胡藝齡 趙梓宏 顧小清
(華東師范大學(xué) 教育學(xué)部教育信息技術(shù)學(xué)系,上海 200062)
隨著智能技術(shù)應(yīng)用發(fā)展,教育已成為人工智能所欲“變革”甚至“顛覆”的領(lǐng)域之一。但從當(dāng)前實(shí)踐看,智能教育應(yīng)用距離發(fā)揮其“智能價(jià)值”并賦能教育教學(xué)實(shí)踐還有很長(zhǎng)一段路(李樹英,2022;逯行,2022),人工智能技術(shù)在復(fù)雜性、穩(wěn)定性、可解釋性與公平性等方面仍存在一定局限(曾海軍等,2022),教育實(shí)踐的學(xué)、教、管、評(píng)等環(huán)節(jié)依舊存在應(yīng)用困境。比如,人工智能算法依據(jù)既定目標(biāo)提供的學(xué)習(xí)資源、發(fā)展路徑等相對(duì)固化,忽略了學(xué)生發(fā)展與意向的多樣性(桑新民等,2020);不透明的算法、缺乏解釋性的系統(tǒng)邏輯等,難以讓教師對(duì)人工智能輸出的學(xué)習(xí)診斷與智能決策產(chǎn)生信任(劉桐等,2022);人工智能對(duì)教育數(shù)據(jù)的過(guò)度采集可能導(dǎo)致師生隱私泄露(李世瑾等,2021);數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能測(cè)評(píng)是以算法為導(dǎo)向的,缺乏具體可解釋的能力分析尺度,難以清晰刻畫學(xué)生的能力發(fā)展?fàn)顩r并提供準(zhǔn)確的問(wèn)題歸因(黃昌勤等,2022)。
上述局限涉及的利益主體、問(wèn)題層次等具有復(fù)雜、多樣的特征,但從技術(shù)哲學(xué)視角分析,此類問(wèn)題的根源是相同的。技術(shù)哲學(xué)認(rèn)為,教育中的技術(shù)是人類認(rèn)識(shí)并改造教育的一種本質(zhì)力量,是技術(shù)理性、技術(shù)價(jià)值在教育領(lǐng)域的體現(xiàn)(顏士剛等,2008)。同時(shí),任何技術(shù)都不是脫離人類社會(huì)而獨(dú)立存在的,是價(jià)值負(fù)荷的,承載著一定的社會(huì)、文化與經(jīng)濟(jì)的價(jià)值因素。因此,技術(shù)不僅具有與其自身特質(zhì)相關(guān)的自然屬性,還包括承載人類目的與價(jià)值觀的社會(huì)屬性。智能教育應(yīng)用作為智能時(shí)代教育技術(shù)的主要形式之一,同樣如此。為凸顯智能教育應(yīng)用的教育性,本研究將教育領(lǐng)域技術(shù)的社會(huì)屬性稱為教育屬性,從而強(qiáng)調(diào)智能教育應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)教育目的、支持教學(xué)活動(dòng)的根本屬性與價(jià)值。技術(shù)系統(tǒng)“原生”的人工智能技術(shù)為了滿足教育實(shí)踐需求,實(shí)現(xiàn)與教育的深度融合,不僅需要服從技術(shù)本身所具有的規(guī)范與規(guī)律,更要使技術(shù)特征滿足教育的目的,將“原生”的人工智能技術(shù)改造為智能教育應(yīng)用。教育屬性指導(dǎo)自然屬性,自然屬性服務(wù)教育屬性(李仁涵,2020),自然屬性若忽視甚至違背教育屬性,必然導(dǎo)致技術(shù)異化,帶來(lái)倫理、安全、管理等問(wèn)題。上述提及的人工智能與教育融合在學(xué)、教、管、評(píng)等方面存在的問(wèn)題,根源都在于人工智能技術(shù)的自然屬性難以滿足教育目的、適應(yīng)教育規(guī)律等屬性,導(dǎo)致智能教育應(yīng)用出現(xiàn)技術(shù)異化,割裂了智能教育應(yīng)用與教育主體之間的協(xié)同關(guān)系(郝祥軍等,2022)。
因此,從技術(shù)的本質(zhì)屬性出發(fā),實(shí)現(xiàn)自然屬性與教育屬性的和諧統(tǒng)一,是從根本上實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)與教育融合的關(guān)鍵,更是突破智能教育應(yīng)用涌入教育系統(tǒng)后所呈現(xiàn)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、人機(jī)矛盾的關(guān)鍵。本研究從技術(shù)哲學(xué)的角度出發(fā),探討教育各類行動(dòng)主體在人工智能介入教育的過(guò)程中,應(yīng)呈現(xiàn)何種相互作用與協(xié)同關(guān)系,從而使智能教育應(yīng)用的自然屬性與教育屬性協(xié)調(diào)統(tǒng)一,且能夠滿足教育目的、符合教育規(guī)律、賦能教學(xué)實(shí)踐。
在技術(shù)哲學(xué)視角下,技術(shù)與教育融合過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是教育主體與技術(shù)客體相互作用、彼此形塑的過(guò)程(蔣曉麗等, 2018)。一方面,教育主體對(duì)技術(shù)客體進(jìn)行創(chuàng)造或改造,使技術(shù)客體的屬性滿足教育主體的實(shí)踐需求,讓教育主體的“人的本質(zhì)”在技術(shù)化環(huán)境中自由發(fā)展。另一方面,技術(shù)客體又為教育主體帶來(lái)全新的實(shí)踐方式與互動(dòng)模式,重塑教育主體的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與智慧。但無(wú)論是人建構(gòu)技術(shù)或是技術(shù)形塑人,人工智能與教育融合的根本目的是實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展,即在人工智能與教育相融合、相作用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展。技術(shù)哲學(xué)理論將這種相互作用過(guò)程歸納為技術(shù)教育化與教育技術(shù)化(龐紅衛(wèi),2021)。
技術(shù)教育化是教育領(lǐng)域各類主體對(duì)技術(shù)客體進(jìn)行創(chuàng)造、改造的過(guò)程,從而將教育主體的意向、價(jià)值與觀念等轉(zhuǎn)化為技術(shù)客體的屬性。因此,技術(shù)教育化的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是將技術(shù)的自然屬性與教育屬性相統(tǒng)一,是教育主體(如高校科研團(tuán)隊(duì)、教育技術(shù)企業(yè)、教育管理部門)根據(jù)教育目標(biāo)與實(shí)際教育需求,對(duì)人工智能等技術(shù)客體的自然屬性進(jìn)行教育化的規(guī)范、創(chuàng)造或改造(閆志明等,2017),從而創(chuàng)造出如智能教育應(yīng)用等已實(shí)現(xiàn)“技術(shù)教育化”的技術(shù)產(chǎn)物。其過(guò)程可歸納為:通過(guò)協(xié)調(diào)教育目的與教育實(shí)踐的矛盾,對(duì)技術(shù)先前狀態(tài)進(jìn)行改造或再創(chuàng)造,從而將新的技術(shù)運(yùn)用到教育實(shí)踐中,并依據(jù)新的需求與矛盾進(jìn)行新一輪的創(chuàng)造迭代,實(shí)現(xiàn)技術(shù)自然屬性與教育屬性的動(dòng)態(tài)平衡(單美賢等,2008)。
在教育實(shí)踐中,教育主體應(yīng)用技術(shù)也同樣受到技術(shù)客體的影響,并把技術(shù)客體的屬性、價(jià)值等轉(zhuǎn)化為教育主體自身的力量或?qū)傩?,如技術(shù)素養(yǎng)、教育技術(shù)應(yīng)用能力等。簡(jiǎn)言之,技術(shù)力量賦能教育教學(xué),促進(jìn)教育主體的發(fā)展,就是實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)化的過(guò)程(安濤等,2014)。對(duì)于教育系統(tǒng)而言,引入新技術(shù)前它是相對(duì)穩(wěn)定的,而當(dāng)新技術(shù)涌入時(shí),教育系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)引起不協(xié)調(diào)與混沌(龐紅衛(wèi),2021)。正如耗散結(jié)構(gòu)理論所呈現(xiàn)的那樣,只有通過(guò)混沌打破系統(tǒng)的舊狀態(tài),才有可能促使系統(tǒng)發(fā)展到新的狀態(tài)(Segel & Jackson,1972)。因此,促進(jìn)人工智能與教育融合的關(guān)鍵在于,教育主體能否正視新技術(shù)、新理念與舊方法、舊模式碰撞帶來(lái)的“混沌”,能否恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用技術(shù)力量改造并拓展自身能力(胡藝齡等,2022a)。發(fā)展、拓展人自身的屬性,消除技術(shù)依賴或技術(shù)規(guī)避而導(dǎo)致的“人的異化”,才能順利地推動(dòng)教育技術(shù)化,并在教育實(shí)踐過(guò)程中實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教育的深度融合,推動(dòng)新一輪教育系統(tǒng)更新與發(fā)展的迭代。
教育與技術(shù)融合的“技術(shù)教育化”與“教育技術(shù)化”的過(guò)程見(jiàn)圖1。由此可見(jiàn),教育系統(tǒng)中人工智能與教育實(shí)踐的融合過(guò)程,涉及兩類關(guān)鍵的教育主體:設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體,設(shè)計(jì)主體包括教育技術(shù)企業(yè)等設(shè)計(jì)、創(chuàng)造或改造智能教育應(yīng)用的主體,是推動(dòng)技術(shù)教育化的關(guān)鍵主體;實(shí)踐主體包括運(yùn)用智能教育的各類教育機(jī)構(gòu),是實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)化過(guò)程的關(guān)鍵主體。因此,人工智能與教育融合是否有效,與設(shè)計(jì)主體和實(shí)踐主體的交互密切關(guān)聯(lián)。
圖1 教育與技術(shù)融合過(guò)程
在人工智能與教育融合過(guò)程中,技術(shù)異化具體體現(xiàn)在倫理風(fēng)險(xiǎn)、可解釋性差、以算法為中心而非以人為中心等問(wèn)題上。因此,剖析人工智能與教育融合的過(guò)程,探討智能教育應(yīng)用自然屬性與教育屬性的矛盾統(tǒng)一,是突破其技術(shù)異化問(wèn)題根源的關(guān)鍵(李政濤等,2019)。具體原因包括兩個(gè)方面。
1. 由技術(shù)自身的自然屬性所決定的技術(shù)異化
技術(shù)哲學(xué)強(qiáng)調(diào),任何技術(shù)都是非自然的人工制品,技術(shù)都是人類為了改造自然而創(chuàng)造的人造物。這意味著技術(shù)勢(shì)必導(dǎo)致人與自然關(guān)系的破壞,并存在設(shè)計(jì)局限。教育中的技術(shù)也是如此。教育技術(shù)原本就是人為了認(rèn)識(shí)和改造教育而創(chuàng)造的一種拓展教育形式的中介(王竹立,2018)。將教育過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與流程化是形成穩(wěn)定的、可操作的、可廣泛傳播的教育技術(shù)的重要前提,但這一過(guò)程不可避免地忽視了不同教育對(duì)象的個(gè)性化需求與能力差異。在智能時(shí)代,智能教育應(yīng)用雖然在一定程度上解決了個(gè)性化的問(wèn)題,卻涌出信息繭房、算法倫理等復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。教育技術(shù)在提升教育教學(xué)效果上雖然有重要優(yōu)勢(shì),但技術(shù)的自然屬性具有的不可消除的局限,導(dǎo)致技術(shù)與教育的融合始終存在矛盾。技術(shù)本身的“原罪”導(dǎo)致的技術(shù)異化不可消除,但可以在技術(shù)創(chuàng)造的源頭進(jìn)行規(guī)避,減少技術(shù)的內(nèi)在性異化。例如,在智能教育應(yīng)用的設(shè)計(jì)開發(fā)階段,設(shè)計(jì)主體需嚴(yán)格按照教育目的與教育規(guī)律,規(guī)劃系統(tǒng)開發(fā)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等流程,并運(yùn)用教育教學(xué)理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)技術(shù)業(yè)務(wù)邏輯,最大程度地規(guī)避技術(shù)自身自然屬性帶來(lái)的異化。
2. 由人類認(rèn)知的局限性所決定的技術(shù)異化
由技術(shù)自然屬性帶來(lái)的技術(shù)異化不可消除,但創(chuàng)造技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)的人類主體可以運(yùn)用自身能力與價(jià)值傾向規(guī)范技術(shù)的創(chuàng)造與使用,減少技術(shù)自然屬性所帶來(lái)的問(wèn)題。相對(duì)而言,若設(shè)計(jì)主體缺乏相應(yīng)的教育理論知識(shí)、實(shí)踐主體缺乏信息技術(shù)應(yīng)用能力,認(rèn)知局限也會(huì)帶來(lái)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的異化(陳曉珊,2018)。但由人類主體的認(rèn)知局限而導(dǎo)致的技術(shù)異化在一定程度上是可以規(guī)避的。設(shè)計(jì)主體在創(chuàng)造或改造智能教育應(yīng)用的“技術(shù)教育化”過(guò)程中需要根據(jù)相應(yīng)的理論、原則與標(biāo)準(zhǔn)把控、衡量技術(shù)的設(shè)計(jì)是否滿足教育目的與規(guī)律(顧小清等,2022);實(shí)踐主體同樣需要對(duì)應(yīng)的理論與培訓(xùn)以支持智能教育實(shí)踐的“教育技術(shù)化”過(guò)程。例如,通過(guò)培養(yǎng)實(shí)踐主體的信息化應(yīng)用能力、人工智能素養(yǎng)等,可避免由于實(shí)踐主體自身認(rèn)知局限導(dǎo)致的智能教育應(yīng)用問(wèn)題。
綜上,突破技術(shù)異化,特別是智能教育應(yīng)用的技術(shù)異化的關(guān)鍵主體不僅包括設(shè)計(jì)主體和實(shí)踐主體,還包括規(guī)范技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程、支持技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程等規(guī)范主體,即規(guī)范主體應(yīng)成為“技術(shù)教育化”和“教育技術(shù)化”兩個(gè)重要過(guò)程的中介保障,即通過(guò)規(guī)范主體、設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體三者之間的相互制衡、相互監(jiān)督、相互支持,形成多級(jí)主體之間的協(xié)調(diào)關(guān)系(張弘政,2005)。這樣將智能教育應(yīng)用置于“規(guī)范-設(shè)計(jì)-實(shí)踐”的循環(huán)迭代過(guò)程中,最終實(shí)現(xiàn)人工智能與教育的可持續(xù)發(fā)展與協(xié)調(diào)融合。
基于技術(shù)哲學(xué)相關(guān)理論,本研究構(gòu)建了人工智能與教育融合的動(dòng)力系統(tǒng)(見(jiàn)圖2),將參與人工智能與教育融合的規(guī)范主體、設(shè)計(jì)主體、實(shí)踐主體之間的關(guān)系加以可視化表征,并梳理不同主體如何在“技術(shù)教育化”與“教育技術(shù)化”融合過(guò)程中實(shí)現(xiàn)智能教育應(yīng)用的自然屬性與教育屬性的協(xié)調(diào)。
圖2 人工智能與教育融合的動(dòng)力系統(tǒng)
規(guī)范智能教育應(yīng)用的主要目的是約束并引導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐。教育系統(tǒng)的規(guī)范主體—高??蒲袌F(tuán)隊(duì)與教育管理部門應(yīng)依據(jù)教育目的與實(shí)際需求(如宏觀教育目標(biāo)、教學(xué)實(shí)踐),運(yùn)用教育管理理論、教學(xué)與學(xué)習(xí)理論等,在遵循技術(shù)自然屬性的基礎(chǔ)上規(guī)范智能教育應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)踐過(guò)程,從而消除因人的局限性而帶來(lái)的技術(shù)異化,在技術(shù)教育化過(guò)程中貫徹以人為中心、以教育理論為導(dǎo)向的思想。智能教育應(yīng)用規(guī)范是實(shí)現(xiàn)技術(shù)教育化的開端,也是導(dǎo)引技術(shù)教育化的基礎(chǔ)。
1.分析:規(guī)范主體的能力屬性。規(guī)范主體要具有較強(qiáng)的素質(zhì)與能力,能依據(jù)智能教育應(yīng)用實(shí)踐問(wèn)題剖析智能教育應(yīng)用的自然屬性與教育屬性的沖突與矛盾點(diǎn),并設(shè)計(jì)解決技術(shù)二重性矛盾的路徑。規(guī)范主體要都具備問(wèn)題分析能力、教育理論底蘊(yùn)、技術(shù)設(shè)計(jì)能力等。
2.制定:規(guī)范主體的實(shí)踐活動(dòng)。規(guī)范主體要具有較強(qiáng)的方法設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)制定能力,能將實(shí)際問(wèn)題與教育理論相結(jié)合,將抽象、上位的教育理念與原則轉(zhuǎn)化為具體、可實(shí)施、可操作的智能教育應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐的方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。
3.監(jiān)管:規(guī)范主體與其他教育主體的交互。規(guī)范主體還需要建立一定的監(jiān)督機(jī)制,保證設(shè)計(jì)主體的能力不被濫用,較好地融合自然屬性與教育屬性,克服技術(shù)復(fù)雜性、促成高技術(shù)成熟性與技術(shù)交互性等;通過(guò)培訓(xùn)、引導(dǎo)、協(xié)作參與等方法,支持實(shí)踐主體恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮智能教育應(yīng)用的價(jià)值,規(guī)避因?qū)嵺`主體缺乏應(yīng)用能力導(dǎo)致的技術(shù)誤用等問(wèn)題。
智能教育應(yīng)用設(shè)計(jì)是技術(shù)教育化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,只有設(shè)計(jì)主體在創(chuàng)造、改造或再創(chuàng)造智能教育應(yīng)用的過(guò)程中充分發(fā)揮人工智能的自然屬性,并將自然屬性引向教育屬性,才能實(shí)現(xiàn)較高程度的技術(shù)教育化。因此,設(shè)計(jì)主體—教育技術(shù)企業(yè)需要根據(jù)規(guī)范主體制定的方法策略與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,消除技術(shù)自然屬性帶來(lái)的負(fù)面影響,如復(fù)雜性、不可解釋性、數(shù)據(jù)隱私泄露等,同時(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程需體現(xiàn)教育屬性,貫徹教育理論,關(guān)注實(shí)踐主體需求等,克服技術(shù)的無(wú)人與無(wú)視人的不足。
1.理論:設(shè)計(jì)主體的能力屬性。設(shè)計(jì)主體的教育情懷與理論功底是技術(shù)教育化過(guò)程的基石。因?yàn)橹悄芙逃龖?yīng)用與其他通用領(lǐng)域的技術(shù)差異大,教育領(lǐng)域的設(shè)計(jì)主體不僅需要關(guān)注技術(shù)層面的設(shè)計(jì)與開發(fā),更需要將特定的教育理論、人文觀念等體現(xiàn)到智能教育應(yīng)用中,從而滿足學(xué)生成長(zhǎng)、教師發(fā)展、教學(xué)實(shí)踐與教育管理等復(fù)雜教育需求。
2.設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)主體的實(shí)踐活動(dòng)。設(shè)計(jì)主體需要具備較強(qiáng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。智能教育應(yīng)用的設(shè)計(jì)與一般通用領(lǐng)域的技術(shù)設(shè)計(jì)差異差大,具體體現(xiàn)為如何設(shè)計(jì)符合教育規(guī)律的資源呈現(xiàn)、技術(shù)交互、評(píng)價(jià)反饋等。例如,教育領(lǐng)域的信息提示設(shè)計(jì)需要符合教學(xué)支架設(shè)計(jì)原則,不是一味地為學(xué)生提供反饋提示,而要堅(jiān)持“支架逐漸撤離”的原則減少信息提示,從而幫助學(xué)生自主掌握知識(shí)與技能。因此,設(shè)計(jì)主體需要對(duì)教育領(lǐng)域的特殊主體(如教師、學(xué)生)等開展面向教育領(lǐng)域知識(shí)與規(guī)律的建模(如教育理論、領(lǐng)域知識(shí)圖譜、領(lǐng)域規(guī)則、領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)等),在規(guī)避人工智能復(fù)雜性、算法倫理等局限基礎(chǔ)上,將教育理論貫徹到智能教育應(yīng)用設(shè)計(jì)中。
3.保障:設(shè)計(jì)主體與其他主體的交互。設(shè)計(jì)主體在推出并部署智能教育應(yīng)用后,需要與實(shí)踐主體保持協(xié)作,在實(shí)踐主體發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用與教育產(chǎn)生矛盾時(shí),及時(shí)提供技術(shù)改造措施,確保智能教育應(yīng)用的自然屬性始終滿足教育屬性。
智能教育應(yīng)用的實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)化的過(guò)程,不僅是檢驗(yàn)技術(shù)教育化是否實(shí)現(xiàn)了自然屬性與教育屬性的統(tǒng)一融合,也是發(fā)揮智能教育應(yīng)用自然屬性與教育屬性的實(shí)踐場(chǎng)域。實(shí)踐主體(教育管理者、教師、學(xué)生)需具備一定的技術(shù)應(yīng)用能力與技術(shù)素養(yǎng),并掌握相應(yīng)的智能教育理論,具備積極的實(shí)踐意向,方能把智能教育應(yīng)用主動(dòng)融合到教學(xué)實(shí)踐中,打破教育系統(tǒng)舊的秩序,達(dá)到更新、更高的狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)化。因此,實(shí)踐不僅是技術(shù)教育化到教育技術(shù)化過(guò)程的終點(diǎn),更是新一輪人工智能與教育融合的起點(diǎn)。因此,智能教育應(yīng)用實(shí)踐產(chǎn)生的反饋是促進(jìn)規(guī)范與設(shè)計(jì)迭代的關(guān)鍵。因此,為促成富有成效的智能教育應(yīng)用實(shí)踐,實(shí)踐主體需要關(guān)注以下三點(diǎn)。
1.意向:實(shí)踐主體的能力屬性。實(shí)踐主體必須具備主動(dòng)運(yùn)用智能教育應(yīng)用突破當(dāng)前教育教學(xué)局限的行為意向。只有當(dāng)實(shí)踐主體樂(lè)于參與人工智能教育變革實(shí)踐,才能真正發(fā)揮智能教育應(yīng)用的自然屬性與教育屬性,促使學(xué)校系統(tǒng)達(dá)成新的秩序。
2.實(shí)踐:實(shí)踐主體的教育活動(dòng)。實(shí)踐主體在運(yùn)用智能教育技術(shù)過(guò)程中,需具備一定的技術(shù)能力、智能教育理念等,才能發(fā)揮技術(shù)價(jià)值。同時(shí),實(shí)踐主體應(yīng)積極與規(guī)范主體聯(lián)系,通過(guò)理論培訓(xùn)、思維訓(xùn)練、實(shí)踐引導(dǎo)等策略促進(jìn)理論素養(yǎng)與實(shí)踐能力的發(fā)展,從而更好地參與學(xué)校人工智能教育變革。
3.反饋:實(shí)踐主體與其他主體的交互。實(shí)踐主體需及時(shí)為設(shè)計(jì)主體提供技術(shù)應(yīng)用的反饋,更好地迭代優(yōu)化智能教育應(yīng)用的設(shè)計(jì),也需要向規(guī)范主體提出新的教育需求、反饋新的教學(xué)問(wèn)題及新的技術(shù)與教育實(shí)踐之間的矛盾,促使規(guī)范主體及時(shí)發(fā)現(xiàn)并診斷問(wèn)題,從而提出新的方法論或規(guī)范以規(guī)避智能教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題。
上述分析僅是理論構(gòu)想,只能展示相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)狀態(tài)。微分方程(也加動(dòng)力系統(tǒng))等研究工具,為社會(huì)科學(xué)研究提供了研究發(fā)展、變遷與演化的重要工具(Strogatz,2018)。例如,查理森軍備競(jìng)賽模型與拉波波特生產(chǎn)交易模型,便是采用連續(xù)微分方法模擬社會(huì)宏觀現(xiàn)象的演化趨勢(shì)。當(dāng)微分方程出現(xiàn)非線性項(xiàng)(如乘積 x1x2,乘方x31等)時(shí),則被稱為非線性動(dòng)力系統(tǒng),非線性也是人類復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)的關(guān)鍵特征之一。值得注意的是,微分動(dòng)力系統(tǒng)建模的思路與傳統(tǒng)研究基于概率統(tǒng)計(jì)模型的思路不同。傳統(tǒng)概率統(tǒng)計(jì)模型的建模目的是對(duì)數(shù)據(jù)的差異與整體狀況進(jìn)行描述,微分動(dòng)力系統(tǒng)則是“定性模型”,目的是剖析系統(tǒng)性質(zhì)的變化(如系統(tǒng)不動(dòng)點(diǎn)和不動(dòng)點(diǎn)的狀態(tài)等)。因此,定性模型關(guān)注如何根據(jù)具體現(xiàn)象表達(dá)變量間的關(guān)系,幫助研究者捕捉變量之間的微觀變化,揭示系統(tǒng)演化發(fā)展態(tài)勢(shì)(Larsen-Freeman & Cameron,2008)。
本研究在人工智能與教育融合的動(dòng)力系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上,采用非線性動(dòng)力學(xué)對(duì)人工智能與教育融合的系統(tǒng)演化趨勢(shì)進(jìn)行建模與仿真分析。構(gòu)建的非線性動(dòng)力模型分別使用x1、 x2、 x3表示智能教育應(yīng)用規(guī)范、智能教育應(yīng)用設(shè)計(jì)與智能教育應(yīng)用的實(shí)施程度,數(shù)值越大表示對(duì)應(yīng)主體越能充分參與相應(yīng)的活動(dòng)?;趫D2的動(dòng)力系統(tǒng),本研究繪制了動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵變量關(guān)系圖(見(jiàn)圖3)。
圖3 人工智能與教育融合的動(dòng)力系統(tǒng)變量關(guān)系
依據(jù)第三部分系統(tǒng)建模的理論分析可知,a1~a3表示三類主體的基礎(chǔ)能力屬性(包括分析、理論、意向),μ1~μ3表示三類主體與其他主體的交互實(shí)踐。其中,μ1為監(jiān)督力度參數(shù),是規(guī)范主體制定相應(yīng)的原則與標(biāo)準(zhǔn)后,通過(guò)監(jiān)督保證設(shè)計(jì)與實(shí)踐按規(guī)范執(zhí)行的影響效力;μ2為技術(shù)保障力度參數(shù),指設(shè)計(jì)主體對(duì)實(shí)踐主體反饋的回應(yīng)力度;μ3為實(shí)踐反饋參數(shù),指實(shí)踐對(duì)規(guī)范與設(shè)計(jì)的反饋影響作用。綜上,本研究構(gòu)建人工智能教育應(yīng)用與教育融合的非線性動(dòng)力模型如下:
本研究通過(guò)對(duì)上述非線性動(dòng)力模型進(jìn)行仿真,最終得到動(dòng)力系統(tǒng)演化趨勢(shì)相空間(見(jiàn)圖4)。該圖展示的是三類主體具備較高的協(xié)同互動(dòng)關(guān)系時(shí)(即 μ1~μ3取值大于0.5時(shí)),教育系統(tǒng)在智能教育應(yīng)用規(guī)范、設(shè)計(jì)與實(shí)踐三個(gè)層面隨時(shí)間推移的協(xié)調(diào)情況(即表現(xiàn)為圖4相空間中三維坐標(biāo)的數(shù)值變化),從而展現(xiàn)人工智能與教育融合的協(xié)調(diào)程度演化趨勢(shì)(即體現(xiàn)為圖4相空間中的向量運(yùn)動(dòng)軌跡)。在圖4所示的系統(tǒng)演化趨勢(shì)中,教育系統(tǒng)的初始狀況位于x1、 x2、 x3均大于0的位置,即當(dāng)前教育系統(tǒng)通過(guò)規(guī)范、設(shè)計(jì)與實(shí)踐三類活動(dòng)的協(xié)調(diào)交互,使智能教育應(yīng)用的自然屬性與教育屬性處于相互統(tǒng)一狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)會(huì)往正向區(qū)間發(fā)展,并表現(xiàn)為人工智能與教育的協(xié)調(diào)融合(體現(xiàn)為箭頭指向統(tǒng)一、聚合)。當(dāng)教育系統(tǒng)初始狀況處于其他位置時(shí),系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)分散、無(wú)序的演化運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(表現(xiàn)為箭頭指向不統(tǒng)一、方向分散)。因此,借助非線性動(dòng)力系統(tǒng)仿真技術(shù),本研究可以探討教育系統(tǒng)處于不同初始情況下系統(tǒng)可能的演化發(fā)展趨勢(shì),從而為人工智能與教育融合實(shí)踐提供建議。
圖4 人工智能與教育融合的系統(tǒng)演化軌跡
1. 三類主體的能力屬性(a1~a3)對(duì)人工智能教育應(yīng)用與教育融合的影響
分析探討非線性動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)是依據(jù)動(dòng)力方程計(jì)算不動(dòng)點(diǎn)并分析不動(dòng)點(diǎn)的穩(wěn)定性,不動(dòng)點(diǎn)的穩(wěn)定性決定了動(dòng)力系統(tǒng)的性質(zhì)。依據(jù)斯托加茨(Strogatz,2018)的結(jié)論,分析不動(dòng)點(diǎn)雅克比矩陣的行列式Δ,是判斷動(dòng)力系統(tǒng)演化軌跡變化快慢趨勢(shì)與變化幅度的關(guān)鍵方法。該性質(zhì)雖然無(wú)法決定動(dòng)力系統(tǒng)的本質(zhì)屬性(如演化方向?yàn)檎蚧蜇?fù)向,動(dòng)力系統(tǒng)在空間中不同象限的運(yùn)行軌跡等),但能夠影響動(dòng)力系統(tǒng)演化的快慢,是促進(jìn)、推動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的重要?jiǎng)右颉?/p>
本研究構(gòu)建的人工智能與教育融合動(dòng)力系統(tǒng)共存在4個(gè)不動(dòng)點(diǎn),且這四個(gè)不動(dòng)點(diǎn)的行列式Δ分別 為:Δ1=a1a2a3,Δ2=(a1-a2)a2a3,Δ3=(a2-a1-a3)a1a3,Δ4=(a1-a2)(a2-a1-a3)a1。簡(jiǎn)單分析可知,四個(gè)結(jié)果均只與三類主體(規(guī)范、設(shè)計(jì)與實(shí)踐)的能力屬性a1~a3相關(guān),而與三類主體間的交互行為μ1~μ3無(wú)關(guān)。這反映了一個(gè)重要現(xiàn)象,即在人工智能與教育融合過(guò)程中,規(guī)范主體的“分析”能力、設(shè)計(jì)主體的“理論”意識(shí)和實(shí)踐主體的行為“意向”決定了系統(tǒng)演化的快慢,是推動(dòng)人工智能與教育融合的催化劑。但能力的高低不能決定人工智能與教育融合的方向,如人工智能與教育的關(guān)系是協(xié)調(diào)融合或是矛盾沖突,并不是由三類主體的基礎(chǔ)能力決定的,由此可作出如下結(jié)論:
結(jié)論1:規(guī)范主體、設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體的基礎(chǔ)能力是促進(jìn)人工智能與教育融合的催化劑,是決定系統(tǒng)演化速度的關(guān)鍵。
2. 三類主體之間的協(xié)同交互行為(μ1~μ3)對(duì)人工智能教育應(yīng)用與教育融合的影響
三類主體之間的協(xié)同交互行為μ1~μ3對(duì)系統(tǒng)演化軌跡的影響見(jiàn)圖5。結(jié)果表明,μ1,μ2,μ3三類主體間交互行為變量的單獨(dú)變化不會(huì)影響系統(tǒng)不動(dòng)點(diǎn)的穩(wěn)定性。也就是說(shuō),即使規(guī)范監(jiān)督、技術(shù)保障與實(shí)踐反饋三類主體間交互行為有一者為消極狀態(tài)(即該行為主體不愿意與其他兩類主體互動(dòng)),并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)演化的性質(zhì)產(chǎn)生根本性影響(即圖5左1至左3圖所示的系統(tǒng)演化發(fā)展趨勢(shì)與圖4所示的積極發(fā)展趨勢(shì)是一致的),只有三類交互行為中二者及以上的交互行為為消極,才會(huì)對(duì)系統(tǒng)演化的性質(zhì)產(chǎn)生根本性影響,從而決定動(dòng)力系統(tǒng)演化的方向(如圖5右1所示,系統(tǒng)演化趨勢(shì)的性質(zhì)發(fā)生了改變),由此可以作出如下結(jié)論:
圖5 三類主體間的協(xié)同交互行為對(duì)人工智能與教育融合的影響趨勢(shì)
結(jié)論2:對(duì)于人工智能與教育融合這一非線性動(dòng)力系統(tǒng)而言,規(guī)范主體、設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體三類主體之間的相互行為是決定動(dòng)力系統(tǒng)演化方向的核心因素。需特別指出的是,即使其中一類主體的交互程度不高,依舊可通過(guò)其他主體之間的制衡與協(xié)調(diào),保證教育系統(tǒng)人工智能與教育融合發(fā)展的穩(wěn)定性、魯棒性、一致性。
分析規(guī)范監(jiān)督、技術(shù)保障與實(shí)踐反饋三種主體間交互行為( μ1,μ2,μ3)對(duì)系統(tǒng)演化的影響可以發(fā)現(xiàn),三個(gè)變量單獨(dú)的作用無(wú)法影響系統(tǒng)發(fā)展的根本性質(zhì)(即融合協(xié)調(diào)或矛盾沖突),但決定了系統(tǒng)演化的特征(如演化軌跡速度、最大最小值等)。
首先是規(guī)范監(jiān)督系數(shù)μ1。該系數(shù)越大,系統(tǒng)演化的軌跡愈加清晰明確。即使系統(tǒng)初始狀況較差,在規(guī)范監(jiān)督系統(tǒng)越大的情況下,系統(tǒng)往積極正向的區(qū)間發(fā)展的軌跡愈加明顯,系統(tǒng)正向發(fā)展使得人工智能與教育融合愈加一致的可能性提高。
其次,技術(shù)保障系數(shù)μ2大于0,對(duì)系統(tǒng)演化特征沒(méi)有明顯影響,但當(dāng)技術(shù)保障系數(shù)處于消極態(tài)勢(shì)時(shí)(即小于0時(shí)),系統(tǒng)分化明顯。在技術(shù)保障系數(shù)大于0時(shí),即使初始值較低,系統(tǒng)也有可能往積極正向的方向演化。但技術(shù)保障系數(shù)小于0時(shí),系統(tǒng)演化趨勢(shì)與初始狀況一致,難以突破系統(tǒng)原有局限。
最后,實(shí)踐反饋系數(shù)μ3決定了系統(tǒng)發(fā)展的上限,這一上限與系統(tǒng)初始狀況相關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)初始狀況差時(shí),系統(tǒng)發(fā)展的上限較低,難以突破當(dāng)前瓶頸。當(dāng)系統(tǒng)初始狀況較好時(shí),系統(tǒng)發(fā)展上限較高,但也會(huì)局限在某一數(shù)值,難以達(dá)到更高的狀態(tài)。
結(jié)論3:規(guī)范主體的規(guī)范監(jiān)督行為決定了人工智能與教育融合的演化趨向的一致性與清晰性。設(shè)計(jì)主體的技術(shù)保障行為是決定人工智能與教育融合協(xié)調(diào)發(fā)展的基石。實(shí)踐主體的實(shí)踐反饋決定了人工智能與教育融合趨勢(shì)的發(fā)展上限。
本研究借助技術(shù)哲學(xué)的相關(guān)概念與理論,構(gòu)建了人工智能與教育融合的理論動(dòng)力模型,進(jìn)而運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)所構(gòu)建的理論動(dòng)力模型進(jìn)行量化、仿真,從動(dòng)態(tài)、發(fā)展、演化的角度深入剖析人工智能與教育融合中,規(guī)范、設(shè)計(jì)與實(shí)踐是以何種方式相互作用,從而真正促進(jìn)教育系統(tǒng)與人工智能的深度融合,共同推動(dòng)技術(shù)教育化與教育技術(shù)化的順利實(shí)施。通過(guò)理論分析與仿真模擬的雙向互證,本研究建議:
從根本上突破人工智能與教育融合過(guò)程中技術(shù)異化問(wèn)題,不可能僅依靠教育系統(tǒng)中單一教育主體的努力。復(fù)雜教育系統(tǒng)中問(wèn)題解決的關(guān)鍵,在于依靠教育系統(tǒng)中規(guī)范主體、設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體三方面的協(xié)同參與,并以自組織涌現(xiàn)的方式形成相互制衡、相互支持、相互協(xié)調(diào)的關(guān)系,最終在宏觀教育系統(tǒng)層面涌現(xiàn)主體間協(xié)調(diào)制衡后系統(tǒng)穩(wěn)定性與魯棒性。因此,建立“研-產(chǎn)-教”三方主體的協(xié)調(diào)制衡機(jī)制,不僅需要提高和發(fā)展各主體的素養(yǎng)、意識(shí)與能力,更需要輔之以有效的社會(huì)監(jiān)督機(jī)制,保證三類主體之間真正相互制衡、相互支持,從而避免主體能力的濫用或無(wú)用。同時(shí),人類社會(huì)系統(tǒng)中的其他系統(tǒng),如經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、文化系統(tǒng)等也可用于建構(gòu)“激勵(lì)—保障—運(yùn)行”的多級(jí)系統(tǒng)協(xié)調(diào)機(jī)制(胡藝齡等,2022b)。
規(guī)范主體是人工智能與教育融合中最易被忽視的關(guān)鍵主體。雖然設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體是實(shí)踐推動(dòng)二者相互融合的關(guān)鍵,但規(guī)范主體通過(guò)規(guī)范監(jiān)督、理論教育、觀念宣傳等方式,從根本上影響著智能教育應(yīng)用自然屬性與教育屬性之間的關(guān)系。人工智能與教育融合的實(shí)踐過(guò)程,無(wú)法保證設(shè)計(jì)主體具備較高的理論素養(yǎng)、實(shí)踐主體具有熟練的技術(shù)應(yīng)用能力,當(dāng)融合過(guò)程出現(xiàn)矛盾時(shí),規(guī)范主體便成為其中關(guān)鍵的“催化劑” “潤(rùn)滑劑”,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定與監(jiān)督機(jī)制可保障人工智能與教育融合發(fā)展軌跡的清晰性與一致性(李世瑾等,2022)。因此,各類教育研究機(jī)構(gòu)、教育管理部門等規(guī)范主體,需要運(yùn)用教育理論與監(jiān)督規(guī)范能力,在設(shè)計(jì)與實(shí)踐中發(fā)揮“橋梁”作用,將教育理論轉(zhuǎn)化為技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范與教學(xué)實(shí)踐指南,使設(shè)計(jì)主體與實(shí)踐主體相互關(guān)聯(lián),保障“規(guī)范—設(shè)計(jì)—實(shí)踐”這一協(xié)調(diào)制衡網(wǎng)絡(luò)的順利暢通。
智能算法、大數(shù)據(jù)技術(shù)雖然為教育教學(xué)帶來(lái)了個(gè)性化的支持服務(wù),由此涌現(xiàn)的問(wèn)題卻加劇了人機(jī)矛盾,使得智能系統(tǒng)中的學(xué)生更難以控制自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、興趣和方法。例如,學(xué)生學(xué)習(xí)路徑與學(xué)習(xí)資源都由人工智能推薦,學(xué)生被困在個(gè)性化學(xué)習(xí)信息繭房中。因此,設(shè)計(jì)主體需通過(guò)與技術(shù)保障等主體協(xié)作,了解實(shí)踐主體的具體需求;通過(guò)擴(kuò)充自身的教育理論知識(shí)儲(chǔ)備,將教育理論、學(xué)習(xí)科學(xué)理論等落實(shí)到學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與開發(fā)中。例如,在運(yùn)用智能技術(shù)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)中,教師應(yīng)注重通過(guò)協(xié)商的手段引導(dǎo)學(xué)生與系統(tǒng)交互、辯證思考系統(tǒng)所推薦的信息與路徑,促使學(xué)生成為積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)者(郝祥軍等,2021)。
教學(xué)實(shí)踐作為驗(yàn)證人工智能與教育融合成功與否的關(guān)鍵場(chǎng)域,需要實(shí)踐主體發(fā)揮反饋?zhàn)饔?。智能教育?yīng)用實(shí)踐既作為前一輪人工智能與教育融合的結(jié)束,又作為新一輪融合的起步,實(shí)踐主體的素養(yǎng)能力和實(shí)踐反饋行為很大程度上決定了系統(tǒng)在新的迭代循環(huán)中的演化方向與發(fā)展上限,這也對(duì)智能時(shí)代的教師和學(xué)生提出了更高要求。智能時(shí)代的教與學(xué)需處理好知識(shí)傳授與素養(yǎng)培養(yǎng)之間的關(guān)系,教師與學(xué)生需用更先進(jìn)的教學(xué)觀、知識(shí)觀與學(xué)習(xí)觀裝備自己,更好地審查智能技術(shù)在教與學(xué)中的關(guān)系(孫田琳子,2021;杜華等,2022)。因此,實(shí)踐主體需以正確的人機(jī)協(xié)同觀促進(jìn)智能教學(xué)實(shí)踐的開展,運(yùn)用更高層次的信念與價(jià)值觀剖析智能教育應(yīng)用實(shí)踐的局限與問(wèn)題,如功利主義、技術(shù)幻覺(jué)等(李芒等,2022),為規(guī)范和設(shè)計(jì)活動(dòng)提供更具價(jià)值的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與問(wèn)題反饋。