人工智能时代的儿童教育境遇与变革

1、人工智能时代的儿童教育境遇与变革B摘 要 教育是人工智能应用的关键领域，教育与人工智能经历了从早期接触到中期磨合再到深度融合 的关系演进,教育人工智能所具有的社会生态属性突破了人工智能仅作为技术应用和工具支持的边界。奠基于 已有儿童观的儿童教育已难以有效适应突进的未来科技，将儿童定位为被托管世界的未来参与者，培养儿童适应 人工智能支持的未来世界具有现实意义。构建适切儿童发展的教育人工智能需要正视激进的人工智能对滞后儿 童教育的冲击，反思人工智能对儿童学习和儿童发展的重新界定，探讨教师与人工智能的正面遭遇与和解可能。关键词人工智能；儿童教育；儿童观人工智能(Artificial Intellig

2、ence,简称 AI)是计 算机科学的一个分支，是主要系统研究并有效开 发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、 技术及应用系统的一门综合性交叉学科，涉及计 算机科学、语言学、控制论、信息论、生理学、心理 学及哲学等诸多学科领域,研究内容涵盖专家系 统、模式识别、机器学习、机器人学、自动程序设 计、自然语言理解、智能决策支持系统、人工神经 网络和分布式人工智能等。国务院正式印发的新一代人工智能发展规 划标志着人工智能上升到国家战略高度,并决定 着我国全局部署和长远发展。规划从战略态势、 总体要求、重点任务、资源配置、保障措施和组织 实施六个维度对人工智能的未来发展进行了系统 勾勒，强调“人

3、工智能是引领未来的战略性技术， 肯定“我国发展人工智能具有良好基础”，同时明 确我国人工智能未来发展的“三步走”战略目标, 提出按照“构建一个体系、把握双重属性、坚持三 位一体、强化四大支撑”进行布局，形成人工智能 健康持续发展的战略路径教育是人工智能的关键领域，人工智能是教 育的变革动力。新一代人工智能发展规划明确 提出“智能教育”概念，对教育领域的人工智能进 行全面部署，要求广泛开展人工智能科普活动。 中小学设置人工智能课程,高校建设人工智能学 科，已将观念落实为行动。儿童教育在教育对象、 教育内容、教育组织方式层面具有相对的特殊性, 与人工智能之间的交互与融合是有待探索的崭新 领域。一、

4、超越技术：从“人工智能教育”到 “教育人工智能”人工智能的崛起、突进与扩张人工智能是依托人类智能而存在的一个概 念,本质是使用计算机来模拟人的某些思维过程 和智能行为，诸如学习、思考、推理、计划等，最终 目的在于生产出一种新的能以人类智能相似的方 式做出反应的智能型机器,具体过程包括明确人 类智能的运行原理与内在机制、制造类似人类智 能的计算机等，进一步实现计算机在更高层次的 应用与推广。1956年夏，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申 农等为首的一批年轻科学家在一起聚会,共同研 究和探讨用机器模拟智能的有关问题，并首次提 出“人工智能”这一术语。人工智能的发展，自 1956年提出以来，历经最开始

5、的盲目追捧,到二十 世纪七八十年代遭遇发展瓶颈、备受冷落,再到九 十年代的缓慢发展等几个阶段的起伏，近年来日 益重新引发公众的关注和重视，尤其是自2016年 以来，谷歌公司基于深度学习的AlphaGo相继战胜 围棋世界冠军李世石和柯洁，再次引爆了人们对 人工智能的热情。业界普遍认为，人工智能的发展将经历“弱人 工智能强人工智能”和“超人工智能”三个基本 阶段。目前,弱人工智能已全面应用于生活中的 方方面面，如智能搜索引擎、实时在线地图、Siri手 机语音助手等。与此同时,2016年10月12日，美 国白宫科技政策办公室发布题为为人工智能的 未来做好准备（Preparing for the Fu

6、ture of Artificial Intelligence）和国家人工智能研发战略规划（The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）两份重要报告，以期为 人工智能的未来发展提供针对性建议和前瞻性部 署。不论是在技术深度还是应用广度上，人工智 能都迎来史无前例的战略机遇期，正处于急剧崛 起和疯狂扩张的时代前沿。教育与人工智能的初步接触到深度 融合人工智能不仅仅是对机器的研究，更是对人 类的研究，尤其是对人类意识、思维等内在机制和 运行原理的深度研究，旨在实现以外在机器对人 类内在智能

7、的高度模仿、有效拓展与全面超越。 因此,人工智能主要是以计算机科学和脑神经科 学为载体与依托，具有广泛的应用前景与实用价 值。同时,教育是基于人的存在，致力人的培养, 指向人的生成的社会活动。教育活动同样对人工 智能高度关注，教育领域是人工智能大有作为的 关键领域。人工智能已通过分解学生学习过程、 支持教师教学活动而在教育领域发挥日益重要的 作用。教育与人工智能之间经历了从早期接触到中 期磨合、再到深度融合的关系演进。伴随着人工 智能的飞速发展和教育领域的创新变革,教育领 域与人工智能的融合也日渐紧密与深入，以人工 智能为核心的教育科技开始从数据采集（语音识 别、图像识别、传感器等）、数据处理

8、（语义识别、大 数据、自适应、认知计算、情感计算等）和人机界面 （AR/VR、机器人、3D打印）三方面与教育行业开 展深度结合与应用，逐渐增强教学智能性与互动 性。目前，整体仍处于“弱人工智能”阶段的人 工智能，距离实现从情感、行为到认知多维度全面 模拟人类还任重道远，但人工智能与教育领域的 内在联系与天然契合必然推动二者深度融合。教育人工智能的社会生态属性人工智能与教育的交叉融合可相对划分为 “人工智能教育”和“教育人工智能”两个阶段。在 人工智能教育阶段,人工智能更多是作为一种技 术工具和教育内容而存在,教育明显是人工智能 应用的一个特定领域，教育领域不仅对人工智能 应用与拓展相对有限，且

9、人工智能的技术属性显 著地具有压倒性体现。鉴于人类智能的复杂性与 内隐性，人工智能教育倾向于分解教育教学的诸 多环节，并以动作替代与行为复现的方式在教学 的各分支领域寻求突破。教育人工智能的概念提出和研究推进扩展了 教育与人工智能的融合深度。教育人工智能本质 上是人工智能与学习科学相结合而形成的一个新 领域。教育人工智能侧重借助人工智能技术，更 微观深入地理解学习的具体发生过程，以及学习 受外部环境的影响机制，进而为学习者高效地进 行学习创造条件。目前，教学模型、领域知识模型 和学习者模型构成了教育人工智能的核心，知识 表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、 智能代理、情感计算则提供了教

10、育人工智能的关 键技术。相比于人工智能教育的技术属性与工具支 持，教育人工智能具有更显著的社会生态属性和 思想观念特征。正如任何基础性的科学技术进步 都会带来缓慢而颠覆性的社会文明变革一样，人 工智能不仅从科学理论转化为技术实践,并广泛 渗透到社会生活的诸多方面，且正以潜移默化的 方式影响着我们对教育的理解，乃至对人的认识。 强调教育人工智能的社会生态属性即是明确人工 智能在教育领域的应用已逐渐突破单纯的技术工 具定位，具有更广泛的社会意义与生态价值。人 工智能将作为社会的内在构成并形成新的文明生 态系统，而教育人工智能无疑是新的社会生态系 统必要的组成部分。二、界定儿童:被托管世界的未来参与

11、者儿童观的历史演进与现实瓶颈儿童观即对儿童的认识。在西方教育史中， 儿童观经历了一个长期的演进过程，主要包括神 性教育的儿童观、人文主义教育的儿童观、自然主 义教育的儿童观、主知主义教育的儿童观、新教育 和进步主义教育的儿童观、新主知主义教育的儿 童观、存在主义教育的儿童观和现代心理学派的 儿童观多样的儿童观构成了我们对儿童 认识的五色拼图，代表了我们对儿童探索的前进 轨迹,其中人文主义的儿童观和自然主义的儿童 观尤为引人瞩目。人文主义教育思想从批判基督 神学的“原罪论”出发，主张一切以人为中心，反对 “性恶论”的儿童观,认为教育促进儿童的发展。 自然主义教育的儿童观以卢梭为代表，主张儿童 “

12、性本善，“出自造物主之手的东西,都是好的”， 并提出“把孩子看作孩子”。人文主义儿童观体现 了人以自我主体存在的方式去认识和理解儿童, 更多强调人的本体存在，凸显人的社会属性和文 化属性。自然主义儿童观试图以一种回归、溯源 的思维认识和理解儿童，更多凸显儿童的自在状 态和自然属性。两种儿童观不仅代表了对儿童认 识的主流思考，且自身也经历着蜕变与更新。儿童观一定程度上决定着教育观，儿童观的 演进内在地推动了儿童教育的革新与发展。然 而，当前较为流行的自然主义儿童观和人文主义 儿童观仍具有不可避免的内在缺陷。近现代教育 领域的自然主义儿童观经历了由客观自然向主观 自然、外在自然向内在自然、抽象自然

13、向具象自然 的发展。夸美纽斯在大教学论中倡导的“教育 适应自然”是客观真实存在的大自然，并以“园丁” 比拟教师。卢梭在爱弥儿中主张的“回归自然” 的教育尊重儿童的天性和本性，提出遵循儿童身 心发展自然规律的教育即是好的教育。赫尔巴特 等科学教育学派和教育心理学派通过具体研究儿 童发展心理学而使自然得以具象化、定型化。伴 随着核心概念“自然”的变化，所谓儿童教育语境 下的自然反而愈加泛化、虚化和异化。对自然是 否具有多样性还是一致性,是否仅内在于儿童还 是隐藏于外部等问题缺乏更有效的探讨。同理, 人文主义儿童观也只是模糊指出了认识儿童的一 条路径，在何为人文，如何理解人的目的性和工具 性，如何基

14、于复杂的社会情境和混沌的文化传统 理解儿童等方面，也都缺乏讨论和共识。蒙台梭 利提出儿童是自己的创造者柘。在今天，儿童不 仅是自己的创造者，更是未来社会的创造者。对 儿童的理解，在已有儿童观的基础上，我们似乎可 以有一个新的尝试,将儿童理解为被托管世界的 未来参与者。被托管的未来世界和预备中的儿童形形色色的儿童观不仅代表了人对“儿童是 谁”的多样探索与回答，更体现着人对自我本质的 寻求与理解。从认识人的生命的独特性出发，以 人的方式去理解儿童具有现实意义与价值。对 此，圣经旧约创世纪开篇即要言不烦地指出： “神说，我们要照着我们的形象，按着我们的样式 造人,使他们管理海里的鱼，空中的鸟，地上的

15、牲 畜和全地，并地上所爬的一切昆虫。”和谐共生的 理念和生态文明的思想都表明人类并非占用甚或 拥有这个世界，而是被委托管理万物与众生。东 方圣雄甘地的“托管”概念更加直白和清晰，即我 们不是作为“所有者”，而是受所有生物和子孙后 代的委托”，暂时持有并管理地球的财富。以此 视角认识儿童,儿童就是我们的委托方,是被托管 世界的未来参与者。儿童有权对让渡托管的世界 有更深的了解，儿童教育应该立足认识未来世界、 亲近未来世界、建设未来世界。单纯以自然人的 视角或人文主义的视角看待儿童,都存在画地为 牢的局限性，无法真正应对变幻莫测的未来世界, 只有将儿童定位为未来世界的参与者，我们才能 真正以一种前

16、瞻性的眼光反思当下的儿童教育， 培养出合格的未来世界构建者。人工智能与基因工程、纳米技术并称21世纪 三大尖端技术，将塑造未来世界。以色列学者尤 瓦尔*赫拉利在未来简史:从智人到智神中指 出，“未来，人类将面临三大问题:生物本身其实就 是算法，生命是不断处理数据的过程;意识与智能 的分离;拥有大数据积累的外部环境将比我们自 己更了解自己。如何看待这三大问题，以及如何采 取应对措施，将直接影响着人类未来的发展” mm。 人类一直以拥有顶级智慧而自居，以创造高度文 明而自傲，可是，当人工智能蓄势待发即将超越人 类智慧，当生物自身被分解并等同于算法时，人类 还有多大把握继续掌控世界、赋予世界意义呢?

17、 无论如何，预备中的儿童都该有机会更近距离地 认识这个已经到来的未来世界，一个由人工智能 重塑和支撑的未来世界。儿童教育应更清晰地体 认自身的滞后与封闭，全维度地谋求转型与转向。 联合国教科文组织最新发布的反思教育：向“全 球共同利益”的理念转变？即提供了一种可能的 选择路径，旨在呼吁对话，秉承人文主义教育观和 发展观，立足尊重生命和人格尊严、权利平等、社 会正义、文化多样性、国际团结以及可持续的未来 分担责任，建议将教育和知识视为全球共同利益， 以便在复杂的世界中协调作为社会集体努力的教 育目的和组织方式囱”三、复盘教育：构建适切儿童发展的教 育人工智能1.激进的人工智能冲击滞后的儿童 教育

18、儿童教育具有先天的滞后属性与封闭特征。 儿童教育本质是在为未来世界培养构建者与参与 者，而当前急剧变革的时代使儿童所可能生存的 未来世界愈来愈模糊且不确定。相反，当前儿童 教育的教育者、教育内容、教育组织方式等均呈现 出明晰且稳定的特征，既承袭传统且坚守传统，以 过去的经验和当下的资源培养未来的儿童，滞后 是必然处境。同时,伴随着正式教育的推进和制 度化教育的扩张，儿童教育愈加彰显出封闭性特 征,其中尤以幼儿园教育为典型代表。公众对儿 童教育高涨的热情与幼儿园教育的自我封闭性之 间存在的矛盾日渐突出，幼儿园严格的安保制度 和稳定的生活方式正使其成为开放社会中的黑 箱。家庭教育在正式教育的猛烈冲

19、击下趋于萎 缩，正式教育又不断自我设限，滞后封闭。人工智能所蕴含的巨大威力正重创着儿童教 育的滞后与封闭。人工智能定义的未来时代迫切 需要儿童教育的变革与开放。人工智能时代的学 校面临强烈的生存危机，学校这座“孤岛”会在信 息技术带来的开放中与外界联系日益紧密。学校 空间的利用率、学校时间的弹性化也会大幅度提 升。最重要的是,智能教育必将推动精准教育、个 性教育的实现，人工智能基于儿童成长需求的精 准定位和精准预测，致力提供更具个性化、更有针 对性的精准服务。同时，在儿童教育的目的、内容 和组织层面,人工智能同样带来诸多不可回避的 问题,如儿童应该培养成怎样的人以区别于具有 高度智能的机器，德

20、智体美的教育在人工智能时 代是否具有同样重要的价值，如何从日益泛滥的 信息社会中选取儿童真正需要的知识和技能，儿 童是否应该对其学习与发展承担更多的责任，教 学应如何组织才能最大化地发挥人工智能的价 值，教师应该如何应对被人工智能取代的潜在风 险等。以上问题，短期内很难有一致且清晰的回 答，因为错综复杂的不可知正是人工智能的基本 属性，但可以确定,开放与变革将是人工智能时代 儿童教育发展的核心基调。2,人工智能重新定义儿童学习与儿童 发展机器学习和深度学习既是人工智能研究的一 个核心领域，又极大地冲击着对学习和知识的界 定和理解。机器学习可以让计算机通过经验不断 提高自身性能，在未实现明确编程

21、的情况下做出 正确反应3。同时,机器学习能够基于大量数据 的自动识别模式发现规则，预测学生学习表现，为 满足智慧教育和个性化学习的需求提供可能回。 深度学习是机器学习发展的第二个阶段,其动机 在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它 模仿人脑的机制来解释数据，如图像、声音和文 本。奠基于机器学习和深度学习的人工智能使学 习不再是人类的特权，人工智能在通过自适应的 深度学习以获得智慧的同时，也在向情感和自我 意识领域突进。虽然中文屋实验在否定机器获得 与人类相似智能的可能性，但AlphaG。的胜利已明 确证实机器学习和深度学习的有效性。人类如何 正视机器的学习能力，如何自证知识学习的必要 性

22、是人工智能给儿童教育提出的首要问题。儿童学习是儿童发展的重要依托，儿童的健 康成长与和谐发展是儿童教育的落脚点。当儿童 学习面临挑战，儿童发展也不可避免地受到冲击。 首先是如何规划儿童的发展方向，其次是如何支 持儿童的发展过程,最后是如何评价儿童的发展 结果。人工智能的发展是否会动摇36岁儿童 学习与发展指南中提出的“以促进幼儿体、智、 德、美各方面的协调发展为核心”的主旨内涵与功 能定位。36岁的儿童发展目标应如何更好地体 现人工智能的最新进展。同时，以教育机器人为 典型代表的人工智能正全面参与儿童的学习与发 展过程，并对学生分析能力、创造能力和实践能力 的培养发挥着愈加重要的作用皿。就儿童发展的 未来而言，北京大学光华管理学院院长刘俏在 2017年新生开学典礼上的设想值得思考，即想象 一个反向的“图灵测试”场景一怎样在一群具有 人类级智慧的机器中辨识出人的卓尔不群;在迎 面而来的人工智能时代，人以什么样的品性和能 力区别于具有高级智慧的机器。对这个问题的回 答将会告诉我们儿童教育应该坚守的本质和儿童 发展应该追寻的方向。教师与人工智能的正面遭遇与和解 可能教师是传统学校教育的核心组成部分，最早 最强烈地感受到人工智能的冲击。教师与人工智 能的正面遭遇既不可避免，又充满未知。乐观