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人工智能來了,教育應該如何準備?

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新一代人工智能産業正在加速發展,準确把握新一代人工智能發展規律,推動人工智能與教育深度融合,已經被寫入國家戰略。根據最新的高考内容搜索大數據統計,人工智能成為今年“十大網絡熱搜專業”排行榜第一名。中國的未來是孩子們的,而我們最重視的就是孩子的教育工作,不管是人工智能産品進入到校園,還是人工智能課程進入校園,國家大力支持體現了人工智能未來的發展趨勢。

随着時代和社會發展,人們對人工智能的關注與日俱增,但同時也有人提出擔心和疑問,人工智能的繼續發展對人類社會生活是否存在隐患?技術的突破會給教育帶來怎樣的改變?我們是否已經為即将到來的人工智能時代做好了足夠的特别是人才培養方面的準備?

人工智能作為一種革命性的技術已經引發了全球的高度關注。人工智能不僅是一個科學技術問題,也成為教育研究關注的熱點話題。它不僅正在改變着教育的生态,而且影響着未來人才培養的目标、要求與方式。世界各國紛紛将人工智能上升到國家戰略層面加以部署,并作為參與未來國際競争的重要支柱産業,也積極應對目前人工智能人才普遍短缺等關鍵問題。

短期内

它不會戲劇性地改變世界

在不久的将來,人工智能的使用将主要是補充,而不是取代人類或他們的智力。但不可否認,人工智能是一種颠覆性的技術,它将顯著影響未來世界經濟社會發展的方方面面。

AI(ArtificialIntelligence),簡單的定義就是通過計算機模拟人類智能,主要是指機器學習。簡而言之,機器學習是一種數據分析形式,在這種分析中,系統以自動化的方式識别模式并基于數據作出決策。

與公衆的期望和很多科幻作品中的描繪相反,人工智能在短期内還不會戲劇性地改變世界。這是因為目前的人工智能程序僅限于執行人類所設計的特定任務———也就是說,它們是“狹義”的人工智能。例如,我們設計一個用于下國際象棋的人工智能程序,人類可能無法在國際象棋中打敗這個程序,但這個程序還是無法執行我們每天生産生活的其他任務,比如計算出最佳的上班路線或總結一篇文章的内容。人工智能本身并不獨立存在,而是像今天所使用的那樣,應用于現有硬件或服務的程序,以最大限度地提高它們的效率,使現有産品和服務更快捷更高效。

與狹義人工智能相對的是人工總體智能(ArtificialGeneralIntelligence),就是一種能夠執行人類能夠執行的任何任務的系統,也就是“廣義”的人工智能。那麼我們什麼時候能夠看到第一個人工總體智能?根據《人工智能和機器人技術》的作者馬丁·福特向23位領域權威專家所作的調查,其中18位回複者得出的平均結論時間是2099年。所以,至少在不久的将來,人工智能的使用将主要是補充,而不是取代人類或他們的智力。

但不可否認,人工智能是一種颠覆性的技術,它将顯著影響未來世界經濟社會發展的方方面面。根據普華永道2017年的一份報告顯示,預計到2030年,人工智能将為全球國内生産總值(GDP)帶來15.7萬億美元的增長,特别是對于具有技術能力的高收入發達國家來說,人工智能将帶來提高生産率的絕佳機會。面對這樣的時代形勢,世界各國都已經達成共識,将人工智能發展提高到前所未有的國家戰略高度,支持各自的人工智能研究和産業,以利用人工智能帶來的經濟發展機遇,增強國家的綜合競争力。

2017年7月,國務院發布了《下一代人工智能發展計劃》,作為綱領性戰略文件,《下一代人工智能發展計劃》概述了中國的基本目标——到2030年成為人工智能發展和應用領域的世界領導者,在人才獲取、資金分配、安全等方面建立全面框架、實現技術标準化及解決倫理、法律和社會問題。随後,工業和信息化部發布了《促進新一代人工智能産業發展三年行動計劃(2018-2020年)》,為地方政府、産業單位和其他利益相關者制定了更直接的指導方針。該行動計劃強調了學術研究和創業對建立發展基礎人工智能産業的重要性,并明确了人工智能目标産品,如自動駕駛汽車、醫療圖像診斷系統、視頻和語音識别系統、智能家居産品和智能翻譯系統。值得一提的是,根據國家部署,由科技部指定百度、阿裡巴巴、騰訊和科大訊飛等科技巨頭領導企業發展人工智能的特定領域和産品,以期在這些關鍵領域開發“開放式創新平台”,從而為每個行業設定标準。例如,百度負責自動駕駛,阿裡巴巴負責智能城市,騰訊負責醫療保健,科大訊飛負責語音識别。根據三年行動計劃,預計到2020年,全國各地方人工智能産業集成總規模将達到4290億元人民币。除了經濟産業的發展,中國人工智能的學術研究在國際上也獲得更大的影響力,AAAI人工智能發展協會(人工智能領域的最著名的學術組織之一)中來自中國研究人員的論文數量翻倍式增長。僅在2012到2017年間,中國的人工智能論文數量從10%翻倍增長到23%。

“人工智能+教育”自主學習無處不在

盡管信息技術、互聯網改變了教育環境和教育方式,“人工智能+教育”正在使教育發生重大的、可以說是革命性的變革,但是教育的本質不會變。

聯合國教科文組織在2019年發布的報告《教育中的人工智能:可持續發展的挑戰與機遇》中提出:“人工智能技術能夠支持包容和無處不在的學習訪問,有助于确保提供公平和包容性的教育機會,促進個性化學習,提升學習成果。”可見,“人工智能+教育”正在引起教育領域的一場革命。随着信息技術與教育教學融合應用,人工智能将深刻地改變着教育的生态、教育的環境、教育的方式、教育管理的模式、師生關系等。

充分認識“人工智能+教育”的育人功能,是當前及今後教育工作者面臨的一項重要挑戰,其中最主要的是改變教學方式和内容———以互聯網為載體的在線教育正逐漸革新傳統教育,其存在的主要形式分為輔助性在線教學工具和大規模開放性在線課程(MOOC)兩種。随着人工智能技術的發展,在線教育提高了教學效率并使得優質的教育資源可以被廣泛訪問,也實現了學習者數據的多源采集和精準分析。當然,這同時為教育發展提出了新的挑戰,如何真正了解學習者從而實現在線教育的因材施教是“人工智能+教育”存在的核心問題。這對教育提出的現實要求是,要從教師的“教”轉變到學生主動的“學”。教師要充分發揮學生的主體性,改變單向傳授知識的方式。學生通過自我學習發現問題、提出問題,自己去探索,或者與同伴合作,互相探讨。教師可以利用人工智能、大數據等技術優勢,幫助學生設計科學的、合适的個性化學習方案。人工智能、大數據還可以作為教師的有力助手,幫助教師随時了解學生的學習情況,幫助他們解決困難,幫助教師批改作業,替代教師一些機械式的勞動,減輕教師的負擔,使教師有更多的時間和學生接觸溝通。正如《教育中的人工智能:可持續發展的挑戰與機遇》報告中所說,在人工智能支持下建立“雙教師模式”,未來的一般教學場景中除了學生将主要包括教師和虛拟教學“助理”兩種身份,“助理”可接管教師的日常任務,使教師有更多時間專注于對學生的指導和一對一的交流。

《教育中的人工智能:可持續發展的挑戰與機遇》報告提出,2021年之前數字教育市場每年增長5%,而2017—2021年人工智能市場将增長50%。雖然中國教育領域人工智能公共政策的發展尚處于起步階段,但随着人工智能如此迅猛的發展,這一領域很可能在未來10年呈現指數增長。人工智能本身就是在知識、創新、商業和法律法規的複雜生态系統中運作,在這樣的情況下,必須從一個全面的角度來看待人工智能發展的問題,國家政策應能夠同時兼顧多方面問題,産生解決方案、更新相關法規,并創建或支持創新生态系統,将人工智能的機會帶入教育領域,以更好适應由市場推動的技術變革速度,保障教育利用人工智能技術改善學習成果,從而實現使用人工智能數據促進教育公平、提高教育質量。

不過,盡管信息技術、互聯網改變了教育環境和教育方式,“人工智能+教育”正在使教育發生重大的、可以說是革命性的變革,但是教育的本質不會變,正如中國教育學會名譽會長、北京師範大學資深教授顧明遠在2019人工智能與教育大數據峰會上所指出的:“随着人工智能、大數據等信息技術與課堂教學的融合日益深入,個性化學習和減負增效得到實現。與此同時,教師培養人才的職責沒有改變,教育傳承文化、創造知識、培養人才的本質和立德樹人的根本目的始終如一,學校和教師并不會消失。”

人工智能以“人”為本

到2030年,讓高校成為建設世界主要人工智能創新中心的核心力量和引領新一代人工智能發展的人才高地,為中國跻身創新型國家前列提供科技支撐和人才保障。

從更廣泛意義上說,人工智能人才不僅指擁有研究生學位的高級人工智能科學家和工程師,還包括能夠在人工智能集成的工作場所(如智能工廠)發揮作用的工人。根據騰訊的一份研究報告,目前中國大約有30萬人擁有人工智能方面的專業知識,而這一領域的專家卻緊缺80萬人,幾年之内可能會出現多達500萬合格工人的缺口。人工智能人才短缺,是全球各個國家共同面臨的問題,各國政府也紛紛在教育、移民等方面推出針對性舉措。

在日本,人工智能人才培養是通過政府公共部門和私營實體之間合作共同完成。由政府和學校共同創建與人工智能相關的大學課程,成立了集大專院校、日本商業聯合會和行業利益相關者的全國咨詢機構,政府提供充足的資金支持這些研究機構和私營部門在其所分配的領域進行深入研究和應用,以解決人才短缺和研究方面的弱點。韓國于2018年5月啟動了人工智能研發戰略,仿效美國國防部高級研究計劃局開展超級挑戰賽,培養人工智能人才,由政府投資了2.2萬億韓元用于公共部門(如國防,衛生保健,公共安全)開發人工智能項目,創建六個人工智能研究生計劃和五個人工智能研發機構,并計劃在2022年之前完成5000名新人工智能專家的培訓,目标是成為世界前四大人工智能國家之一。

近幾年,中國一直将解決人工智能人才短缺問題作為一項優先任務。早在人工智能發展計劃啟動之前,國家和政府就已經通過“千人計劃”等項目,積極招募科學和工程領域的國際學術人才,重點是吸引在海外工作的中國研究人員。例如,北京市在2018年3月推出了一項獎勵頂級人工智能人才的計劃,其中包括提供100萬元人民币的現金以及優先快速辦理落戶的政策獎勵。

中國各大跨國企業也在招賢納士上發揮着關鍵作用。百度、阿裡巴巴、騰訊等公司一直在利用自己的财力,在矽谷和其他地方與其他國際科技巨頭競争,不惜重金吸引世界各地的人工智能人才。另外,它們還在中國以外的國家和地區成立人工智能實驗室,如位于矽谷的百度無人駕駛汽車實驗室,位于西雅圖的騰訊人工智能研究實驗室。人工智能專家和風險投資家李開複于2017年創辦了旨在為北京提供人工智能人才的創新企業,與教育部和北京大學合作,制定了一項計劃,計劃在5年内培養至少5000名專業學生和500名教師。

根據去年加拿大發布的《2019全球人工智能人才報告》,全球人工智能人才庫正在增長,全球流動性大,但需求仍然超過供給。從長遠來看,下一步中國的首要任務還是加強自己的人工智能人才庫,繼續在國家層面上加大對人工智能教育的投入。2018年4月,教育部發布了《高等學校人工智能創新行動計劃》,旨在進一步提升高校人工智能領域科技創新、人才培養和服務國家需求的能力。這個行動計劃的人才培養目标提出,到2020年,建設100個“人工智能+X”複合特色專業;編寫50本具有國際一流水平的本科生和研究生教材;建立50家人工智能學院、研究院或交叉研究中心。到2030年,讓高校成為建設世界主要人工智能創新中心的核心力量和引領新一代人工智能發展的人才高地,為中國跻身創新型國家前列提供科技支撐和人才保障。通過這樣做,不僅有效解決學術研究方面人才短缺問題,還可以直接解決不同行業、不同領域融合人工智能普遍低水平、技術應用方面人才短缺的問題。