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在现代社会,人工智能技术的迅猛发展为教育服务业带来了巨大的变革潜力。在教育领域,AI不仅改变了教学方式,还深刻影响了学生的学习体验、教师的教学方法、教育管理和个性化服务等方面,逐步实现了教学与技术的深度融合,让教育领域得以提供更多创新性服务和创意学习模式,开辟了教与学的新路径。
一、人工智能时代对师生提出新要求
随着技术的不断进步,AI工具在教育中的应用不断深化,尤其是在培养学生的创新能力和思维发展上,AI正在发挥越来越重要的作用。2024年9月,联合国教科文组织(UNESCO)发布《教师人工智能能力框架》(AI competency
framework for teachers),对教师在人工智能时代所必须的教学知识、技能和价值观给出了相关定义。报告从以人为本的思维模式、人工智能伦理、人工智能基础与应用、人工智能教学法、用于专业学习的人工智能五个维度,梳理了15项教师所需的AI教学能力框架,并将这些能力分为能力获取、深化整合和更新创造三个不同阶段。
报告指出,在AI与教学深化整合的阶段,教师应能够做到熟练地将AI融入学生中心的学习实践中,以促进学生的参与,提升学生的创新性思维和问题解决能力。报告呼吁教师设计和组织基于AI增强学习实践的视频的学习策略,支持教师分析AI对学习过程、师生互动、学术成果以及社会和情感学习的影响;通过鼓励教师讨论选定的研究报告或领域,深化对AI对学生主体性、思维和学习过程、与教师的互动、学术成果及其社会情感学习等关键主题影响的理解。
而在AI增强教学法创新的阶段,报告认为教师应做到计划和促进AI沉浸式学习场景,以支持学生的单一学科或跨学科学习、批判性思维和问题解决,具体的建议则包括:设计和组织基于AI增强开放学习的选项(如共创实践和探究及项目学习),赋予教师制定可行的AI使用创新开放和创意学习实践的想法;孵化从学习设计到场景设计的转变,组织学生的动手实践,鼓励师生共同设计课程实践或人机互动场景,探讨何时及如何使用AI支持“学习—评估—反馈—适应”的循环;为教师提供培训机会,丰富他们在设计和工程AI辅助开放学习选项方面的实际技能,以培养学生的高阶智力能力、创造力和创新性思维。
UNESCO发布的报告《学生人工智能能力框架》(AI competency
framework for students)指出,为适应智能化的教育服务新变革,学生同样需要培养并具备AI相关的理解、应用和创造能力。报告将“AI创造(Create)能力”作为学生人工智能能力框架的重要组成部分,指出学生的AI能力框架由AI理解能力、AI应用能力和AI创造能力三部分构成,且每一项能力下都涵盖了以人为本的思维方式、AI伦理、AI技术与应用和AI系统设计四项胜任力因素。其中,AI创造能力涉及的这四项胜任力因素对学生分别提出了注重人工智能时代的公民意识、关注设计中的伦理、尝试创建人工智能工具以及兼顾迭代和反馈回路的要求。
二、AI推动更多数字化智能化教育产品诞生
AI技术的引入扩展了学生可用的数字学习工具等教育服务,为他们的学习方式带来了革命性的变化。通过AI赋能的数字平台,学生可以更加灵活地选择适合自己的学习路径,个性化地控制学习进度,获取实时反馈,进而提升学习的自主性和效果。AI驱动的智能辅导系统可以分析学生的学习行为,识别出他们的薄弱环节,并有针对性地推荐学习资源,从而帮助学生高效地掌握知识。以下是部分各国已有实践:
1、阿联酋CCDI课程使用AI提升学生创新性思维
联合国教科文组织(UNESCO)的报告《阿拉伯联合酋长国计算、创意设计和创新 K-12 课程中的人工智能:案例研究(AI in the United Arab
Emirates’ computing,
creative design and innovation K-12 curriculum: a case study)》分析了阿联酋CCDI课程中使用AI的目前进展。
阿联酋在其K-12学段的计算、创意设计和创新(CCDI)课程中使用AI来提升学生的创新能力,通过编程、机器学习、数据分析等方式,培养学生的AI相关技能。课程注重实践活动,如项目式学习、探究式学习和协作学习等,学生被鼓励参加黑客马拉松或竞赛,或自主探索创意领域的相关课题。这种学习方式不仅培养了学生的技术能力,还锻炼了他们的创造力、合作精神和批判性思维,使得AI技术真正成为教育中的创新引擎。
2、南加州大学为学生开发低成本“机器人朋友”
为了改善所有学生的AI教育,并帮助相关领域的学生和机构更低成本地进行人机交互研究,南加州大学的研究人员创建了一个易于使用的学习工具包,以帮助大学生和高中生建立自己的“机器人朋友”。通过这一学习工具包,学生可以个性化设置机器人的“身体”,对机器人进行编程以模仿它们的头部姿势,并以引人入胜、更具创造力的方式了解AI道德和公平。
为了降低学习者的成本和开发时间,该团队定制并简化了 “Blossom”机器人装置,这是一款最初由康奈尔大学的Hoffman团队开发的小型开源机器人,目前以成为南加州大学交互实验室的常见固定装置,已有团队使用该机器人为正念练习设计了更好的AI语音,也有研究人员利用“Blossom”为患有ADHD症状的学生开发了“学习伙伴”。目前推出的“机器人朋友”由三个开源学习模块组成,为学生提供了有关AI各个方面的实践经验和入门指导,包括机器人技术、机器学习、软件和机械工程,旨在为资源有限的学生和学校提供更可及的创新性探索。
3、微软推出Azure AI服务学术研究
2023年4月,Microsoft Research 启动了一项计划,旨在加速在大量数据上训练的大规模AI基础模型的开发和使用,可用于各种学术研究情景与任务。
“推进基础模型研究 (Advancing Foundation Models
Research,AFMR)”通过Azure AI服务为学术研究人员提供对最先进的基础模型的访问权限,旨在培养全球AI研究社区的学习者并提供可靠、值得信赖的模型,以帮助从科学发现和教育到医疗保健、多元文化赋权、法律工作和设计等学科的进一步研究。该计划的资助计划包括15 个国家和地区的200个项目,涵盖广泛的重点领域。
波士顿东北大学的研究人员正在利用该服务开发AI驱动的工人福利分配助手;越南胡志明市科技大学的研究人员计划创建一个专门针对越南语的微调大型语言模型(LLM);而在加拿大,蒙特利尔大学正在探索LLM如何帮助分子设计和发现新药。
通过访问Azure OpenAI 服务(该服务将OpenAI的尖端模型与Azure中提供的安全、隐私和负责任的AI保护相结合),韩国科学技术院(KAIST)的团队还开发了一个将ChatGPT的基础模型用于聊天机器人的平台,以帮助语作为外语(English as a
Foreign Language,EFL)的大学生为英语课程撰写论文。这些学生常常在晚上写作,但由于没有教授或助教的指导而面临很大的来自英语写作的挑战,AI工具正在帮助缓解这一调挑战。
4、Adobe推出新的AI创意教学工具
随着下一代在日常生活中越来越多地接触到人工智能(AI)技术,学生和教育工作者一直在转向AI工具来加强课堂学习。为顺应这一趋势,Adobe于7月公布了“Adobe Express教育版”的新增功能,旨在成为负责任且保证课堂安全的AI工具,鼓励学生掌控自己的学习体验。“Adobe Express教育版”由教育工作者构建并为学习情境服务,利用Adobe Express的已有技术框架让学生参与创意项目和作业,同时推出了“协作、轻松并改善学生的参与和交流”的体验。这次更新推出了Adobe Express首创的“作业”功能,可将教师和学生实时连接起来,新增了增强的多媒体演示和动画功能,以及数千个现成的特定于学科的模板。