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    培育“智能+”校園生態樹

    2018-10-23 10:12 中國教育報

    近年來,在教育部和各級教育主管部門的重視下,我國的教育信息化工作呈現出應用深化不斷加速、創新應用競相涌現的新局面。為實現教育信息化的轉型升級,教育部于2018年4月18日正式頒布《教育信息化2.0行動計劃》,以指導新時代背景下的教育信息化工作。但在實踐環節中,當前不少學校仍然對學校教育信息化建設的重點認識上存在框架模糊與邊界不清。

    筆者對2.0行動計劃做了詞頻分析,從詞頻來看計劃中36次提及“智能”(其中“人工智能”11次),21次提及“數據”,提及智慧校園的次數為0次。從中可見“智能”才是教育信息化2.0的重要關鍵詞,是學校邁向新時代的重要路徑。因此,我們看到有四個因素在碰撞:一是數字校園仍然在路上,二是智慧校園的發展條件尚不成熟,三是人工智能正在改變教育,四是數據驅動教育智慧的模式正在形成。四個方面因素的共同作用,將新時代的校園信息化樣態指向為“智能+”校園,從“智慧校園”向“智能校園”回歸。

    明確“智能+”校園的典型場景特征

    “智能+”校園指的是以人工智能為基礎的智能化的校園工作、學習、生活和家校連接一體化環境,以更高水平接近人的智能形態為師生提供個性化的支持與服務。“智能+”校園是社會發展和技術發展交互作用的學校發展的新階段,同時也是學校順應社會人才培養需求導向變化的路徑選擇,其價值導向應是因材施教和面向師生的個性化、智能化服務。

    “智能+”校園的應用場景不能是碎片化、不連續、缺少系統觀的,而應系統考慮校園中的應用場景進行統籌規劃與設計,以構建“人工智能+”條件下的人才培養新模式、發展基于人工智能的教育服務新模式和教育治理新模式。綜合考慮當前的技術成熟度條件及校園具體業務需求模型,我們認為“智能+”校園有八大典型的應用場景:人工智能精準教學、人工智能安保、人工智能學習工具、適應性學習環境、人工智能輔助評估、人工智能輔助決策、人工智能溝通與人工智能心理服務。每個應用場景又對應具體的AI服務,在AI技術和AI數據的支撐下實現對師生個性化需求的智能化支持。

    在這些場景中,精準教學應是“智能+”校園帶來的第一個顯性變化。這方面國內外已有相關實踐,如法國巴黎商學院利用人工智能工具來評估學生的課堂學習參與度,今年5月份杭州的一所中學采用課堂行為管理系統來監測學生的課堂表現,都是這方面的有益探索。由于課堂是學校教學的主陣地,因此在“智能+”校園內,一種富人工智能的教室也是值得探索的方向。由于我們的課堂上已有伴生的多類數據,各個數據目前的價值是分離的,單個維度準確率難以做到很高,如依賴于圖像,無法判斷學生在低頭狀態下的學習參與。這項工作最關鍵的突破應是多模態數據的融合,如其他模態、腦電、聲音、日志等能大大提升課堂環境下深度學習的識別準確率。

    適應性學習空間是另一個典型的應用場景。隨著人工智能等新媒體新技術的發展,學習空間的定義、形態、結構與目標也在發生變化,其作為學校構成的基本單元也帶動了學校整體的變化。面向人工智能時代的學習空間具有更為豐富的特征,直接指向促進學習,除了應具備靈活性、人性化、開放性、智能性等特征之外,還將凸顯包容性、層次性、多樣性和協同性。這里不僅僅需要考慮“一對一”學習環境下的空間再造,也要考慮更廣泛的常態課室的改造。

    第三個典型場景是心理健康領域。根據世衛組織公布的數據,全球的抑郁癥中近半數沒有得到治療;學校中的多動癥、注意力缺失問題也很嚴重。AI有可能能夠解決當前普遍存在的專業心理教育師資供給側的不足。典型案例如斯坦福大學的WOEBOT項目,通過認知行為療法解決心理問題,已經取得了較好的效果。

    構建“智能+”校園策略

    “智能+”校園是在教育信息化2.0行動計劃的理念指引下,重新審視與反思智慧校園的校園信息化建設思維的系統化躍升。同時,盡管人工智能技術在其他領域已有了較豐富的成功案例,但由于教育的領域特征及人工智能技術本身的復雜性,相關的應用還處于探索階段,需要我們重新思考如何采用適宜的建設策略。我們認為,生態策略、開放策略、基于數據的數字孿生策略是建設“智能+”校園的三種重要的可行策略,能夠解決“智能+”校園的生態構建、應用融合與數據貫通及場景連接與價值輸出的問題。

    由于人工智能的技術門檻及應用場景的多樣,沒有哪一家企業能解決所有問題。因此我們要打造不同層級的生態,包括內部的生態及外部的企業生態,目標是希望讓數據在“智能+”校園中像水一樣循環流動,實現“數據智能”,讓來自不同企業、不同業態的各類AI新技術像空氣一樣融入到校園中的空間與環境,實現“技術智能”。

    需要指出的是人工智能技術的復雜性,帶來的不應是操作的復雜性,而恰恰是應用的極簡,這才符合“智能+”校園的人本特征。因此,對我們的學校而言,底層可以足夠復雜,異構,但通過開放平臺形成集約化的智能管理,智能教學及數字孿生的云校,最后所有的高新技術,在應用視圖上極簡,可以通過類似“掌上學校”的移動應用,便捷掌控。

    提升師生人工智能素養

    同時,我們也必須要注意到,“智能+”校園不僅是上文所述的學習環境維度的智能,也包含教師維度智能與學生維度智能。即不只是人工智能技術的應用與建設,也要提升老師和學生維度的人工智能素養,這也直接關乎到2.0行動計劃中“兩高”目標的實現。教育部發布了《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》,通過開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作,探索人工智能助推教師管理優化、助推教師教育改革、助推教育教學創新、助推教育精準扶貧的新路徑。從教師的人工智能素養來說,應有“用AI教學、用AI備課、用AI評價、用AI研修”等四個維度與層次;而從學生的人工智能素養來看,則有 “用AI學習、學習AI、用AI創造、創造AI”四個層次。

    “不智能,何以智慧”,人工智能融入校園既是挑戰也是契機。“智能+”校園,是當下2.0迫切需要去試點建構的,而智慧校園是其成熟后的進化。由于這類富人工智能環境下的校園新樣態本身是個生態系統,需要生態圈里面的各個角色,包括人工智能企業、教育信息化企業、研究者、學校等共同協力,協同培育“智能+”校園生態樹,共繪人工智能教育應用的新圖景。

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