人工智能变革教育的社会实验：诉求、治理和建议.pdf

智慧教育 年第 期人工智能变革教育的社会实验：诉求、治理和建议黄荣怀 王运武摘 要当前，新一轮科技革命与教育变革产生了新诉求，人类站在科技革命与教育变革的历史交汇点，人工智能正在融入教育教学。智能技术与教育深度融合是促进教育变革创新和高质量发展的重要举措。教育变革面临诸多现实需求，亟待利用智能技术创造性地予以满足。智慧教育的科技支撑与治理框架需要从学生成长、教师发展和环境升级三个视角，重点关注学生、教师、特殊群体、学校和区域五大领域。教育变革亟须引入社会实验和仿真模拟研究，推动人工智能变革教育的实践活动。国内外教育变革中的社会实验案例为开展人工智能变革教育的社会实验提供了借鉴。当前，国家政策指引了人工智能变革教育的社会实验方向，引发了教育界的前瞻性关注。未来的教育发展，既要加快推进人工智能变革教育的社会实验，又要认识到可能出现的诸多伦理问题。关键词人工智能 社会实验 智慧教育 高质量发展 人机协同作者简介：黄荣怀，教育学博士，北京师范大学智慧学习研究院院长、博士研究生导师，教育部“长江学者”特聘教授、联合国教科文组织“人工智能与教育”教席主持人；王运武，教育学博士，江苏师范大学智慧教育学院教授、硕士研究生导师，江苏省教育信息化工程技术研究中心副主任。一、引 言在人类研究史上，社会实验作为一种重要的研究方法在心理学和社会学研究中被广泛应用。近年来，随着跨区域、跨学科、跨领域、跨文化的学科交叉融合意识的增强，社会实验正在受到越来越多学科领域的关注。例如，人们广泛关注的无人驾驶领域也引入了社会实验方法，构建了无人驾驶社会实验场景，探索无人驾驶对人类社会发展可能产生的影响，为推进无人驾驶大规模应用开展前瞻性探索。年我国启动国家智能社会治理实验基地建设以来，社会实验正在成为推动国家智能社会治理基地建设的重要方法之一。阅江学刊 年 第 期当前，人工智能正在加速教育变革，重构智慧教育新生态，亟须引入社会实验方法探索人工智能对教育和社会发展的影响。二、新一轮科技革命与教育变革诉求 （一）科技革命与教育变革的历史交汇点人类先后经历了五次科技革命，当前正迎来第六次科技革命。第六次科技革命以智能技术持续涌现为主要代表，具有三个典型特征：重大理论和技术突破持续涌现；技术变革力显著增强，技术赋能高质量发展潜力增大；技术革命深刻影响人类的学习、工作、生活方式、生产方式和创新方式。第六次科技革命不仅推动科学研究范式发生深刻变革，更加速了科技与经济社会发展的深度融合。历次科技革命都推动了深刻的社会变革，对人类社会发展产生了广泛而深入的影响。科技与教育双向赋能正在成为人类教育发展史上的新命题，第六次科技革命的来临，为人类教育创新与变革带来了重大的战略机遇，使得人类教育面临更严峻的挑战。面对第六次科技革命，抓住战略机遇，创造“中国教育奇迹”，将成为一个重要的战略性命题。当前，人类正处在科技革命与教育变革的历史交汇点。科技与教育关系的复杂性日益凸显，随着相互融合的深入，二者的边界日益模糊。科技革命与教育变革呈现联动推进、交融共生的新样态。在第六次科技革命的推动下，人类生产资料正在发生改变，数据已成为新的生产要素，新一代信息技术成为推动人类生产方式变革的重要力量。数字经济在 中所占比重持续大幅增加，数字产业正在成为第四产业，农业、工业和服务业的三大产业格局逐渐改变。在数字经济驱动下，世界各国纷纷把产业结构调整作为重要的国家战略，由此必然引发人才需求和人才培养的变革。智能技术使得人类生存状态发生了诸多改变，人类生活更趋向个性化、智能化和智慧化，人类对美好生活的向往更加强烈。未来亟须面向人类对美好生活的新诉求，描绘智能科技丰富的智慧生活新图景。此外，世界范围内，科技竞争加剧，科技无国界的说法受到质疑。百年未有之大变局为重构全球创新版图提供了契机。科技革命正在成为推动教育变革，倒逼经济和社会发展转型的重要力量。深入推进科教融合，既有利于抢占第六次科技革命的战略机遇，优化科技资源配置效率，重新构建科技创新体系，又是加快教育、科技和人才一体化发展，加快培养国家发展急需战略人才的重要举措。（二）人工智能正在融入教育教学当前，人工智能正在加速融入教育教学，人工智能推动教育变革的作用和价值日益凸显。尤其是生成式人工智能的迅速发展，给人类的教育带来了更多机遇与挑战。人工智黄荣怀：人工智能正加速教育变革：现实挑战与应对举措，中国教育学刊，年第 期。何传启：科技革命与世界现代化 第六次科技革命的方向和挑战，江海学刊，年第 期。黄荣怀、王运武、焦艳丽：面向智能时代的教育变革 关于科技与教育双向赋能的命题，中国电化教育，年第 期。张学敏、柴然：第六次科技革命影响下的教育变革，东北师大学报（哲学社会科学版），年第 期。黄荣怀：论科技与教育的系统性融合，中国远程教育，年第 期。王运武、王藤藤：数字经济视域中的数字教育产业转型升级，阅江学刊，年第 期。智慧教育能在教育领域具有巨大的应用潜能，主要体现在四个方面：人工智能助推学生个性化成长，人工智能助推教师专业发展，人工智能构建智慧学习环境，人工智能赋能教育治理现代化。以人工智能助推教师专业发展为例，人工智能释放教师的教育生产力主要体现为三重境界：人工智能辅助教师（，简称），人工智能作为教师（，简称），人工智能作为创新型教师（，简称）。人工智能所能承担的教师功能正在增加，人类教师和机器人教师、虚拟数字人教师协同开展教学活动的“人机”双师教学新模式正在来临。人类正从“人机共融”的智能文明走向“人机共创”的智慧文明。智能时代的教育亟须构建众创共享的新知识观、智联结合的新学习观、融通开放的新课程观和人机协同的新教学观。人工智能改变了人类知识的生产方式，涌现出三类知识生产方式：人与人协同生产知识，人与机器协同生产知识，生成式人工智能生产知识。人工智能改变了知识传播途径，基于智能算法的全方位定向传播、智能传播、高效传播正在形成知识传播新模式。人工智能丰富了学习资源和学习路径，更有利于满足学习者的个性化需求。人机协同学习、第三脑仿生学习等将成为智能时代的新型学习方式。与此同时，人工智能赋予学习者更重要的社会责任，学习者需要将个人理想与人类发展紧密融合，树立为推动世界文明进步贡献力量的理想和信念。智能时代的课程需要更加关注培养人的智慧，增强利用智能工具和技术创造性解决问题的能力。新课程观需要增强课程的跨文化性和普惠性，让更多的学习者获得优质教育资源，从而加强教育的包容性和公平性。在新教学观视野下，人类不再是唯一的执教者，机器人教师、虚拟数字人教师等将承担人类教师的部分责任，人机协同教学开启人类教学新模式。三、智能时代科技赋能的教育治理框架 （一）智能技术与教育深度融合智能时代的教育迫切需要深入推进智能技术与教育深度融合，这也是促进教育变革创新和高质量发展的重要举措。在智能技术与教育深度融合的过程中，社会转型、科技赋能、教育变革、变革有序是一个循环的过程（图）。社会转型对智慧教育发展产生了新需求，新需求呼唤科技赋能教育高质量发展，由此推动教育发生深层次变革，促使教育变革有序进行。智能技术推动人类社会转型，由此引发人才需求的变化，倒逼教育深层次变革。人工智能在全球范围内迅速崛起，已成为驱动科技进步的重要力量。互联网打破了原有的社会结构，催生了数字文化、数字社交和数字经济，重构了社会网络结构和社会经济结构，为社会结构的变迁注入新生力量。国际竞争和文化冲突加剧，加速社会发展的转型，智能时代的教育更需要加速培养具有国际竞争力、适应多元文化融合、促进文化共生的人才。智能技术能够满足科技赋能教育变革的现实需求。人工智能在促进学生个性化成长、助力教师专业发展方面具有巨大的潜能。、人工智能、大数据、云计算、区块链、元宇宙等智能技术迅速发展，各种智能终端纷纷涌现，为升级改造学习条件、打造泛在智慧学习环境夯实了基础。王运武、李雪婷、王藤藤：人工智能助推教师队伍建设：新诉求、潜能与应用场域，数字教育，年第 期。阅江学刊 年 第 期图 智能技术与教育深度融合智能技术的有效融入必将推动教育变革发生深层次演化。教育变革是指教育领域系统性、整体性的变革，而不仅是教师、学生、课堂、课程、环境等某个具体要素的变革，由此涌现了新理念、新课程、新教材等。新知识观、新学习观、新课程观和新教学观对学生的核心素养提出了更高要求，迫使学生按照智能时代的要求大幅提升核心素养。智能技术的运用能够有效扩大优质教育资源的覆盖面，但是学生的数字素养和技能存在差异，再加上信息鸿沟，“信息富人”和“信息贫民”不断分化，引发群体间和区域间教育不均衡发展的问题。智能技术引发的教育不均衡发展问题正在成为教育领域非常值得关注的话题。从生态学视角看，智能技术的融入犹如新的物种进入教育领域，必将打破原有的平衡状态。从协同论视角看，智能技术的融入会打破原有的有序状态，使教育发生从无序到有序、从有序到新的有序的状态变化。这必将导致教育领域产生诸多问题，如科教融合过程中的科技伦理问题、教育领域中可信人工智能的有效应用、面向智慧社会的教育治理等。（二）教育高质量发展的问题与挑战智能技术与教育深度融合需要解决教育高质量发展的现实问题，并给出切实可行的实施方案。当前，教育高质量发展面临诸多现实问题，迫切需要充分发挥智能技术的优势，创造性地提出求解对策（图）。推动教育高质量发展，必须厘清科技与教育的关系，科技必须积极响应教育改革进程中的现实需求。教育领域中的关键技术究竟有哪些，能否打造教育应用核心场景，如何真正解决教育改革中的核心问题等，都是值得关注的问题。智慧教育示范区作为未来教育新形态的试验田，一直致力于利用智能技术推动教育高质量发展，为利用智能技术破解教育改革进程中的现实问题提供了新模式、新路径和新案例。科技赋能教育拥有很多作用点。例如利用智能技术的优势，推动多学科交叉融合的智慧教育图 教育高质量发展的问题与挑战理论创新；利用智能技术驱动教育发生深层次变革，塑造智慧教育新生态；利用智能技术营造高质量生态服务，为师生提供满意度更高的智慧教育服务。教育改革需要回应诸多现实需求，这些正是科技赋能教育高质量发展的着力点。中国教育现代化 明确提出，要实现规模化教育和未来教育有机结合。规模化教育是工业时代的产物，其优势是可以有效提升教学效率，在短时间内快速培养大批人才。个性化培养是人类自身发展的个体需求，也是培养创新人才的重要途径。未来需要关注规模化教育与个性化培养的平衡，实现人才培养过程、培养模式和培养方法的优势互补。智能技术可以充分发挥其优势，展现赋能规模化教育和个性化培养的潜能。根据教育主体的差异化表现，利用智能技术可以实现个性化学习的自动适配。“双减”政策实施以来，学生学习负担有一定程度的减少，但是距离教育高质量发展的目标还存在较大差距。教学减负与质量普遍提升的双重诉求正在成为教育领域的重大现实需求。人工智能与大数据等智能技术支持智能化、个性化的教与学，可以有效识别学习者的学习风格，提升个性化学习效率和效果，帮助学生个体和群体减少在已经熟练掌握的知识和技能点上的时间浪费和无效学习。学业精准测评与教学诊断虽然取得了一些进展，但仍是智能技术有待突破的教学难点。智能技术支持教育过程感知，可以及时发现学生的学习困难，生成针对性的精准学习方案。但是，学生成长是全面发展的过程，推进学业精准测评和教学诊断，决不能忽视教师教书育人的主体性作用。教育、在线课程等极大丰富了学习资源，提升了教育管理绩效，但是仍不能很好地满足学习、教学和管理的诉求。高质量“教学管”产品仍然缺乏，数字教育产品同质化现象普遍存在，特色和竞争力不显著。典型应用场景的智能教育产品是一个重要的数字教育产品研发方向。当前，我国建立了较为完整的各级各类教育服务体系，但是存在结构性缺失现象。区域之间、城乡之间、学校之间教育服务体系存在较大差异，教育服务水平不均衡。公共性教育服务丰富，个性化教育服务匮乏，教育服务供需之间存在一定的矛盾。未来，需要面中共中央国务院印发中国教育现代化，人民日报，年 月 日。李静、刘蕾：技术赋能的高等教育规模化教育与个性化培养：逻辑必然与实践机理，中国电化教育，年第 期。阅江学刊 年 第 期向教育改革进程中的现实需求，构建智能教育公共服务体系，满足教育服务的多样化、个性化和智能化需求。（三）智慧教育的科技支撑与治理框架国家智能社会治理实验基地建设的七个特色方向分别是：城市管理、教育、养老、社区治理、环境治理、卫生健康、体育，其中教育方向侧重于智慧教育。智慧教育的科技支撑与治理框架展现了智能技术赋能教育治理的前景（图）。科技赋能教育能够提升教育智慧化水平，充实智慧教育内涵，拓展智慧教育实践路径。智慧教育的科技支撑与治理框架应从学生成长、教师发展和环境升级的角度展开。图 智慧教育的科技支撑与治理框架智慧教育治理涉及五大领域：学生、教师、特殊群体、学校和区域。对学生而言，关键在于激发学生学习兴趣，发展学生自主学习能力，激发学生的创新活力。智能技术可以通过智能感知精准判断学情，为学生提供个性化服务，助力学生成长。对于教师而言，关键在于精准服务教师，提升教学质量。智能技术可以通过提供精准化的智能服务，助力教师专业发展。智能技术贯穿准教师培养、教师职后培训、名师养成等教师成长的所有环节。对于特殊群体而言，需要加强对他们的关注，利用智能技术推动特殊教育迈向全纳教育，帮助特殊群体融入主流社会，享受智能技术发展的福利。对于学校而言，关键要增强学校治理能力，优化办学环境，推动学校治理体系和治理能力现代化。尤其要利用智能技术赋能教育应急治理，增强处理教育领域各类突发事件的能力，加强教育舆情风险管理，消除教育舆情的不良影响。对于区域而言，要利用智能技术改善区域协同发展，促进城乡教育高位均衡发展。智能技术在升级改造学习环境，打造舒适、宜人的泛在智慧学习环境方面具有极大潜能。当前，教育领域已经涌现出未来校园、元宇宙校园、智慧校园、智慧教室等王运武、洪俐、陈祎雯等：教育应急治理及教育治理现代化的困境、挑战与对策，中国电化教育，年第 期。智慧教育多种新型学习空间，学习者能够从中获得个性化、智能化的学习体验。四、教育变革中的社会实验 （一）教育变革中的社会实验与仿真模拟研究教育与社会发展密切相关，又是一个典型的复杂人造系统，因此，教育既可以开展社会实验，也可以开展仿真模拟研究。历史上，人们进行了多项著名的社会实验，获得了霍桑效应（又称被试效应、霍索恩效应）和从众效应等发现。社会主义被称为 世纪最伟大的社会实验，改变了世界发展格局，推动了人类社会文明进步。“一国两制”、经济特区、直辖市、雄安新区、改革第一村、智慧教育示范区、国家智能社会治理试验基地等都可看作社会实验。社会实验发生在真实或逼真的社会情境中，其结果相对于实验室实验、调查实验、田野实验等方法具有独特的现象解释力。社会实验有四个核心环节：循证手段、证据表征、分析背景和表达传递。社会实验研究过程包括三个阶段：研究设计、发现进程和解释现象。社会实验一般发生在真实场景或营造的逼真场景中，具有典型的场景驱动创新的特征。社会实验能够对当前的问题进行阐释，但是无法更好地解释过去或未来的发展。当前，我国涌现了很多虚拟仿真实验教学系统，拓展了实验教学方式，引领实验教学领域的变革。但是，教育系统的仿真模拟研究相对匮乏，未来亟须构建教育系统发展的数字孪生系统，模拟仿真教育系统演变过程，动态呈现教育系统的历史、现状和未来发展，科学预测教育系统未来发展趋势，为教育的未来发展提供战略性决策支持，服务于教育治理体系和治理能力现代化。尤其是在当今人口出生率下降、生源数量急剧减少的背景下，全球学校已经或即将迎来关闭潮，未来的教育亟须面向新变化进行适应性调整。（二）教育变革中的社会实验案例及其启示相对于心理学和社会学，教育领域的社会实验研究较少，但是教育领域的社会实验现象广泛存在。也就是说，多数教育社会实验的现象尚未上升到社会实验研究的层次。近年来，我国已经出现了两个具有代表性的教育社会实验案例。案例一：大规模教育信息化社会实验。实验背景：全球新冠疫情大爆发，学校停课，学生中断学业。实验内容：全方位开放教育资源，在线教育支持大规模“停课不停学”。实验结果：优质教育资源供给能力显著提高；师生数字素养和技能显著提升；人们对教育信息化的认识和实践有了质的飞跃；探索形成线上线下融合教育新模式，推动线上线下融合学习有效发生；验证了教育与科技双向赋能命题，推动了教育治理体系和治理能力现代化。案例二：有关人生起跑线的社会实验。周尚文、唐妍：社会主义：世纪伟大的社会实验，上海社会科学院学术季刊，年第 期。黄荣怀、王欢欢、张慕华等：面向智能时代的教育社会实验研究，电化教育研究，年第 期。王晓宁：一场大规模教育信息化社会实验的启示 教育系统在线抗疫的总结与展望，人民教育，年第 期。张国：一个有关人生起跑线的社会实验，中国故事，年第 期。阅江学刊 年 第 期实验背景：贫困农村的孩子在学习能力、认知发展、社会情感等方面都落后于同一地区的城市同龄人。实验内容：年中国发展研究基金会在青海省海东市乐都区开展了公益性试点项目 “山村幼儿园”，为偏远农村 岁儿童提供免费学前教育，受益学生多达 人。实验结果：年后，评估报告发现，该项目提升了当地义务教育质量，孩子不会输在起跑线上，教育可以帮助阻断贫困的代际传递。在社会实验基础上实施的“一村一园”计划惠及 万学龄前儿童，并于 年成为第一个荣获世界教育创新项目奖的中国项目。从国际视野看，美国、英国、韩国、瑞典等国家纷纷开展了教育循证实践研究，内容涉及义务教育制度改革、义务教育的经济回报率、教育代金券背后的社会影响、教室物理环境和空间布局设计对学习的影响等。从社会实验的视角看，这些教育循证实践研究具有涉及内容广、实施周期长、注重对人和社会发展的长期影响等典型特征，符合教育社会实验研究范式。考察教育变革中的社会实验，可以获得六方面启示。第一，社会实验作为探索社会情境中人与社会发展的实验方法具有广泛的应用前景，如探索人工智能如何变革教育，如何影响人与社会的发展等。第二，社会实验研究具有实验周期长的特点，需要根据实验目的和实验内容，开展较长时间的研究，才能取得更为真实有效、具有高可信度的结果。第三，社会实验具有独特的教育解释力优势，但是也存在伦理风险。开展社会实验的过程中，需要规避实验结果的未知性所引发的不确定性伦理风险。第四，受到霍桑效应的影响，实验结果的解释力可能会存在一定的偏差。第五，人工智能社会实验具有典型的跨文化、跨学科、跨领域的特征，需要从多维视角解释实验结果。第六，社会实验对探索人工智能如何影响人和社会的发展具有重要意义，能为研制政策和宏观战略规划提供循证参考。五、人工智能变革教育的社会实验 （一）人工智能社会实验的政策指引积极开展人工智能社会实验，探讨人工智能可能会对人类和社会发展所产生的影响，是探索中国式智能社会治理方式的战略性选择。国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引明确了四项任务：开展人工智能技术研发和应用示范、开展人工智能政策试验、开展人工智能社会实验、推进人工智能基础设施建设。“十四五”国家信息化规划明确提出，“开展教育社会实验。研究人工智能对教育模式和教育对象的影响，探索人工智能融入教育对社会的影响。”人工智能社会实验相关政策的出台，为积极开展人工智能社会实验指引了方向，明确了人工智能社会实验的重点关注内容。，“”，（）苏竣：开展人工智能社会实验 探索智能社会治理中国道路，中国行政管理，年第 期。科技部：科技部关于印发国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引（修订版）的通知，：。中央 网 络 安 全 和 信 息 化 委 员 会：“十 四 五”国 家 信 息 化 规 划，：。智慧教育 （二）人工智能变革教育的社会实验引发教育界关注人工智能融入教育，尤其是将生成式人工智能引入教育领域引发了人们的热议。面对生成式人工智能，人类出现了本能的恐慌。人工智能能否取代人类，能够在多大程度上取代人类，面向智能时代应该如何培养人才等一系列问题困扰着教育界。人工智能与社会的深度融合正在引发一次重大的社会实验。国家智能社会治理试验基地、人工智能助推教师队伍建设试点、人工智能示范校等都可以被看作具有代表性的人工智能社会实验项目。年，深圳市科技创新委员会在全国率先启动了人工智能社会实验项目申报工作，重点开展人工智能影响中小学教育、人工智能影响高等教育、人工智能影响劳动力市场三个方向的社会实验。（三）人工智能变革教育的社会实验建议人工智能变革教育的社会实验对于深入理解人工智能可能对人类与教育发展产生的影响，人工智能融入教育对社会的影响具有重要的战略价值。为更好地开展人工智能变革教育的社会实验，建议从以下角度设计实验：第一，准确感知典型的社会现象，分析社会环境现状，甄别教育变革中的现实问题。第二，找准人工智能变革教育的作用点，描绘人工智能变革教育的典型应用场景，提出人工智能变革教育的研究假设，创设智能技术驱动的社会环境。第三，明确人工智能变革教育的循证目标，设计循证方法，实施适当的直接干预或间接干预。发现人工智能变革教育实践活动过程中信息、数据和资源的流动或变化模式，采集人工智能变革教育的数据证据。行政干预或政策干预在人工智能变革教育的社会实践中发挥着重要作用。第四，验证人工智能变革教育的研究假设，阐释人工智能变革教育的社会现象。从现象到本质，归纳总结人工智能变革教育的社会实验研究结果，为大规模推进人工智能融入教育，研制人工智能变革教育的政策法规和发展战略提供支撑。六、结 语人工智能变革教育的社会实验，相对而言还是新鲜事物，迫切需要在实践过程中检验其社会效应。采用社会实验的方法可以很好地探讨人工智能对人和社会发展的影响，促使可信人工智能更好地融入教育。与此同时，不能忽视社会实验可能引发的许多伦理问题，人类历史上曾经出现过泯灭人性的同化教育社会实验，因此，被试者需要获得社会实验的知情权。在社会实验的过程中，应以不违背人性和伦理为基本原则，并允许被试者随时随地退出，以消除人工智能变革教育社会实验的不利影响。责任编辑：沈 丹深圳市科技创新委员会：深圳市科技创新委员会关于发布 年度人工智能社会实验项目申请指南的通知，：。