蒙特利爾的學(xué)習(xí)算法研究所則由蒙特利爾大學(xué)教授約書亞·本吉奧（Yoshua Bengio）創(chuàng)立;多倫多人工智能矢量研究所的首席科學(xué)顧問(wèn)一職由多倫多大學(xué)的吉奧夫·辛頓（Geoff Hinton）擔(dān)任[4]。

在《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》的推動(dòng)下，加拿大的人工智能初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量激增，主要分布在蒙特利爾、多倫多、滑鐵盧、埃德蒙頓和溫哥華等地區(qū)，這些企業(yè)極大地促進(jìn)了人工智能技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。如今，加拿大政府已批準(zhǔn)成立了六百多家基于人工智能的初創(chuàng)公司，其中許多正在開(kāi)發(fā)具有社會(huì)、環(huán)境或經(jīng)濟(jì)影響潛力的產(chǎn)品和服務(wù)。到目前為止，《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》一直致力于推進(jìn)學(xué)術(shù)研究和學(xué)術(shù)創(chuàng)新。

二、《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》

增進(jìn)了學(xué)術(shù)交流合作

人工智能為社會(huì)帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇，但也引發(fā)了人們對(duì)就業(yè)、隱私、安全、民主和道德方面的擔(dān)憂。

加拿大魁北克省基金會(huì)與經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和創(chuàng)新部合作，向位于魁北克省的所有大學(xué)發(fā)出呼吁，要求建立一個(gè)關(guān)于人工智能和數(shù)字技術(shù)的社會(huì)影響的國(guó)際觀察站。該觀察站的任務(wù)是支持圍繞人工智能的社會(huì)影響，對(duì)人工智能科研工作的公眾參與和知識(shí)調(diào)動(dòng)等進(jìn)行深入研究。

2017年11月3日，在由蒙特利爾大學(xué)組織的關(guān)于人工智能的社會(huì)責(zé)任發(fā)展論壇上，與會(huì)專家學(xué)者們一致通過(guò)了《關(guān)于人工智能負(fù)責(zé)任發(fā)展的蒙特利爾宣言》（Declaration of Montreal）。2018年6月，在魁北克省沙勒沃伊舉行的七國(guó)集團(tuán)會(huì)議之前，加拿大總理賈斯廷·特魯多和法國(guó)總統(tǒng)埃馬紐埃爾·馬克龍發(fā)表了關(guān)于人工智能的聯(lián)合聲明，聲明中強(qiáng)調(diào)兩國(guó)將共同合作建立一個(gè)國(guó)際研究小組，該小組將召集跨國(guó)家和部門的專家，并定期召開(kāi)對(duì)人工智能的研討會(huì)議。

自《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》發(fā)布以后，蒙特利爾大學(xué)和麥吉爾大學(xué)相繼成立了用于人工智能科研的實(shí)驗(yàn)室;卑詩(shī)大學(xué)則設(shè)置了獎(jiǎng)學(xué)金和數(shù)據(jù)科學(xué)專項(xiàng)計(jì)劃，對(duì)人工智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果進(jìn)行表彰;其他高校也推出了關(guān)于人工智能培訓(xùn)的合作項(xiàng)目。目前，加拿大高等研究院正與英法兩國(guó)的研究人員開(kāi)展合作，并對(duì)人工智能技術(shù)帶來(lái)的社會(huì)影響進(jìn)行深入分析[5]。

三、《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》

推動(dòng)了人才教育事業(yè)的發(fā)展

人才素質(zhì)直接關(guān)系到技術(shù)的進(jìn)步，要想讓人工智能得到進(jìn)一步發(fā)展，就必須重視培養(yǎng)高素質(zhì)人才。無(wú)論是對(duì)現(xiàn)有人才進(jìn)行再培訓(xùn)，還是提前做好人才儲(chǔ)備以應(yīng)對(duì)未來(lái)的社會(huì)需求，都需要引起重視。《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》也同樣對(duì)人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展給予了關(guān)注，尤其是對(duì)人工智能在基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用提出了新的見(jiàn)解。因此，詳細(xì)解讀并闡釋《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》有關(guān)基礎(chǔ)教育的論述，可以為人才教育事業(yè)的變革發(fā)展提供一定的參考，這從國(guó)家發(fā)展層面來(lái)說(shuō)具有重要意義。

1.人工智能與教學(xué)

人工智能對(duì)基礎(chǔ)教育的影響，重點(diǎn)體現(xiàn)于教學(xué)方式的革新。當(dāng)前，已經(jīng)有很多中小學(xué)的課堂教學(xué)開(kāi)始應(yīng)用人工智能技術(shù)。例如，在語(yǔ)言教學(xué)類課堂上使用語(yǔ)音技術(shù)，進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別或?qū)⒄Z(yǔ)音轉(zhuǎn)化為文字;用聊天機(jī)器人擔(dān)任助教[6];在教室里安裝人工智能客戶端，可以直接聯(lián)網(wǎng)調(diào)取資料，實(shí)時(shí)指導(dǎo)學(xué)生分析并解決遇到的各種學(xué)習(xí)問(wèn)題;利用人工智能與廣泛的數(shù)據(jù)處理技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生可以直接在網(wǎng)上完成作業(yè)并及時(shí)獲得作業(yè)反饋等，不但使教師從大量作業(yè)批改任務(wù)中解放出來(lái)，同時(shí)還能保證作業(yè)批改的質(zhì)量;在教室內(nèi)采用智能拍攝設(shè)備全程記錄學(xué)生的課堂表現(xiàn)情況，使用圖像視頻識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，識(shí)別學(xué)生的情緒和行為，得到針對(duì)不同學(xué)生的反饋信息，幫助教師進(jìn)一步了解學(xué)生，以便因材施教，提高教學(xué)實(shí)效。

2.教育大數(shù)據(jù)的挖掘

隨著教育改革的推進(jìn)，人們?cè)絹?lái)越提倡個(gè)性化教育。個(gè)性化教育就是根據(jù)不同學(xué)生的基本情況，制定出最適合學(xué)生的教學(xué)方法，以提供有針對(duì)性的教育。在這種背景下，大規(guī)模的學(xué)生數(shù)據(jù)便成為了實(shí)行個(gè)性化教育的重要參考依據(jù)。經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)發(fā)、研究和應(yīng)用，人工智能在人機(jī)協(xié)同增強(qiáng)智能和群體集成智能方面已經(jīng)得到了大幅度的提升和發(fā)展。人工智能系統(tǒng)可以分析出不同學(xué)生的學(xué)習(xí)模式和特征，幫助教師了解學(xué)生的思維特征、個(gè)性特長(zhǎng)等，進(jìn)而為學(xué)生提供適合的教學(xué)方法。

3.暖實(shí)力概念的提出

暖實(shí)力，就是一些非技術(shù)性的，在各種工作場(chǎng)合都需要用到的，并且與工作成功關(guān)系密切的技能，通常也被稱為可轉(zhuǎn)移技能（transferable skills），如社交技能、組織管理技能等。對(duì)于個(gè)體的發(fā)展來(lái)說(shuō)，暖實(shí)力更具個(gè)性特征，因此很難被觀察和量化。也正因如此，具有足夠暖實(shí)力的人員很難被機(jī)器簡(jiǎn)單替代。比如，在中小學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)中，除了要對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)知識(shí)與技術(shù)的培訓(xùn)，還應(yīng)將機(jī)器智能的使用須知納入課程開(kāi)發(fā)計(jì)劃中，并注意培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力等。如此，才能保證學(xué)生所學(xué)知識(shí)與技能的實(shí)用性，才能適應(yīng)未來(lái)數(shù)字社會(huì)和智能社會(huì)發(fā)展的需求。

4.人機(jī)協(xié)作環(huán)境的構(gòu)建

人工智能在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域應(yīng)用的目的，不僅僅是讓學(xué)生在基礎(chǔ)教育階段學(xué)到大量的知識(shí)，更重要的是鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并提升相應(yīng)的技術(shù)操作能力。這就需要實(shí)現(xiàn)學(xué)生和智能機(jī)器、系統(tǒng)的合作，讓學(xué)生在完成思考的同時(shí)，能操作相應(yīng)的機(jī)器來(lái)完成實(shí)踐。因此，教育領(lǐng)域的研究者有必要進(jìn)一步研究人工智能對(duì)教育的長(zhǎng)期影響。特別是教育主管部門需要時(shí)時(shí)關(guān)注人工智能的發(fā)展，針對(duì)基礎(chǔ)教育的不同階段制定明確的培養(yǎng)計(jì)劃，以確定哪些教育實(shí)踐可以充分運(yùn)用人工智能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的技能培訓(xùn)，盡可能使所有學(xué)生都能適應(yīng)人機(jī)協(xié)調(diào)，從而營(yíng)造良好的現(xiàn)代化教育環(huán)境。

四、展望與建議

1.展望

如今，人工智能的發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略。人工智能不僅為各行各業(yè)帶來(lái)新的活力，也為各行各業(yè)的發(fā)展提供了新的方向。筆者認(rèn)為，未來(lái)人工智能在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的應(yīng)用將在以下五個(gè)方面顯現(xiàn)價(jià)值。

（1）實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育

教育者可以通過(guò)人工智能技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)路徑和各種選擇。比如，借助人工智能技術(shù)幫助中小學(xué)各個(gè)階段的學(xué)生分析和解決學(xué)習(xí)問(wèn)題，使教育更具有針對(duì)性。此外，運(yùn)用人工智能，每個(gè)學(xué)習(xí)者都可以獲得專屬于自己的虛擬導(dǎo)師，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（2）營(yíng)造暖實(shí)力教育環(huán)境

學(xué)生的硬技能可能會(huì)被智能機(jī)器所取代，因此培養(yǎng)學(xué)生的暖實(shí)力將成為教育的重點(diǎn)。學(xué)生可以獲得更多、更有效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與成果，獲得有助于問(wèn)題解決的非技術(shù)性、可轉(zhuǎn)移的技能。因此，教育體系需要進(jìn)一步革新，打造一個(gè)能鍛煉學(xué)生各種暖實(shí)力的教育環(huán)境。

（3）促進(jìn)交互式學(xué)習(xí)的發(fā)展

隨著個(gè)性化教育不斷受到重視，人工智能將為教育大數(shù)據(jù)的挖掘提供極大的便利。利用人工智能技術(shù)，可以大量收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，總結(jié)出有關(guān)個(gè)人學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)興趣的多維度報(bào)告，為今后交互式學(xué)習(xí)的發(fā)展提供支持。

（4）實(shí)現(xiàn)“全球教室”

人工智能將為教育的進(jìn)一步發(fā)展提供支持，為打造“全球教室”帶來(lái)更多的可能性。一方面，可以幫助教師從教室里解放出來(lái)，促進(jìn)教師之間的互相學(xué)習(xí)，使跨地域的教師可以在同一時(shí)間共同探討教學(xué)方法以及如何應(yīng)用新技術(shù)輔助教學(xué)，共同進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì);另一方面，使各個(gè)學(xué)段的學(xué)生都可以享受到國(guó)際頂尖的教育資源，促進(jìn)教育的無(wú)國(guó)界發(fā)展，也有助于“全球教室”教育目標(biāo)的及早實(shí)現(xiàn)。

（5）延伸人類感知和思想的發(fā)展

人工智能技術(shù)有助于人類感知和思想的進(jìn)一步發(fā)展。教育是一個(gè)非線性的生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)反饋可以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的革新和發(fā)展[7]，因此研究者應(yīng)該將更多的時(shí)間和精力用于研究“人”本身，助推教育延伸到更寬廣的領(lǐng)域中，也為人們終身學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)開(kāi)辟新途徑。

2.建議

未來(lái)，傳統(tǒng)學(xué)校將迎來(lái)人工智能教育全面普及的時(shí)代，教育將進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，并將更具個(gè)性化、靈活性和多元化。未來(lái)，教育工作者也將由專業(yè)教師與人工智能系統(tǒng)共同擔(dān)任。因此，有必要牢牢把握人工智能的發(fā)展趨勢(shì)，做好適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備。具體可以從以下三個(gè)方面著手，實(shí)現(xiàn)人工智能與教育的良好整合。

（1）將人工智能教育列為國(guó)家戰(zhàn)略項(xiàng)目

要制定國(guó)家層面的戰(zhàn)略，明確未來(lái)人工智能發(fā)展的中期和長(zhǎng)期計(jì)劃，并制定具體的實(shí)施辦法。眾所周知，人工智能技術(shù)的發(fā)展需要高端人才和經(jīng)濟(jì)投入，只有將“人工智能+教育”上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，才能更好地保證相應(yīng)技術(shù)的研發(fā)有條不紊地進(jìn)行，并為其他技術(shù)的發(fā)展提供良好的指導(dǎo)，確保得到即時(shí)反饋。

（2）重視人工智能教育領(lǐng)域的人才培養(yǎng)

要制定一個(gè)專門的人工智能人才發(fā)展戰(zhàn)略，完善人才的培養(yǎng)教育。其中包括對(duì)教育目的、課程資源、教育形式等內(nèi)容的構(gòu)思，并確保有足夠的時(shí)間和空間進(jìn)行實(shí)施。筆者認(rèn)為，首先需要進(jìn)行教師培訓(xùn)，讓教師了解并掌握人工智能的相關(guān)知識(shí)與技術(shù)，這樣教師才能在課堂上有效地利用人工智能技術(shù)輔助教學(xué)。比如，在地理課堂上，利用人工智能技術(shù)可以讓學(xué)生更好地觀察太陽(yáng)系，直觀地感受季節(jié)交替和行星旋轉(zhuǎn)，這種更直觀、更有趣的方式能夠幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握知識(shí)[8]。

（3）對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行合理規(guī)范

人工智能在為社會(huì)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也為社會(huì)帶來(lái)了新的風(fēng)險(xiǎn)和威脅。相關(guān)部門需要制定相應(yīng)的管理辦法，避免人工智能技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域被違反社會(huì)道德原則甚至違反法律法規(guī)的使用[9]。要將一些良好的道德標(biāo)準(zhǔn)和正確的價(jià)值觀融進(jìn)人工智能研究中，以更好地保證人工智能始終在安全范圍內(nèi)發(fā)揮作用。

五、結(jié)論

人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展還處于探索與研究階段。展望未來(lái)教育的發(fā)展趨勢(shì)，相信人工智能將是具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)手段，將為教育事業(yè)的發(fā)展提供莫大的支持，同時(shí)也會(huì)給人們的生活、工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)更多便利，繼而更好地推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。

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（責(zé)任編輯 ? 張慧籽）