文/李亦菲 北京師范大學科學傳播與教育研究中心副主任

智能教育與人工智能教育之間的關系

文/李亦菲 北京師范大學科學傳播與教育研究中心副主任

人工智能對教育的影響已經(jīng)得到政府部門、科技企業(yè)和中小學校的廣泛重視，但人們并沒有清楚地區(qū)分出智能教育和人工智能教育。為了找到人工智能時代教育發(fā)展的正確路徑，人們必須把握智能教育和人工智能教育的內(nèi)涵，并準確厘清它們之間的關系。

2017年10月27日，中國人民大學附屬中學翟小寧校長在“新高考背景下人大附中高中課程改革深化研討會”主旨報告中提到，“未來教育應該能實現(xiàn)人工智能跟人類智能合作共存，它將會是人與人工智能相互協(xié)作的時代，人工智能將會是未來教育的好工具?！彼瑫r又提到，人工智能相關的課程與競賽已經(jīng)在人大附中火熱地開展起來，除了基礎的人工智能普及教育外，學生在教師的帶領下開展的項目實踐，涉及虛擬現(xiàn)實、無人機編隊飛行、人臉識別、神經(jīng)網(wǎng)絡等人工智能技術。顯然，翟校長提到的是利用人工智能改進教育，可稱為“智能教育”（intelligent education）；而學生們所從事的活動屬于以人工智能為學習內(nèi)容的教育，可稱為“人工智能教育”（artificial intelligence education）。

2017年11月1日，《科教新報》以“人工智能教育：教育信息化發(fā)展的未來”為題，整版報道了人工智能技術對教育的影響。在這一報道中，就將“智能教育”（教育信息化）與“人工智能教育”混為一談了。這種混淆不僅出現(xiàn)在媒體文章中，甚至也出現(xiàn)在官方發(fā)布的正式文件中。2017年7月，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出人工智能成為國際競爭的新焦點、經(jīng)濟發(fā)展的新引擎和社會建設的新機遇，強調(diào)要“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發(fā)和推廣”。在這里，“智能教育”指的是人工智能教育，并不是利用人工智能改進教育。但在同一文件中，又將“智能教育”與智能醫(yī)療、智能健康和養(yǎng)老并稱為智能服務的重要組成分，強調(diào)“利用智能技術加快推動人才培養(yǎng)模式、教學方法改革，構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系”。顯然，前者的表述指的是“人工智能教育”，后者的表述指的是“智能教育”。

“智能教育”的內(nèi)涵與外延

從使用語境來看，“智能教育”一詞有兩種含義，一種含義是指致力于促進學習者的智能發(fā)展的教育（intelligence education）；另一種含義是指利用智能化的系統(tǒng)或設備傳授知識和技能的教育（intelligent education）。顯然，第一種含義關注的是學習者的智能，并將學習者的智能發(fā)展作為教育目標；第二種含義關注的是系統(tǒng)或設備的智能（即所謂的人工智能），并將系統(tǒng)或設備的智能作為提升教育效能的支持條件。第二種含義下的智能教育可以理解為在人工智能技術支持下開展的教育，也稱為“智能的教育”或“智能化的教育”。本文采用第二種含義使用“智能教育”一詞。需要說明的是，許多學者也將“智能教育”稱為“智慧教育”（smart education）。

根據(jù)所采用的系統(tǒng)或設備的智能水平不同，智能教育的范圍非常廣泛。從美國心理學家斯金納在20世紀50年代設計的教學機器，到20世紀80年代末以來出現(xiàn)的各種形式的智能教育機器人或智能教育系統(tǒng)，以及當前正在蓬勃發(fā)展的，建立在物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設備、云計算、語音與圖形識別、虛擬現(xiàn)實等新技術基礎上的綜合性的智能校園系統(tǒng)，都可以用于改變長期以來依賴講解、閱讀和紙筆練習的傳統(tǒng)教育方式，而利用這些智能系統(tǒng)或設備的新型教育方式，都可以被稱為智能教育。

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》對智能教育系統(tǒng)的建設和開發(fā)提出以下四個方面的要求：（1）開展智能校園建設，推動人工智能在教學、管理、資源建設等全流程應用；（2）開發(fā)立體綜合教學場、基于大數(shù)據(jù)智能的在線學習教育平臺；（3）開發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)；（4）建立以學習者為中心的教育環(huán)境，提供精準推送的教育服務，實現(xiàn)日常教育和終身教育定制化。具體來說，借助于各種物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備采集的大數(shù)據(jù)，智能教育系統(tǒng)能對每一個學生的學習情況進行系統(tǒng)的、不間斷的監(jiān)測與評估，并根據(jù)評估結果為他們“量身定制”教育方案，配備最適合實施這一教學方案的教師。為學生們提供教學的教師很可能并不是真正的人，而是能夠以假亂真的教學機器人。

一些學者預測，在智能教育系統(tǒng)中，人工智能將替代并更好地完成教育工作者的一些任務；同時，他們也認為，無論多么強大，人工智能也無法徹底替代教師的全部教育責任。正如翟小寧校長所說，“未來教育應該能實現(xiàn)人工智能跟人類智能合作共存”?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》也將“人機混合智能”作為人工智能科技創(chuàng)新體系建設的重要內(nèi)容。按照這一構想，智能教育中的“智能”，應該既包括設備和系統(tǒng)的人工智能，也包括科技人員、教師、家長等眾多教育者的人類集體智能；或者說，是由人工智能和人類智能構成的混合智能。

“人工智能教育”的內(nèi)容和形式

與“智能教育”不同，“人工智能教育”不是人工智能技術支持的教育，而是以人工智能為內(nèi)容的教育。雖然在含義上不同，人工智能教育與智能教育都不是最近才受到人們關注。智能教育可以追溯到20世紀50年代出現(xiàn)的教學機器，而人工智能教育則可以追溯到1968年出現(xiàn)的編程教育，即LOGO語言編程。LOGO語言的發(fā)明者，美國麻省理工學院的西摩·帕佩特和辛西婭·所羅門列出兒童可以利用計算機開展的活動包括作曲、控制玩偶、編程、制作電影、數(shù)學建模等。這些活動可以看成是人工智能教育的早期嘗試。

在我國，早在2001 年教育部就決定用 5 到 10 年左右的時間在全國中小學普及信息技術教育。2003年，浙江師范大學的張劍平撰文，建議將人工智能作為高中信息技術系列課程中的任意選修課程，并將人工智能的基本概念、知識表示與機器學習、推理與專家系統(tǒng)、問題求解、符號運算等作為課程的主要內(nèi)容。我國普通高中信息技術標準已將“人工智能初步”作為選修模塊，內(nèi)容包括知識及其表達、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語言與問題求解等。

值得關注的是，國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》并沒有采用“人工智能教育”，而只是提出要“廣泛開展人工智能科普活動”，具體包括以下五個方面：（1）在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發(fā)和推廣；（2）建設和完善人工智能科普基礎設施，充分發(fā)揮各類人工智能創(chuàng)新基地平臺等的科普作用；（3）鼓勵人工智能企業(yè)、科研機構搭建開源平臺，面向公眾開放人工智能研發(fā)平臺、生產(chǎn)設施或展館等；（4）支持開展人工智能競賽，鼓勵進行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作；（5）鼓勵科學家參與人工智能科普。

雖然沒有采用“人工智能教育”這一說法，但《規(guī)劃》提出的五個方面的具體要求包含了正規(guī)教育、非正式教育、非正規(guī)教育，形成了一個完整的人工智能教育體系。其中，設置人工智能相關課程（以編程教育為代表）屬于正規(guī)教育；開放人工智能研發(fā)平臺、創(chuàng)新基地平臺、生產(chǎn)設施或展館屬于非正式教育；人工智能科普創(chuàng)作和競賽屬于非正規(guī)教育。

“智能教育”與“人工智能教育”的關系

要理清智能教育與人工智能教育之間的關系，必須對人類智能和人工智能兩個概念進行明確的區(qū)分，并以此為基礎，建立智能教育和人工智能教育的關系模型。

“人類智能”，即通常所說的“智能”或“智力”（intelligence），是一個心理學術語，有時也稱智慧（wisdom）。雖然這一術語被廣泛使用，但一直沒有一個公認的定義。在不同的歷史階段，心理學家對智能的解釋也有所不同，主要有以下三種觀點：（1）在19世紀末20世紀初，心理學家將智能或智力解釋為學習、理解并運用邏輯方法思考事物的能力，代表性觀點有斯皮爾曼的“二因素理論”和瑟斯頓的“群因素理論”；（2）20世紀50年代，心理學家將智能或智力解釋為學習、理解事物以及應對新的或困難情境的能力，代表性的觀點是吉爾福德的“智力三維理論”，這一理論首次將創(chuàng)造力引入智力的范疇；（3）20世紀80年代，心理學家將智能解釋為人在特定情景中解決問題并有所創(chuàng)造的能力，是一個由多維度、多層次的要素構成的復雜系統(tǒng)，代表性觀點有加德納的“多元智能理論”和斯滕伯格的“三元智力理論”。目前，大部分心理學家和教育工作者都接受加德納提出的多元智能理論。這一理論將人的智能分為相對獨立存在的、與特定的認知領域相聯(lián)系的八個方面，包括語言智能、邏輯-數(shù)理智能、空間智能、運動智能、音樂智能、人際交往智能、內(nèi)省智能、自然觀察智能等。

在“人工智能”這一名稱于1956年達特茅斯會議上被幾位“人工智能之父”共同確定時，它被解釋為“使一部機器能夠像一個人一樣做出反應所依據(jù)的智能”。根據(jù)這一定義，作為計算機科學的一個分支，人工智能的基本任務就是研究如何讓計算機去做那些過去只能靠人的智力才能完成的任務，如證明數(shù)學定理、解決數(shù)字謎題、下象棋等。然而，在后來的研究中，人工智能的任務并沒有局限于此，而是擴展到研究如何利用計算機來模擬人的思維過程和智能行為，并進而探討智能的基本原理。顯然，這一研究目標不僅涉及計算機科學，而且還涉及心理學、生物學、哲學、數(shù)學、語言學等眾范圍廣泛的眾多學科。這使得人工智能擴展為一門模擬、解釋和擴展人類智能的綜合性學科，國外學者通常將這一研究領域稱為認知科學（Cognitive Science），而我國的一些學者則建議將這一研究領域稱為智能科學（intelligent science）。

由上面的說明可以看出，人工智能一詞既可以指代一種與人類智能相對應的智能類型，表現(xiàn)為各種形式的智能設備或系統(tǒng)；也可以指代一個學科門類，由指導各種智能設備或系統(tǒng)開發(fā)的基礎理論和關鍵技術構成。從智能類型的角度看，當前的智能設備或系統(tǒng)所具有的智能只是弱人工智能，即每個系統(tǒng)只能完成一項或多項專門的任務，如圖像識別、語音識別、自動駕駛、疾病診斷、學習分析等。從學科研究的角度看，科學家們早已將注意力聚集到強人工智能（通用人工智能）和超級人工智能的研究中，并進一步關注人機混合智能、群體智能、自主協(xié)同與決策等基礎理論研究。

顯然，智能教育與人工智能設備或系統(tǒng)有關，而人工智能教育則既與人工智能設備和系統(tǒng)有關，也與人工智能基礎理論和關鍵技術有關。下圖描述了智能教育與傳統(tǒng)教育的關系。由圖可以看出，在傳統(tǒng)的教育系統(tǒng)中，學科知識可以通過課程資源和科普資源傳遞給學生，前者稱為科普活動（屬于非正規(guī)教育或非正式教育），后者稱為教學活動（屬于正規(guī)教育）；智能教育就是得到智能設備或系統(tǒng)支持的科普活動和教學活動。圍繞智能教育的一個焦點問題，就是智能設備或系統(tǒng)是否會完全替代學科教師和科普人員所從事的工作，目前，大多數(shù)人認同的觀點是：學科教師和科普人員的工作不會被完全替代，而是會與智能設備或系統(tǒng)形成良好的合作關系。

從圖中可以看出，只需要將學科知識替換為人工智能理論和技術，就可以描述人工智能教育的內(nèi)容和形式。具體說，人工智能教育的內(nèi)容既包括人工智能的基礎理論和關鍵技術，也包括各種形式的人工智能設備或系統(tǒng)。而人工智能教育的形式，則既包括基于課程資源的教學活動，也包括基于科普資源的科普活動。在人工智能教育中，要大力提倡采用智能設備和系統(tǒng)開展教學活動和科普活動，也就是采用智能教育的方式開展人工智能教育。當然，不要指望完全利用智能設備和系統(tǒng)開展人工智能教育，要注意發(fā)揮學科教師和科普人員的作用，探索人與設備協(xié)同開展人工智能教育的有效方式。

李亦菲，心理學博士，北京師范大學教育心理與學校咨詢研究所碩士生導師，科學傳播與教育研究中心副主任，兼任中國教育學會青少年創(chuàng)新教育分會理事長。主要研究方向包括認知學習理論、創(chuàng)造力培養(yǎng)、科技教育、心理健康教育、教育評價等。