四院士勾勒“人工智能與未來教育”藍(lán)圖

在人類教育邁進(jìn)“智能時(shí)代”的重要當(dāng)口，探索智能技術(shù)如何助力教育公平與人的個(gè)性化成長，既是科技界和教育界肩負(fù)的時(shí)代使命，也是全人類共同面對的重大問題，具有非常重要的意義。2020年8月20日—22日，在北京師范大學(xué)主辦的“2020全球智慧教育大會”上，趙沁平、鄔賀銓、張軍、王耀南四位中國工程院院士，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、5G、智聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)在教育場景中的應(yīng)用，從不同維度共話智慧教育未來。

    ——編者的話

趙沁平院士：

AI+VR或?qū)⒊蔀榻K極性的教育技術(shù)

作為智慧教育重要的支持技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，結(jié)合其他相關(guān)科學(xué)技術(shù)，致力于生成一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界在視、聽、觸覺等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境，人們可以通過一些設(shè)備與數(shù)字化環(huán)境進(jìn)行交互，產(chǎn)生親臨現(xiàn)實(shí)世界的體驗(yàn)。VR有4I特征，即沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)、構(gòu)想性(Imagination)和智能化(Intelligence)。

這些特征使VR對現(xiàn)有技術(shù)形成了一定的顛覆性，將重塑我們的未來。教育是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。VR可以實(shí)現(xiàn)任何設(shè)想的教育教學(xué)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者沉浸式體驗(yàn)學(xué)習(xí)對象和教學(xué)過程。VR和AI技術(shù)也有著天然的關(guān)系，并呈現(xiàn)出“你中有我、我中有你”的融合發(fā)展趨勢，從而有力地催生類人助教，促進(jìn)高階的探究式、自適應(yīng)學(xué)習(xí)，拓展智慧教育場景應(yīng)用，推動智慧教育的不斷發(fā)展與深化。VR＋AI有可能成為終極性的教育技術(shù)，將對未來教育產(chǎn)生深刻影響。

與此同時(shí)，我們也要認(rèn)識到，虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等只是技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的是教學(xué)輔助，不可能、也不應(yīng)該完全取代教師教學(xué)。教育的主體部分，也就是“傳道、授業(yè)、解惑”以及“批判、創(chuàng)新”思維的核心內(nèi)容是需要人對人，而不是機(jī)器對人完成的。因此，要加強(qiáng)人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用于教育教學(xué)的相關(guān)研究，關(guān)注人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境對學(xué)生身心的影響和對社會的影響。希望教育、人文社科領(lǐng)域的專家與科技界人士攜手合作，研究“人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)＋教育”，共同推動智慧教育的發(fā)展，培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新型人才。

鄔賀銓院士：

5G上云融智，助力教育創(chuàng)新

智慧經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)字基礎(chǔ)建設(shè)是新基建的支柱，5G是首選。

5G激活超清視頻、釋放虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的潛力，更成為上云落地的平臺。疫情期間的政企校協(xié)同，成功實(shí)踐了大批云上教學(xué)的優(yōu)秀案例。5G直播可以實(shí)現(xiàn)4K/8K超高清、低延時(shí)，5G與大數(shù)據(jù)、人工智能的結(jié)合帶來的教學(xué)內(nèi)容高度定制化，解決了教育內(nèi)容缺乏定制化和娛樂內(nèi)容缺乏系統(tǒng)化的弊病，把各種知識點(diǎn)進(jìn)行分解，制作成精良的模塊并存儲于云端。利用5G上云并結(jié)合人工智能技術(shù)，可以形成協(xié)同實(shí)驗(yàn)平臺，支持多人共同完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)或者共同進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。隨著終身教育理念的日益普及和落地，5G將以其顯著優(yōu)勢為教育全生命周期提供更優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用服務(wù)。

同時(shí)，也不能忽視5G+教育面臨的諸多挑戰(zhàn)。5G終端以及AR/VR可穿戴設(shè)備成本仍然較高，難以普及；適應(yīng)并體現(xiàn)5G特點(diǎn)的課件還很少；5G+教育對師資提出了新的要求。此外，值得關(guān)注的是5G帶來良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)同時(shí)，也要避免青少年過度沉溺于5G娛樂體驗(yàn)。

最后，新時(shí)代呼喚人才培育模式的創(chuàng)新，對高技術(shù)人才的數(shù)量與質(zhì)量都提出更高的要求，百年未有之國際形勢大變局凸顯創(chuàng)新人才成為競爭的焦點(diǎn)。當(dāng)前我國已將軟件、集成電路、網(wǎng)絡(luò)安全升級為一級學(xué)科，還有不少高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院、大數(shù)據(jù)學(xué)院、人工智能學(xué)院，VR等也設(shè)為新的專業(yè)，反映了國家對人才緊缺專業(yè)的重視，但另一方面信息技術(shù)專業(yè)設(shè)置過細(xì)，不利于學(xué)科交叉，隨著信息化滲透到各行各業(yè)，急需兩化融合的人才培養(yǎng)。

張軍院士：

五維教育，推動新時(shí)代教育生產(chǎn)力的變革

黨的十九大報(bào)告提出建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國和智慧社會，這是科學(xué)判斷信息社會發(fā)展趨勢作出的戰(zhàn)略部署，智慧社會是對我國信息社會發(fā)展前景的前瞻性概括。

建設(shè)智慧社會，智慧教育的發(fā)展不可或缺。需要我們審視從“有學(xué)上”向“上好學(xué)”轉(zhuǎn)變的教育新矛盾，體驗(yàn)智能技術(shù)重構(gòu)的教學(xué)新環(huán)境和新方式，從智慧社會發(fā)展整體視角和框架出發(fā)，思考未來教育。縱觀從農(nóng)業(yè)社會的私塾到工業(yè)社會的學(xué)校，再到信息社會的規(guī)?；瘜W(xué)校，教育演進(jìn)以空間縮短為特征演進(jìn)變革。然而，在人工智能時(shí)代，教育內(nèi)涵向內(nèi)容精準(zhǔn)化、學(xué)習(xí)自主化、教學(xué)交互化方向發(fā)展，AI賦能教育呈現(xiàn)出從空間維度向全方位以人為本發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)教育體系中，教師、學(xué)生、知識、平臺為要素的教育生產(chǎn)模式與新生產(chǎn)力要素間的不協(xié)調(diào)，催生新時(shí)代的教育生產(chǎn)關(guān)系變革，以“人”為中心，機(jī)（信息技術(shù)）—物（知識）—環(huán)（學(xué)習(xí)空間）協(xié)同重構(gòu)，形成了新的教育生產(chǎn)關(guān)系。

進(jìn)入萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物群智的智慧社會，泛在的教育信息網(wǎng)絡(luò)、智能化的教育基礎(chǔ)設(shè)施、普惠的教育公共服務(wù)和精細(xì)化的教育治理體系，將從空間三維、時(shí)間和知識五個(gè)維度深度融合，重塑智慧教育生態(tài)。教師和學(xué)生在空間三維中的教與學(xué)軌跡、路徑、陪伴、習(xí)慣將被感知和計(jì)算；于時(shí)間維度上實(shí)現(xiàn)隨時(shí)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)；于知識維度上，圖譜化布局在線上、實(shí)踐、產(chǎn)業(yè)鏈條中的精品教育資源，以“人”為中心。

五維教育的融合貫通，推動傳統(tǒng)教室到智慧教室再到智聯(lián)教室的更迭衍新。其核心引擎就是智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過多元全面持續(xù)的協(xié)同感知、多尺度超帶寬的泛在網(wǎng)絡(luò)、知識自主驅(qū)動的智能計(jì)算、多元個(gè)性精準(zhǔn)的智慧服務(wù)，實(shí)現(xiàn)從信息到知識、從知識到智慧的教育生產(chǎn)新模式。在這一模式變革進(jìn)程中，引導(dǎo)學(xué)校和教師進(jìn)行適用于虛擬學(xué)習(xí)空間與傳統(tǒng)課堂融合環(huán)境的教學(xué)方法創(chuàng)新。通過多元數(shù)據(jù)沉淀挖掘，支撐教學(xué)觀評測全鏈條計(jì)算，利用人工智能等新技術(shù)，破解班級授課制下的因材施教難題、支持面向?qū)W生探究能力和問題解決能力培養(yǎng)的項(xiàng)目化教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)、異地同步教學(xué)、雙主教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂、校園在線課程、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)、引導(dǎo)式移動探究、協(xié)同知識建構(gòu)、能力引導(dǎo)式學(xué)習(xí)等。

科技發(fā)展將促進(jìn)教育系統(tǒng)變革，以智慧（intelligence）、互聯(lián)（Internet）為理念，基于智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架，重塑“人機(jī)物環(huán)”關(guān)系，通過“智聯(lián)教室”建設(shè)，打通空間、時(shí)間、知識之間的壁壘，釋放教育生命力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師有價(jià)值的成長。

王耀南院士：

智能技術(shù)賦能智慧民生

隨著人工智能與其他科技的加速融合創(chuàng)新與聚變發(fā)展，社會形態(tài)將全面系統(tǒng)演進(jìn)，智慧社會是繼農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會、信息社會之后的一種高級社會形態(tài)，是萬物互聯(lián)、融合創(chuàng)新、智能協(xié)同、安全可控的智能時(shí)代。未來的機(jī)器人在工廠里面，和工人是友好的合作伙伴關(guān)系，可以像朋友一樣相互交流，相互學(xué)習(xí)，共同促進(jìn)人機(jī)融合。未來社會的機(jī)器人要能夠自己看懂說明書，按照要求自動裝備，完成任務(wù)。加工大型零部件一定是多個(gè)機(jī)器人協(xié)作，完成復(fù)雜的零部件，現(xiàn)在都是單機(jī)作業(yè)，以后是由云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算等智能技術(shù)來完成。在航空航天領(lǐng)域，將由機(jī)器人來進(jìn)行簡單的裝配。

人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，對人才培養(yǎng)也提出了新的要求，為教育變革提供了新路徑。人工智能賦能教師，將改變教師角色，促進(jìn)教學(xué)模式從知識傳授到知識建構(gòu)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)緩解貧困地區(qū)師資短缺和資源配置不均的問題；人工智能賦能學(xué)校，將改變辦學(xué)形態(tài)，提高學(xué)校的服務(wù)水平，形成更加以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境；人工智能賦能教育治理，將改變治理方式，促進(jìn)教育決策的科學(xué)化和資源配置的精準(zhǔn)化，加快形成現(xiàn)代化的教育公共服務(wù)體系。

希望我們的教育領(lǐng)域超前識變、積極應(yīng)變、主動求變，通過多種方式進(jìn)行理論創(chuàng)新與實(shí)踐探索，為實(shí)現(xiàn)全人類的共同利益貢獻(xiàn)力量。 

（通訊員 沈陽 整理）

《中國教育報(bào)》2020年09月05日第3版