黄荣怀 人工智能变革教育已成全球共识

智能技术作为新一轮科技革命的代表,成为世界各国核心竞争力的重要组成部分。日前在京举行的国际人工智能与教育大会上,北京师范大学教授黄荣怀认为,利用人工智能破解教育变革难题,已经成为全球教育界关注的热点和共识,对于《教育2030议程》的达成将起到举足轻重的作用。

黄荣怀:未来课堂如何求“变”?

从班级教学到未来课堂在过去几十年中,我国课堂教育经历了班级教学、以教师为中心、以学生为中心和技术与教学融合四次变革。那么,现阶段课堂教学该如何进行,未来课堂将如何发展?我们或许可以从对课堂教学的现实需求入手,来解答这一问题。首先是智慧学习环境需求。这一环境应在各方面对未来课堂形成支撑,在条件上能够容纳各种新技术,如互联网、大数据、人工智能、AR/VR/MR等;在场景上,强调任意时间、任意地点、任意方式和任意步调的学习,这种泛在学习的方式不仅局限于学校的学习,还涉及社会学习和终身学习,其特征是面向不同的学习者,目标是让所有人轻松、投入、有效地学习。其次是学习体验提升需求。

面向智慧教育的技术伦理取向与风险规约

当前,智能技术与教育的全过程融合正推动教育方式发生深刻转变,同时衍生出算法歧视、技术滥用、隐私泄露和教育主体错位等技术伦理风险,如何规避风险以最大化享受智能技术红利成为智慧教育发展的重要议题。为此,文章首先分析技术伦理相关报告文件,刻画智慧教育在智能技术、教育主体、教育数据和教育监管四个向度的技术伦理取向;然后,文章剖析“教-学-管-评-练-研”六大智慧教育典型场景下的差异化技术伦理风险表征,将其产生根源归为技术工具失信、教育实践失范和师生素养不足三个层面;最后,文章从技术升级、风险管理、问责监管、数据流动和素养提升角度给出风险防范与治理建议,助力智慧教育健康可持续发展。

面向数字社会的学生社群互动行为分析

命运与共是当今世界的显著标志,人际交往对于社会生产与发展具有重要现实意义。信息技术的发展扩大了学生的成长空间,数字交往成为当代学生主要的人际互动形式,网络社群则成为学生成长的主要空间。然而,这也导致学生直面数字社交带来的交往异化和主体性丢失问题。因此,研究从交往理性的视角构建了数字社会CSS架构,涵盖数字文化(Digital Culture)、主体空间(Individual Space)和社会秩序(Social Order)三个层面,该架构为数字社会成员在新时代的生存发展和社会交往提供了可信机理。基于此架构详细分析了个体面向数字社会所应具备的胜任能力,具体包含数字文化中的工具意识、数字素养和主体效能;主体空间中的自我意识、身份认同和行为约束以及社会秩序中的群体意识、情绪驾驭和社会参与。

迈向数字时代教学变革的基本理论:数字教学法

随着人工智能等新兴技术的发展,数字技术在教育中的应用日益加深。技术的应用是否能有效提升学习效果和教学质量,仍是全球热议的话题,尤其是在数字化学习的有效方法、适用对象和有效场景方面,证据尚不足。因此,迫切需要研究教育数字化转型下的数字化学习和教学规律。数字化学习变革的关键在于技术如何促进学习,其机制可归纳为技术应用、技能扩展和人机协同三个层面。教学数字化转型的关键是技术服务于有效教学,为实现这一目标,需要遵循数字时代教与学的基本规律:(1)教学的本质是教与学的双边活动;(2)技术的角色是有效赋能教与学;(3)数字化教学的根源在于数字教学法。基于对数字时代教与学基本规律的探讨,研究进一步明确了全域教学变革的基本路径是发展数字教学法,具体包含四个维度:(1)技术赋能的深度学习;(2)绿色鲁棒的数字学习环境;(3)循证导向的教学实践;(4)人机互信的协同教育。

提升数字素养:从容应对人工智能发展新浪潮

作为教育数字化转型的题中应有之义,师生数字素养与技能培育的时代价值日益凸显,主要体现在发展学生智能时代的数字胜任力、促进师生适应新型人机协同的教学环境、有效开展以学习者为中心的教学实践等方面。然而当前我国师生在数字素养与技能提升方面还面临诸多现实问题,一是数字化变革教育的理念在学校传播不充分,二是师生数字素养与技能养成机制不健全,三是教育数字化转型的校内外支撑服务体系不完善。对此,中小学校需要在数字化领导力提升、教师培训改进、课程设置优化、评价机制建立、家校社企协同机制完善等多维度进行全面规划和有效推进,以保证师生数字素养与技能持续进阶。

人工智能大模型融入教育:观念转变、形态重塑与关键举措

人工智能大模型的迭代进化正引发教育系统性变革的自我觉醒,教育系统正处于从被动接受外部变化转向主动适应并推动内部变革的关键阶段。在认知层面,人工智能大模型的持续融入正加速教育教学观念的转变,包括众创共享的新知识观、智联建构的新学习观、融通开放的新课程观和人机协同的新教学观。在实践层面,人工智能大模型的深度应用催生人机协同教育新形态,形成多元跨域的人机“协同教学”、双向赋能的人机“协同学习”以及安全可信的人机“协同决策”。应对人工智能大模型的浪潮,需持续提升智能时代师生的胜任力、优化智能产品的学校准入机制、有序开展人机协同的教育实践、建构生成式人工智能教育应用标准、保障大模型技术安全与伦理规范,以构建智慧教育新生态。

教育机器人的典型应用场景及技术治理

基于生成算法和大语言模型的生成式人工智能技术快速发展,触发了人们对智能技术融入教育的新关切。教育机器人是专门为教育场景研发的智能机器人,在助力教与学方面呈现出巨大的潜能,但也带来了新的伦理与安全风险,因此应加强对教育机器人的研究、规范与治理。在分析国际人工智能与教育新发展的基础上,梳理了STEM教育中的机器人、面向机器人的编程、社交机器人支持下的语言学习等七个教育机器人的典型应用场景,并以ChatGPT为例,通过社交媒体话语分析,提出了聊天机器人在学校教育中的价值和使用建议。应构建包含鲁棒性、合法性、合规性、合乎伦理性四个基本准则的教育领域可信人工智能框架,开展教育领域智能技术治理,为教育高质量和可持续发展提供保障。

数字化转型视域中的智慧学习环境理论演进

全球加快了数字化转型,呼唤智慧学习环境实现理论突破。从全球看,20世纪60年代初期以来,学习环境逐渐受到人们关注;20世纪90年代以来,以智慧校园、智慧教室为代表的智慧学习环境研究逐渐增多。在人类文明进程中,学习环境先后经历了五种类型,即场景、学习环境、数字学习环境、智慧学习环境和泛在智慧学习环境。人类历史上就非常重视学习环境和氛围,尤其是数字化转型拓展了智慧学习环境内涵,智慧学习环境的内涵需要被重新定义。智慧学习环境分析框架包含六部分,即政策与标准、理论分析框架、九大场域、三大类型、关键技术和元宇宙。智慧学习环境十大理论基础是设计思维、情感化设计、人机交互、活动、沉浸、具身认知、分布式认知、情境认知、认知负荷和建筑色彩视觉造型。智慧学习环境逐渐形成了较为完整的理论体系,正在从理论基础迈向理论创新。在数字转型背景下,面向建设教育强国、实现教育现代化的时代使命,迫切需要加快泛在智慧学习环境建设。

教育数字化:经合组织的政策愿景与战略规划

新兴数字技术为教育高质量发展开辟了新路径,探究技术如何赋能教育已成为战略核心议题。经合组织教育政策委员会致力于推动全球教育系统创新与变革,开展教育研究并促进国际合作。文章基于经合组织教育政策委员会会议关于数字时代教育发展的核心议题及相关报告,梳理并分析经合组织数字教育发展的愿景与战略规划,为促进我国数字教育发展机制创新提供参考:数字教育发展应鼓励教育教学创新研究,提升师生人工智能素养,实施持续性评估以保持战略规划更新,推动跨部门、跨域合作,形成上下联动、多元协同的数字教育发展格局。

人机协同教学:基于虚拟化身、数字孪生和教育机器人场景的路径设计

生成式人工智能推动智能社会加速演进,智能技术赋能教育正引发教育组织和服务模式的深刻变革。教学实践转向教师智能和机器智能的互补与融合,人机协同教学将成为未来主流教学方式,以适应智能时代个性化、高效率、包容性和多元化教学需求。为释放人机协同教学潜能,推动其安全有序发展,本研究基于“计算机作为社会行动者”理论和人机协同教学的探索实践,分析物理空间、虚拟空间和混合空间中人机协同教学的典型形态,界定人机协同教学的内涵和关键场景,构建人类教师与教育机器人、虚拟化身/代理和数字孪生有机联动的人机协同教学框架——iSTAR。该框架将人机协同教学的实践层次分为人使用机器、基本人机协作、双重人机协作和复杂人机协作四个级别,强调以人为本妥善规划人机协同教学路径,包括从数据采集到人机交互的全流程合理设计,机器使能规范、伦理与数字素养保障,以及社会实验驱动的技术准入、场景规范和影响评估等,以期为智能时代人机协同教学发展提供理论借鉴和行动指南。

智慧教育之“为何”与“何为”——关于智能时代教育的表现性与建构性特征分析

智慧教育作为教育信息化发展的高端形态,契合教育数字化转型的发展目标,已经成为各个国家教育期待发展的目标和全社会共同关注的话题。技术与教育的深度融合赋予了智慧教育全新的特征,体现为一个国家或区域智慧教育生态的表现性特征即智慧教育的“发展目标”和智慧教育系统的建构性特征即智慧教育的“实践取径”,其中表现性特征应符合共识性、指向性和稳定性原则,具体表现为(1)以学生为中心的教学,(2)全面发展的学习评估,(3)泛在的智慧学习环境,(4)持续改进的教育文化,(5)教育包容与公平的坚守,这也是智慧教育的五个关键特征。建构性特征应符合操作性、阶段性和多样性原则,具体表现为(1)积极性学生社交社群建构,(2)教师发展的优先支持计划,(3)合乎科技伦理的技术应用,(4)可持续的教育改革规划,(5)有效的跨部门跨域协同,这也是智慧教育的五个辅助特征。

人工智能正加速教育变革:现实挑战与应对举措

基于大语言模型的生成式人工智能的爆发式发展引起了全社会的持续关注,以GPT-4为代表的大模型被认为已初具通用人工智能的雏形。智能技术链式突破所带来的不确定性、模糊性与风险性引发社会对教育系统变革的普遍担忧,迫使人们对人才定位、教育诚信、核心素养、科技伦理与技术治理等问题进行深刻反思。新一代智能技术在教育中的应用及其影响将全面引发教育观的改变,包括众创共享的知识观、智联建构的学习观、融通开放的课程观与人机协同的教学观等。应对智能技术对教育领域的持续渗透,学校应着力提升学生数字素养与技能,培养智能时代的学习能力;鼓励教师积极拥抱智能技术,发展人机协同教学的能力;开展学校人工智能社会实验,营造智能时代教育教学环境。只有不断提升师生智能时代的生存力与适应力,并持续优化学习环境的联通性与智能性,才能规范而有序地推动学校高质量且可持续的健康发展。

人工智能变革教育的社会实验:诉求、治理和建议

当前,新一轮科技革命与教育变革产生了新诉求,人类站在科技革命与教育变革的历史交汇点,人工智能正在融入教育教学。智能技术与教育深度融合是促进教育变革创新和高质量发展的重要举措。教育变革面临诸多现实需求,亟待利用智能技术创造性地予以满足。智慧教育的科技支撑与治理框架需要从学生成长、教师发展和环境升级三个视角,重点关注学生、教师、特殊群体、学校和区域五大领域。教育变革亟须引入社会实验和仿真模拟研究,推动人工智能变革教育的实践活动。国内外教育变革中的社会实验案例为开展人工智能变革教育的社会实验提供了借鉴。当前,国家政策指引了人工智能变革教育的社会实验方向,引发了教育界的前瞻性关注。未来的教育发展,既要加快推进人工智能变革教育的社会实验,又要认识到可能出现的诸多伦理问题。

基于信息科技课程标准的资源开发:原则、思路和路径

构建高质量的信息科技课程资源体系,是开好信息科技课程的重要保障。构建信息科技课程资源的基本原则包括:落实立德树人,坚持育人为本;紧跟时代前沿,注重迭代更新;注重数字资源,倡导共建共享。推进信息科技课程资源建设的实践路径包括:创新课程资源建设机制;充分发挥教师开发和利用课程资源主体的作用;构建课程资源建设标准;加强课程资源建设评估指导。

面向信息化学习方式的电子教材设计与开发

随着信息技术的迅速发展和信息化环境的普及,电子教材作为一种新型数字学习资源,已被逐渐引入教育教学改革中。本文通过分析社会信息化进程,提出电子教材设计与开发面临的三大挑战:从传统学习方式向信息化学习方式变革的需要、富媒体时代高用户体验的需求、教学设计有效性和开发过程专业性的要求;然后,本文提出面向信息化学习方式的电子教材开发过程模型,阐述了内容分析、学习者分析、知识图绘制、学习路径设计、媒体开发、高用户体验设计、内容封装、资源发布、评价等九个关键环节的内涵及任务;最后,本文还讨论了知识图绘制、学习路径设计和用户体验设计等环节的操作方法和原则,以实现满足知识贯通式学习需要的电子教材。

互联网促进教育变革的基本格局

互联网与教育的深度融合被人们期待着将彻底变革传统教育,然而这一观点又受到众多质疑,因此探究互联网促进教育变革的基本形态及其走势是教育界及社会普遍关注的热点问题。该文回顾了人类文明进程中的教育形态变迁,深入分析了工业时代教育和信息时代教育的关键特征。通过深入剖析互联网教育进化的基本要素及其关系,提出了互联网教育进化的基本要素框架——互联网教育的"九宫格"图谱和互联网教育进化的走势模型——互联网教育"蝴蝶效应",二者共同表征了互联网促进教育变革的基本格局。面向工业时代"双基"教学的思维方式和行为惯性与面向信息时代的技术驱动和求变意识是当代教育转型期的两股主要势能,它们将相互作用、相互渗透和长期博弈。当前我们仍然处于互联网促进教育变革的起始阶段,需深入研究互联网环境下人才培养目标、学习方式和新型学习环境,并从政府教育供给、学校制度、教师制度等方面进行教育综合改革的制度设计,才能确保互联网教育变革有序而健康进行。

关于技术促进学习的五定律

本文首先将学习情景定义为"对一个或一系列学习事件或学习活动的综合描述",学习情景包含学习时间、学习地点、学习伙伴、学习活动四个要素,而作为学习情景核心的学习活动,包含学习任务、学习方法与评价要求三个基本组成部分;其次,按照学习情景组成要素的或缺程度,将典型情景分为课堂听讲、个人自学、研讨性学习、边做边学与基于工作的学习等五大类型;第三,将有效学习活动定义为"学习者在预期的时间内完成学习任务、达到学习目标的过程",并阐释了有效学习活动的五个条件为:以真实问题为起点,以学习兴趣/意愿为动力,以学习活动的体验为外显行为,以分析性思考为内隐行为,以指导、反馈为外部支持;最后提出为实施有效学习活动,利用技术促进学习需要满足数字化学习资源、虚拟学习社区、学习管理系统、设计者心理、学习者心理等五个定律,即TEL五定律。

基于混合式学习的课程设计理论

本文尝试构建了混合式学习课程的设计理论。首先分析了以往有关混合式学习概念的论述及相关研究,据此概括出混合式学习的本质,进而论述了混合式学习的基本特征和基本原理,提出了混合式学习课程及其活动的设计框架,并给出相关课程设计实例。