四院士勾勒“人工智能与未来教育”蓝图

　　在人类教育迈进“智能时代”的重要当口，探索智能技术如何助力教育公平与人的个性化成长，既是科技界和教育界肩负的时代使命，也是全人类共同面对的重大问题，具有非常重要的意义。日前，在北京师范大学主办的“2020全球智慧教育大会”上，赵沁平、邬贺铨、张军、王耀南四位中国工程院院士，结合虚拟现实、5G、智联网和人工智能等技术在教育场景中的应用，从不同维度共话智慧教育未来。

　　——编者的话

　　赵沁平院士：

　　AI+VR或将成为终极性的教育技术

　　作为智慧教育重要的支持技术，虚拟现实（VR），以计算机技术为核心，结合其他相关科学技术，致力于生成一个与现实世界在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境，人们可以通过一些设备与数字化环境进行交互，产生亲临现实世界的体验。VR有4I特征，即沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)和智能化(Intelligence)。

　　这些特征使VR对现有技术形成了一定的颠覆性，将重塑我们的未来。教育是虚拟现实技术非常重要的应用领域。VR可以实现任何设想的教育教学环境，使学习者沉浸式体验学习对象和教学过程。VR和AI技术也有着天然的关系，并呈现出“你中有我、我中有你”的融合发展趋势，从而有力地催生类人助教，促进高阶的探究式、自适应学习，拓展智慧教育场景应用，推动智慧教育的不断发展与深化。VR＋AI有可能成为终极性的教育技术，将对未来教育产生深刻影响。

　　与此同时，我们也要认识到，虚拟现实、人工智能等只是技术，实现的是教学辅助，不可能、也不应该完全取代教师教学。教育的主体部分，也就是“传道、授业、解惑”以及“批判、创新”思维的核心内容是需要人对人，而不是机器对人完成的。因此，要加强人工智能、虚拟现实等应用于教育教学的相关研究，关注人工智能和虚拟现实环境对学生身心的影响和对社会的影响。希望教育、人文社科领域的专家与科技界人士携手合作，研究“人工智能、虚拟现实＋教育”，共同推动智慧教育的发展，培养面向未来的创新型人才。

　　邬贺铨院士：

　　5G上云融智，助力教育创新

　　智慧经济时代，数字基础建设是新基建的支柱，5G是首选。

　　5G激活超清视频、释放虚拟现实技术的潜力，更成为上云落地的平台。疫情期间的政企校协同，成功实践了大批云上教学的优秀案例。5G直播可以实现4K/8K超高清、低延时，5G与大数据、人工智能的结合带来的教学内容高度定制化，解决了教育内容缺乏定制化和娱乐内容缺乏系统化的弊病，把各种知识点进行分解，制作成精良的模块并存储于云端。利用5G上云并结合人工智能技术，可以形成协同实验平台，支持多人共同完成一个实验或者共同进行项目式学习，培养学生团队协作精神。随着终身教育理念的日益普及和落地，5G将以其显著优势为教育全生命周期提供更优质的应用服务。

　　同时，也不能忽视5G+教育面临的诸多挑战。5G终端以及AR/VR可穿戴设备成本仍然较高，难以普及；适应并体现5G特点的课件还很少；5G+教育对师资提出了新的要求。此外，值得关注的是5G带来良好的学习体验同时，也要避免青少年过度沉溺于5G娱乐体验。

　　最后，新时代呼唤人才培育模式的创新，对高技术人才的数量与质量都提出更高的要求，百年未有之国际形势大变局凸显创新人才成为竞争的焦点。当前我国已将软件、集成电路、网络安全升级为一级学科，还有不少高校设置物联网学院、大数据学院、人工智能学院，VR等也设为新的专业，反映了国家对人才紧缺专业的重视，但另一方面信息技术专业设置过细，不利于学科交叉，随着信息化渗透到各行各业，急需两化融合的人才培养。

　　张军院士：

　　五维教育，推动新时代教育生产力的变革

　　党的十九大报告提出建设网络强国、数字中国和智慧社会，这是科学判断信息社会发展趋势作出的战略部署，智慧社会是对我国信息社会发展前景的前瞻性概括。

　　建设智慧社会，智慧教育的发展不可或缺。需要我们审视从“有学上”向“上好学”转变的教育新矛盾，体验智能技术重构的教学新环境和新方式，从智慧社会发展整体视角和框架出发，思考未来教育。纵观从农业社会的私塾到工业社会的学校，再到信息社会的规模化学校，教育演进以空间缩短为特征演进变革。然而，在人工智能时代，教育内涵向内容精准化、学习自主化、教学交互化方向发展，AI赋能教育呈现出从空间维度向全方位以人为本发展的趋势。传统教育体系中，教师、学生、知识、平台为要素的教育生产模式与新生产力要素间的不协调，催生新时代的教育生产关系变革，以“人”为中心，机（信息技术）—物（知识）—环（学习空间）协同重构，形成了新的教育生产关系。

　　进入万物感知、万物互联、万物群智的智慧社会，泛在的教育信息网络、智能化的教育基础设施、普惠的教育公共服务和精细化的教育治理体系，将从空间三维、时间和知识五个维度深度融合，重塑智慧教育生态。教师和学生在空间三维中的教与学轨迹、路径、陪伴、习惯将被感知和计算；于时间维度上实现随时学习、终身学习；于知识维度上，图谱化布局在线上、实践、产业链条中的精品教育资源，以“人”为中心。

　　五维教育的融合贯通，推动传统教室到智慧教室再到智联教室的更迭衍新。其核心引擎就是智联网技术，通过多元全面持续的协同感知、多尺度超带宽的泛在网络、知识自主驱动的智能计算、多元个性精准的智慧服务，实现从信息到知识、从知识到智慧的教育生产新模式。在这一模式变革进程中，引导学校和教师进行适用于虚拟学习空间与传统课堂融合环境的教学方法创新。通过多元数据沉淀挖掘，支撑教学观评测全链条计算，利用人工智能等新技术，破解班级授课制下的因材施教难题、支持面向学生探究能力和问题解决能力培养的项目化教学、网络空间教学、异地同步教学、双主教学模式、翻转课堂、校园在线课程、基于设计的学习、引导式移动探究、协同知识建构、能力引导式学习等。

　　科技发展将促进教育系统变革，以智慧（intelligence）、互联（Internet）为理念，基于智联网技术框架，重塑“人机物环”关系，通过“智联教室”建设，打通空间、时间、知识之间的壁垒，释放教育生命力，实现学生和教师有价值的成长。

　　王耀南院士：

　　智能技术赋能智慧民生

　　随着人工智能与其他科技的加速融合创新与聚变发展，社会形态将全面系统演进，智慧社会是继农业社会、工业社会、信息社会之后的一种高级社会形态，是万物互联、融合创新、智能协同、安全可控的智能时代。未来的机器人在工厂里面，和工人是友好的合作伙伴关系，可以像朋友一样相互交流，相互学习，共同促进人机融合。未来社会的机器人要能够自己看懂说明书，按照要求自动装备，完成任务。加工大型零部件一定是多个机器人协作，完成复杂的零部件，现在都是单机作业，以后是由云计算、互联网边缘计算等智能技术来完成。在航空航天领域，将由机器人来进行简单的装配。

　　人工智能技术的发展日新月异，对人才培养也提出了新的要求，为教育变革提供了新路径。人工智能赋能教师，将改变教师角色，促进教学模式从知识传授到知识建构的转变，同时缓解贫困地区师资短缺和资源配置不均的问题；人工智能赋能学校，将改变办学形态，提高学校的服务水平，形成更加以学习者为中心的学习环境；人工智能赋能教育治理，将改变治理方式，促进教育决策的科学化和资源配置的精准化，加快形成现代化的教育公共服务体系。

　　希望我们的教育领域超前识变、积极应变、主动求变，通过多种方式进行理论创新与实践探索，为实现全人类的共同利益贡献力量。（作者：通讯员 沈阳 整理）