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人工智能来了,教育应该如何准备?

2020年07月29日 13:00 | 作者:王保华 张婕 何欣蕾 郑波 译 | 来源:
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编者按:

新一代人工智能产业正在加速发展,准确把握新一代人工智能发展规律,推动人工智能与教育深度融合,已经被写入国家战略。根据最新的高考内容搜索大数据统计,人工智能成为今年“十大网络热搜专业”排行榜第一名。

随着时代和社会发展,人们对人工智能的关注与日俱增,但同时也有人提出担心和疑问,人工智能的继续发展对人类社会生活是否存在隐患?技术的突破会给教育带来怎样的改变?我们是否已经为即将到来的人工智能时代做好了足够的特别是人才培养方面的准备?

人工智能作为一种革命性的技术已经引发了全球的高度关注。人工智能不仅是一个科学技术问题,也成为教育研究关注的热点话题。它不仅正在改变着教育的生态,而且影响着未来人才培养的目标、要求与方式。世界各国纷纷将人工智能上升到国家战略层面加以部署,并作为参与未来国际竞争的重要支柱产业,也积极应对目前人工智能人才普遍短缺等关键问题。

短期内

它不会戏剧性地改变世界

在不久的将来,人工智能的使用将主要是补充,而不是取代人类或他们的智力。但不可否认,人工智能是一种颠覆性的技术,它将显著影响未来世界经济社会发展的方方面面。

AI(ArtificialIntelligence),简单的定义就是通过计算机模拟人类智能,主要是指机器学习。简而言之,机器学习是一种数据分析形式,在这种分析中,系统以自动化的方式识别模式并基于数据作出决策。

与公众的期望和很多科幻作品中的描绘相反,人工智能在短期内还不会戏剧性地改变世界。这是因为目前的人工智能程序仅限于执行人类所设计的特定任务———也就是说,它们是“狭义”的人工智能。例如,我们设计一个用于下国际象棋的人工智能程序,人类可能无法在国际象棋中打败这个程序,但这个程序还是无法执行我们每天生产生活的其他任务,比如计算出最佳的上班路线或总结一篇文章的内容。人工智能本身并不独立存在,而是像今天所使用的那样,应用于现有硬件或服务的程序,以最大限度地提高它们的效率,使现有产品和服务更快捷更高效。

与狭义人工智能相对的是人工总体智能(ArtificialGeneralIntelligence),就是一种能够执行人类能够执行的任何任务的系统,也就是“广义”的人工智能。那么我们什么时候能够看到第一个人工总体智能?根据《人工智能和机器人技术》的作者马丁·福特向23位领域权威专家所作的调查,其中18位回复者得出的平均结论时间是2099年。所以,至少在不久的将来,人工智能的使用将主要是补充,而不是取代人类或他们的智力。

但不可否认,人工智能是一种颠覆性的技术,它将显著影响未来世界经济社会发展的方方面面。根据普华永道2017年的一份报告显示,预计到2030年,人工智能将为全球国内生产总值(GDP)带来15.7万亿美元的增长,特别是对于具有技术能力的高收入发达国家来说,人工智能将带来提高生产率的绝佳机会。面对这样的时代形势,世界各国都已经达成共识,将人工智能发展提高到前所未有的国家战略高度,支持各自的人工智能研究和产业,以利用人工智能带来的经济发展机遇,增强国家的综合竞争力。

2017年7月,国务院发布了《下一代人工智能发展计划》,作为纲领性战略文件,《下一代人工智能发展计划》概述了中国的基本目标——到2030年成为人工智能发展和应用领域的世界领导者,在人才获取、资金分配、安全等方面建立全面框架、实现技术标准化及解决伦理、法律和社会问题。随后,工业和信息化部发布了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,为地方政府、产业单位和其他利益相关者制定了更直接的指导方针。该行动计划强调了学术研究和创业对建立发展基础人工智能产业的重要性,并明确了人工智能目标产品,如自动驾驶汽车、医疗图像诊断系统、视频和语音识别系统、智能家居产品和智能翻译系统。值得一提的是,根据国家部署,由科技部指定百度、阿里巴巴、腾讯和科大讯飞等科技巨头领导企业发展人工智能的特定领域和产品,以期在这些关键领域开发“开放式创新平台”,从而为每个行业设定标准。例如,百度负责自动驾驶,阿里巴巴负责智能城市,腾讯负责医疗保健,科大讯飞负责语音识别。根据三年行动计划,预计到2020年,全国各地方人工智能产业集成总规模将达到4290亿元人民币。除了经济产业的发展,中国人工智能的学术研究在国际上也获得更大的影响力,AAAI人工智能发展协会(人工智能领域的最著名的学术组织之一)中来自中国研究人员的论文数量翻倍式增长。仅在2012到2017年间,中国的人工智能论文数量从10%翻倍增长到23%。

“人工智能+教育”自主学习无处不在

尽管信息技术、互联网改变了教育环境和教育方式,“人工智能+教育”正在使教育发生重大的、可以说是革命性的变革,但是教育的本质不会变。

联合国教科文组织在2019年发布的报告《教育中的人工智能:可持续发展的挑战与机遇》中提出:“人工智能技术能够支持包容和无处不在的学习访问,有助于确保提供公平和包容性的教育机会,促进个性化学习,提升学习成果。”可见,“人工智能+教育”正在引起教育领域的一场革命。随着信息技术与教育教学融合应用,人工智能将深刻地改变着教育的生态、教育的环境、教育的方式、教育管理的模式、师生关系等。

充分认识“人工智能+教育”的育人功能,是当前及今后教育工作者面临的一项重要挑战,其中最主要的是改变教学方式和内容———以互联网为载体的在线教育正逐渐革新传统教育,其存在的主要形式分为辅助性在线教学工具和大规模开放性在线课程(MOOC)两种。随着人工智能技术的发展,在线教育提高了教学效率并使得优质的教育资源可以被广泛访问,也实现了学习者数据的多源采集和精准分析。当然,这同时为教育发展提出了新的挑战,如何真正了解学习者从而实现在线教育的因材施教是“人工智能+教育”存在的核心问题。这对教育提出的现实要求是,要从教师的“教”转变到学生主动的“学”。教师要充分发挥学生的主体性,改变单向传授知识的方式。学生通过自我学习发现问题、提出问题,自己去探索,或者与同伴合作,互相探讨。教师可以利用人工智能、大数据等技术优势,帮助学生设计科学的、合适的个性化学习方案。人工智能、大数据还可以作为教师的有力助手,帮助教师随时了解学生的学习情况,帮助他们解决困难,帮助教师批改作业,替代教师一些机械式的劳动,减轻教师的负担,使教师有更多的时间和学生接触沟通。正如《教育中的人工智能:可持续发展的挑战与机遇》报告中所说,在人工智能支持下建立“双教师模式”,未来的一般教学场景中除了学生将主要包括教师和虚拟教学“助理”两种身份,“助理”可接管教师的日常任务,使教师有更多时间专注于对学生的指导和一对一的交流。

《教育中的人工智能:可持续发展的挑战与机遇》报告提出,2021年之前数字教育市场每年增长5%,而2017—2021年人工智能市场将增长50%。虽然中国教育领域人工智能公共政策的发展尚处于起步阶段,但随着人工智能如此迅猛的发展,这一领域很可能在未来10年呈现指数增长。人工智能本身就是在知识、创新、商业和法律法规的复杂生态系统中运作,在这样的情况下,必须从一个全面的角度来看待人工智能发展的问题,国家政策应能够同时兼顾多方面问题,产生解决方案、更新相关法规,并创建或支持创新生态系统,将人工智能的机会带入教育领域,以更好适应由市场推动的技术变革速度,保障教育利用人工智能技术改善学习成果,从而实现使用人工智能数据促进教育公平、提高教育质量。

不过,尽管信息技术、互联网改变了教育环境和教育方式,“人工智能+教育”正在使教育发生重大的、可以说是革命性的变革,但是教育的本质不会变,正如中国教育学会名誉会长、北京师范大学资深教授顾明远在2019人工智能与教育大数据峰会上所指出的:“随着人工智能、大数据等信息技术与课堂教学的融合日益深入,个性化学习和减负增效得到实现。与此同时,教师培养人才的职责没有改变,教育传承文化、创造知识、培养人才的本质和立德树人的根本目的始终如一,学校和教师并不会消失。”

人工智能以“人”为本

到2030年,让高校成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量和引领新一代人工智能发展的人才高地,为中国跻身创新型国家前列提供科技支撑和人才保障。

从更广泛意义上说,人工智能人才不仅指拥有研究生学位的高级人工智能科学家和工程师,还包括能够在人工智能集成的工作场所(如智能工厂)发挥作用的工人。根据腾讯的一份研究报告,目前中国大约有30万人拥有人工智能方面的专业知识,而这一领域的专家却紧缺80万人,几年之内可能会出现多达500万合格工人的缺口。人工智能人才短缺,是全球各个国家共同面临的问题,各国政府也纷纷在教育、移民等方面推出针对性举措。

在日本,人工智能人才培养是通过政府公共部门和私营实体之间合作共同完成。由政府和学校共同创建与人工智能相关的大学课程,成立了集大专院校、日本商业联合会和行业利益相关者的全国咨询机构,政府提供充足的资金支持这些研究机构和私营部门在其所分配的领域进行深入研究和应用,以解决人才短缺和研究方面的弱点。韩国于2018年5月启动了人工智能研发战略,仿效美国国防部高级研究计划局开展超级挑战赛,培养人工智能人才,由政府投资了2.2万亿韩元用于公共部门(如国防,卫生保健,公共安全)开发人工智能项目,创建六个人工智能研究生计划和五个人工智能研发机构,并计划在2022年之前完成5000名新人工智能专家的培训,目标是成为世界前四大人工智能国家之一。

近几年,中国一直将解决人工智能人才短缺问题作为一项优先任务。早在人工智能发展计划启动之前,国家和政府就已经通过“千人计划”等项目,积极招募科学和工程领域的国际学术人才,重点是吸引在海外工作的中国研究人员。例如,北京市在2018年3月推出了一项奖励顶级人工智能人才的计划,其中包括提供100万元人民币的现金以及优先快速办理落户的政策奖励。

中国各大跨国企业也在招贤纳士上发挥着关键作用。百度、阿里巴巴、腾讯等公司一直在利用自己的财力,在硅谷和其他地方与其他国际科技巨头竞争,不惜重金吸引世界各地的人工智能人才。另外,它们还在中国以外的国家和地区成立人工智能实验室,如位于硅谷的百度无人驾驶汽车实验室,位于西雅图的腾讯人工智能研究实验室。人工智能专家和风险投资家李开复于2017年创办了旨在为北京提供人工智能人才的创新企业,与教育部和北京大学合作,制定了一项计划,计划在5年内培养至少5000名专业学生和500名教师。

根据去年加拿大发布的《2019全球人工智能人才报告》,全球人工智能人才库正在增长,全球流动性大,但需求仍然超过供给。从长远来看,下一步中国的首要任务还是加强自己的人工智能人才库,继续在国家层面上加大对人工智能教育的投入。2018年4月,教育部发布了《高等学校人工智能创新行动计划》,旨在进一步提升高校人工智能领域科技创新、人才培养和服务国家需求的能力。这个行动计划的人才培养目标提出,到2020年,建设100个“人工智能+X”复合特色专业;编写50本具有国际一流水平的本科生和研究生教材;建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中心。到2030年,让高校成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量和引领新一代人工智能发展的人才高地,为中国跻身创新型国家前列提供科技支撑和人才保障。通过这样做,不仅有效解决学术研究方面人才短缺问题,还可以直接解决不同行业、不同领域融合人工智能普遍低水平、技术应用方面人才短缺的问题。

(作者王保华系中国传媒大学高教传播与舆情监测研究中心主任、教授;张婕系国家教育行政学院教授;何欣蕾系中央电视台编导;郑波系中国传媒大学副教授。本文根据加拿大亚太基金会《中日韩人工智能发展的政策与趋势》、人工智能与教育大数据峰会【2019年】报告整理编辑。)

编辑:位林惠

关键词:教育 中国 教师 发展


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