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思想者说丨北京师范大学科学教育研究院院长郑永和:以智能技术推动教育变革任重道远

作者:刘增辉 来源:在线学习 阅读:509

整体来看,我国教育变革正处于技术与教育深度融合和创新发展的关键时期,相信未来至少20 年时间都将处于这样一个快速变化的阶段。

文/《在线学习》主笔 刘增辉

思想者说丨北京师范大学科学教育研究院院长郑永和:以智能技术推动教育变革任重道远

北京师范大学科学教育研究院院长郑永和

我国正在全面推进教育数字化战略。相比20多年前开始的教育信息化,所面临的形势已迥然不同,产业革命、百年变局叠加疫情,促进国际格局加速演变。在这样的时代,应该如何认识教育数字化转型的重要性?教育数字化转型需要解决哪些关键问题?日前,北京师范大学科学教育研究院院长郑永和就相关问题回答了本刊的提问。

郑永和表示,当前严峻复杂的国际形势,凸显了教育改革创新的重要性、紧迫性,要以高层次人才培养的战略需求为目标,审视智能时代的教育变革;我国教育信息化建设虽已取得长足进展,但以智能技术推动教育变革依然任重道远;教育数字化转型是一个系统工程,需要稳扎稳打、全面推进;要重视智能教育产品在智能时代学习模式变革中的关键作用,推动智能教育产品全面、系统地转型升级。

以高层次人才培养目标审视教育变革

在线学习:新一轮科技革命和产业变革,叠加新冠肺炎疫情防控加速了全球数字化进程,改变了世界发展格局。在这样的大势面前,应该如何认识我国教育变革的重要性、紧迫性?

郑永和:当前世界正面临百年未有之大变局,新一轮的科技革命和产业革命在极大程度上改变了世界范围内的经济发展和政治格局,全球数字化进程的加快更是对未来人才的培养目标提出了更高要求。同时,我们面临着美国等西方国家在科技人才方面的激烈竞争,美国制造的中美脱钩的重要一环是阻断创新人才回流。因此,教育变革不仅要应对数字时代发展的更高要求,还要加快面向科技自立自强的人才培养体系建设,要在满足传统意义上广泛、公平、普适教育需求的基础上,更加强调国家安全观下的较大规模、高层次创新人才的培养。近年来,我国在教育改革方面相继出台了一系列重要文件,为新时代的教育改革发展提供了指导思想,也紧密结合信息技术迅猛发展的时代特征,着力推动了智能时代教育的创新发展和转型升级。

第一是要强调教育目标的转变。以往的教学往往更多强调学生知识、技能的获取,忽略学生核心素养的提升。新时代教育活动的开展除了强化知识的获取,更加强调学生能在解决实际问题的过程中,提升团队合作能力、问题解决能力、批判性思维能力以及探索精神和创新意识,以此帮助学生适应未来教育对其提出的新要求、新挑战。

第二是要强调教学模式的转变。为适应新的教育目标,教学模式也需要从传统的知识导向转变为项目式、探究式、合作式教学,为学生设计个性化的教学活动,帮助学生在合作探究的过程中,强化知识的掌握、能力的提升和素养的养成,以此为教育目标的达成提供保障。

第三是要强调信息技术的应用。我们看到,疫情暴发以来,全球数字化进程大大加快,在线教育迅猛发展,信息技术支撑的新教育形态异彩纷呈,信息技术已经成为推动新时代教育创新发展的内生动力,为教育环境的创设、教育资源的组织、教育服务的升级、教育活动的定制提供了可靠保障,能够在极大程度上革新教育教学的表征形态,从而为智能时代的教育变革注入更多活力。

以智能技术推动教育变革依然任重道远

在线学习:谈到教育变革,就要谈到技术与教育的深度融合。经过多年信息化建设,我国教育现在处于教育变革的哪个阶段?

郑永和:教育变革的一个重要主题是技术与教育融合。从国家层面看,伴随教育信息化建设20多年的积分效应,无论是政策支持、经费保障、队伍建设还是理论探索、实践研究,我国在智能技术教育应用方面总体上处于世界领先地位,对新时代教育变革的引领和推动作用愈发显著;从地区层面看,智慧教育示范区等一系列教育信息化样板工程的建设,极大地推动了地区教育变革的实践进程,在教育理念、教育设施、教育模式、教育资源等方面均取得了长足发展。整体来看,我国教育变革正处于技术与教育深度融合和创新发展的关键时期,相信未来至少20年时间都将处于这样一个快速变化的阶段,而且很难构想其终极状态。值得一提的是,尽管前期已经取得了长足发展,但利用科技创新推动教育变革仍然任重道远。

在线学习:那么,教育变革还存在哪些潜在的问题?

郑永和:潜在问题主要包括以下几方面。

一是教育变革的地区发展水平不均衡。我国地域辽阔,教育发展水平差异较大。在经济发展水平较高的城市,教育信息化建设工作落实得更好,在理念、经费、设备、资源、教师水平等方面占有优势。偏远地区的教育教学模式相对传统,教育资源稀缺,教师在使用信息化手段方面相对落后,总体上说在教育变革方面表现出发展不均衡状态。

二是一线教师教育理念落后严重限制了教育的创新发展。当前阶段,我们强调较多的是利用智能技术去优化、改进和重构教育教学,但从教育创新的实践效果来看,对于如何应用智能技术改进教学,一线教师的教育理念相对滞后,无法有效发挥智能技术在教育创新发展中的核心价值,这在一定程度上阻碍了我国教育改革的实践进程。

三是基于信息技术的教育创新发展无法实现常态化应用。从当前我国教育发达地区的信息技术应用现状来看,往往只有少数教师能够熟练运用信息技术来改进课堂教学,大部分教师对于信息技术的应用还停留在初级阶段,与利用信息技术推动教育变革之间尚有较大差距,这也是阻碍信息技术与教育教学深度融合的难点之一。

教育数字化转型要稳扎稳打、全面推进

在线学习:为推动教育变革,我国正在全面实施教育数字化战略。就教育数字化转型而言,您认为,应该避免以往哪些倾向?

郑永和:首先,要避免为了“数字化”而“数字化”。在教育信息化建设的初期,出现了很多形式上“信息化”的现象,突出表现在学校盲目引进信息化设备、开发信息化教学资源,但实践中使用效率低下,没有有效发挥教育信息化建设的实际效用。因此,教育数字化战略的实施,一方面要提高站位,明确教育数字化转型的核心价值;另一方面要脚踏实地,明确一线教师教育教学的现实情况和实际需求,使得数字化技术的应用能够真正解决教学实践中的突出问题。

其次,要强调教育数字化转型是一个系统工程。教育数字化转型涵盖数字化教学环境、数字化教学设施、数字化教学资源、数字化教学模式、数字化教学评价、数字化教育治理、数字化教学素养等诸多方面,任何单一目标的实现都不能说实现了教育的数字化转型。只有在宏观层面强化系统布局,在实践层面实现全面推动,从教学环境、教学资源、教学模式、教学评价、教育治理、师生素养等方面全面推动智能时代教育教学的创新发展,才能充分发挥教育数字化转型的实际效用。

最后,要强调教育数字化转型是个渐变过程。教育数字化转型的全面落实需要政府、学校、企业、社会、家庭、教师、学生和科研人员的全面参与。在高考的指挥棒下,要改变传统的教学模式和教学观念,将是一个充满挑战的探索过程。因此,需要有一些人、有一些地区走在前面,利用学校、企业、教师、学生和科研单位的力量去孵化一些教育数字化转型实验校、实验区,形成可推广的实践经验,以此为教育数字化转型的实现提供参照。

在线学习:要实现教育数字化转型,应该抓住哪些关键点?

郑永和:一是要发挥数据要素的核心价值。构建面向教学、学习、管理、评价的全方位数据模型,实现面向真实教育场景的智能化数据感知与建模,利用数据密集型科学的研究范式,挖掘教育系统各要素之间的本质联系,探究教育生态系统演化的数理逻辑,以此来感知教育情境、刻画教育要素、还原教育过程、挖掘教育规律、变革教育服务,进而为教育的数字化转型奠定基础。

二是要重视师生数字素养的提升。教师和学生数字素养的提升是教育数字化转型的核心环节,只有准备好面向智能时代教育发展的数字知识、数字技术、数字能力,才能适应教育数字化转型对师生发展提出的现实挑战。

三是要构建面向智能时代的数字化教学模式。教育信息化建设为教育的数字化转型提供了良好的资源和设施基础,因此,教育数字化战略的实施,要充分发挥现有数字化教育资源和信息化教学设施的实际效用,构建面向智能时代教育发展的数字化教学模式,以此加快教育数字化转型的步伐。

完善服务模式让智能教育产品更智能

在线学习:教育数字化离不开智能教育产品。当前的智能教育产品是一种怎样的状况,是否滞后于教育变革的需求?

郑永和:当前常见的智能教育产品主要包括传统的智能导学系统、教育机器人、自适应学习平台等智能教学系统,以及目前市场上较为常见的学习机、作业灯、智能笔等智能教育硬件产品,其核心思想是帮助机器模拟名师的经验和方法来为不同学习需求和特征的学习者传授知识和技能,为学习者打造智能化的“AI助手”“AI教师”和“AI学伴”。就产品本身来讲,现在这些产品的智能化程度已经基本能满足特定年龄阶段学生的学习需求,能够解决学生学习过程中面临的一些问题,激发学生学习的积极性,在一定程度上推动了教育创新发展的实践进程。但在此过程中也存在一些明显的缺陷。

第一,产品设计层面缺乏核心教育理念的指导。企业宣传的口号一般是利用智能教育产品帮助学生实现“自主学习”,但这个所谓的“自主学习”如果仅仅是帮助学生利用智能产品完成作业和任务,就难免失之偏颇。智能技术支持下的自主学习是指学生可以利用智能教育产品确定学习目标、选用学习资源、调用学习服务、开展学习活动等,实现学生自我意识的唤醒和自我认知的重构。

第二,智能教育产品的服务模式急需完善。目前的产品主要依据学生的学习意图和学习需求,为其提供一些智能化的学习辅助,比如指尖点读、单词查询、句子翻译、学情分析、资源推荐、路径规划等,更多是被动地为学生提供资源和服务。未来,相关研究的开展应该强化对学生学习过程数据的监测,能够让智能产品对学生进行个性化的学情分析、对学生潜在的学习需求进行智能诊断,为学生提供主动、精准、智能的学习支持服务,以此对智能教育的服务模式进行完善。

第三,智能教育产品的研发要充分考虑学生深层次的学习需求。从我们团队调研的结果来看,目前智能产品所呈现的学情分析结果并不能科学、精准、全面地反映学生的真实学习情况,对于学生疑难问题的解答往往也只是通过呈现问题答案的方式来进行,这样反而不利于学生的学习。因此,未来智能教育产品的开发,需要在强化技术研发的基础上,加强对学生使用过程中潜在问题的关注,挖掘学生深层次的学习需求,以此对智能教育产品的研发方向加以修正。

第四,智能教育产品与学校教育脱节。一些老师反映,学生使用智能教育产品开展的学习活动与在学校所学内容很大程度上是脱节的,智能教育产品无法及时了解学生的学习状况,更无法为学生提供有效、精准的学习支持服务。因此,未来实践研究的开展,需要进一步强化智能教育产品和学校教育之间的衔接机制,使得智能教育产品能够充分了解学生真实的学习状况,并针对学生的疑点、难点问题进行精准解答。

在线学习:在您看来,该如何打造适合需求的智能教育产品?

郑永和:第一是强化指导智能教育产品研发相关理论的研究。要明确智能教育产品的研发与应用需要参考哪些理论、遵循哪些规则,厘清智能教育产品在学生学习的过程中应该起到何种作用,以此对智能教育产品的业务逻辑进行重构。我们团队对此问题进行了一定研究,将学生使用智能教育产品开展自主学习归结为人机协同支持的自我导向学习,从“自我驱动、自我计划、自我监控、自我反思、自我评价、自我调节”6个层面提出了人机协同支持的自我导向学习的概念内涵,对学生使用智能教育产品开展自主学习的表征形态,以及机器需要为学生提供的智能教育服务的类型进行了系统论述,期待能够为智能教育产品的研发提供一定的参考。当然,智能教育产品的研发应该鼓励教育研究者与教育产品研发企业相互融合,企业在教育产品研发过程中会对教育理论研究提出新的课题。

第二是要更加理解学习者。一方面,通过智能技术的应用强化对学习过程和学习结果数据的挖掘分析,对与学生学业发展相关的核心特征和关键要素进行精准刻画,主要包括学生的知识结构、认知水平、情感体验、学习风格、学习动机、学习态度等,通过构建精准化的学习者模型,对学生真实的学习状态进行有效表征。另一方面,通过对学生心理发展状况的精准测评,分析特定年龄阶段学生学习面临的关键问题,如学习动机不强烈、学习策略不科学、学习反思不准确等,以此对学生学习面临的关键问题进行有效诊断,构建更加系统、精准、完善的智慧教育解决方案。

第三是要完善智能教育产品的服务模式。智能教育服务的供给不单单是技术层面的问题,很大程度上也是业务层面的问题,牵涉到产品开发过程中教育教学思想的渗透。比如,对于学生的疑难问题的解答如果仅仅呈现问题的答案和解题步骤,则会在一定程度上造成学生思维的惰化,反而不利于学生学习,要能够根据学生的学业水平、学习风格和学习素养,为其制定有针对性的疑难问题解答策略,如分层次呈现问题的解答推理步骤、为学生推送专业教师录制的解题视频等,以此从学生的实际需求出发为其提供更加科学有效的学习支持服务。

第四是要强化教师智慧与机器智能的深度融合。现有智能教育产品的“智能化”程度与名师尚有一定的差距。未来,在智能教育产品研发和使用的过程中,要强化教师智慧与机器智能的深度融合,一方面为学生提供更加精准、科学的学习支持服务,另一方面能够帮助机器更好地学习名师的经验和方法,提升智能教育服务的科学性和有效性。

来源:《在线学习》杂志2022年5月刊(总第81期)

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