前沿黄荣怀等面向智能教育的三个基本计
在综合分析当前教育需要解决的主要矛盾和智能教育关键特征的基础上，本文提出了智能教育的三个基本计算问题，即认知计算、行为计算和环境计算，并深度剖析了面向学习绩效提升的认知计算、面向教学过程重构的行为计算和面向学习环境优化的环境计算的缘起及待研究的问题。文章最后提出了融合认知计算、行为计算、环境计算的“计算教育学”要素模型，期待人们对面向智能教育的基本计算问题展开广泛而深入的研究，推进人工智能与教育的共存共生，推动教育变革健康有序和促进人类社会可持续发展。
关键词：智能教育；认知计算；行为计算；环境计算；计算教育学；人工智能
作者：黄荣怀，周伟，杜静，孙飞鹏，王欢欢，曾海军，刘德建
一、新一轮科技革命与智能教育习近平在致国际人工智能与教育大会的贺信中指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代（新华网，）。德勤的研究报告指出，生命科技、神经科学、纳米科技、新能源、信息及移动技术、传感技术、3D打印、人工智能、机器人、无人机等的发展正由线性增长变为指数爆发，促进教育产业显著发展（Brucher，）。以人工智能为代表的新兴技术必将引发新一轮教育变革，推动人类教育向“智能教育”阶段转型和演进。
（一）新一轮科技革命与全球可持续发展目标正强化教育变革诉求
斯坦福大学年发起的“人工智能百年研究”项目，旨在研究和预测人工智能的影响将如何波及人类工作、生活和娱乐等。年，斯坦福大学发布的《人工智能和年的生活》（ARTIFICIALINTELLIGENCEANDLIFEIN）报告列出了未来社会深受人工智能变革的领域，包括交通运输、服务机器人、医疗保健、教育、绿色社区、公共安全和保障、就业和工作场所、娱乐等（Stoneetal，）。以人工智能为核心的新兴智能技术正持续推动新一轮科技革命，促进社会转型，形成智慧社会。
年，联合国可持续发展峰会正式通过17个可持续发展目标，旨在转向可持续发展道路，解决社会、经济和环境三个维度的发展问题。联合国教科文组织（UNESCO，a）发布的“教育行动框架”具体阐释了第四个可持续发展目标（SDG4）——确保全纳、公平的优质教育，使人人可以获得终身学习机会。同时，联合国教科文组织（UNESCO，b）发布的《重新审视教育》（RethinkingEducation），反思了知识、学习、教育的内涵，指出“学会学习”从来没有像今天这样重要，知识不再由一个中心权威来指定，而是由学校、教师社区确定，学习被视为一个连续体，校内外学习应密切互动等。为适应新的教育需求，教育系统的管理、设施、评价、教材、课程等需要变革。
新一轮科技革命驱动社会转型与联合国可持续发展目标提出的新教育需求将共同驱动教育系统的变革。
（二）社会信息化及盛行的课外辅导正“倒逼”学校课堂教学改革
以电子计算机的发明为核心的创造带领人类进入“信息时代”。在互联网、大数据、人工智能的驱动下，人类社会的生活和管理方式正发生改变。例如，由信息化支撑的现代物流让披萨的食材和调料可来自全球。社会信息化进程的发展，信息化环境成为教育教学环境的重要组成部分，信息技术成为学科教学的核心力量。
社会信息化也催化了学生的“补偿学习”。研究报告显示，中国课外辅导行业所得收入已从年的亿元增至年的亿元，六年同比增速保持在10%以上，到年中国课外辅导规模将超亿元（中商产业研究院，）。一对一辅导、掌握学习、“普通”班级学习是三种典型的学习组织方式。其中，一对一辅导的学习效果明显好于“普通”班级学习。课外辅导由于学习时间和空间灵活，且学习辅导针对的是难点问题帮助学习者掌握知识要点与答题技巧，“提分”效果明显。然而，从人的全面发展视角看，学习者的发展不但在于知识的掌握和考试得分，还包括文化基础、自主发展、社会参与等，行为规范、态度、价值观等关键素养的养成也需要家庭环境和社会环境的支持(核心素养研究课题组，)。因此，校外辅导不能代替规模化教育与个性化培养。
未来的学习方式将从标准化“班级授课制”向“差异化和个性化学习”过渡（黄荣怀，）。“数字土著”（Marc，）对泛在学习的需求日益高涨，他们更倾向主动式、探究式学习，成为学习内容的创造者，而非被动式、灌输式学习，成为学习内容的消费者。而学校提供的教学方式与学习者喜好的教学方式之间存在巨大鸿沟，“数字移民”教师的传统教育思维与“数字土著”学习者偏好的学习方式之间存在冲突，越来越多的学习者认可课外辅导的学习形式。校外辅导使用教育信息技术，能适应新一代学习者的诉求。有证据显示，校外辅导能提高学习效率和效果。信息化社会环境正放大课外辅导带来的适应性学习的规模化效应。这暴露了学校教育的不足，“倒逼”学校教育开展课堂教学改革。
（三）以人工智能为支撑的智能教育被期待破解课堂教学改革困境
信息技术融入课堂教学存在多重困境，阻碍课堂教学创新。教育教学创新既要满足“数字土著”强烈的主体意愿，提供多样化的学习活动，又要妥善处理信息技术融入教育教学后不同内容载体带来学习者的学习行为差异，还要面对新一代学习者期待的课堂差异性管理、技术融合课堂中教师
转载请注明：http://www.dgzhengxing.net/zlwzff/11337.html
