對話 | AI與教育的深度融合，究竟什么是核心問題？

夏炎：現(xiàn)在各行各業(yè)都在積極投身數(shù)字化轉(zhuǎn)型，但我們知道教育是一個非常獨(dú)特的領(lǐng)域。作為教育領(lǐng)域的專家，您認(rèn)為在教育行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中有哪些核心痛點(diǎn)是丞待解決的？

鄭蟬金：我認(rèn)為，教育領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心痛點(diǎn)至少有兩個。第一，大規(guī)模個性化，也就是我們經(jīng)常提到的因材施教。因材施教一直是我們教育界里的最高理念，但是如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模個性化是我們真正的痛點(diǎn)。第二個痛點(diǎn)是，AI 如何真正進(jìn)入我們?nèi)税l(fā)展的過程。簡而言之，就是 AI 如何影響我們的個體發(fā)展，包括認(rèn)知發(fā)展和非認(rèn)知發(fā)展（如社會情感等）。

AI 要怎樣在這兩大領(lǐng)域幫助人類去成長呢？我覺得第一個痛點(diǎn)對應(yīng)的是影響面，就是如何利用 AI 技術(shù)低成本、快捷地實(shí)現(xiàn)大面積的個性化；而第二個痛點(diǎn)對應(yīng)的是教育的訴求點(diǎn)。因?yàn)榻逃⒅氐木褪侨说娜姘l(fā)展，而 AI 主要就是在實(shí)質(zhì)性教育目標(biāo)方面進(jìn)行輔助。我們常說教育包含“學(xué)、教、管、評”四個方面，而在此之前信息技術(shù)已經(jīng)助力教育實(shí)現(xiàn)了“教”、“管”和“評”的部分功能，例如，信息技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在教育管理層面，幫助教師和學(xué)校進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的采集。現(xiàn)階段 AI 助力教育的核心關(guān)切點(diǎn)主要是在“學(xué)”這一方面。這也是教育領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性最高目標(biāo)。

夏炎：沒錯，我也很認(rèn)同您的觀點(diǎn)。從我們研究院之前與不同行業(yè)伙伴的合作來看，AI 在物流、金融等領(lǐng)域的任務(wù)會比較清晰，涉及人員也相對較少，更多的是針對已有模塊進(jìn)行優(yōu)化。但教育領(lǐng)域的任務(wù)存在著一定的不確定性，還會涉及到多人間的互動，任務(wù)會變得復(fù)雜很多。請問鄭教授怎么看待這個問題？您覺得 AI 在教育場景的應(yīng)用，相對于其他行業(yè)有什么不同？

鄭蟬金：我總結(jié)了一下，AI+教育相對于其他行業(yè)主要有三大不同之處。第一個不同之處是教育行業(yè)有著長鏈條的利益相關(guān)方，不僅涉及到多方主體，還會牽扯到多個層面。

首先從管理層來看，最高代表就是國家，這在全球都是一樣的，教育行業(yè)反映的是國家的意志。國家之下就是具體的管理部門，再到落地，以國內(nèi)為例依次就是教育局、教研員和校長。單從管理層我們就能看到一條關(guān)系鏈條，而 AI 應(yīng)用到教育場景時離不開這個鏈條的要求和管控。

除了管理層，教育領(lǐng)域還有一條重要的鏈條叫做使用者。雖然使用者鏈條可能不會像管理層的那么長，利益方之間的緊密程度也不太一樣，但這個鏈條包含了教師和學(xué)生，以及****的使用者——家長。

此外，我還想強(qiáng)調(diào)一個特殊的鏈條——微觀技術(shù)指導(dǎo)，主要包括了領(lǐng)域?qū)＜?、教研員、高級教師和一線教師等。具體來說，領(lǐng)域?qū)＜抑傅氖歉咝Ｖ懈黝愴敿獾慕逃龑W(xué)、心理學(xué)系教授和專家。教研員則是負(fù)責(zé)連接理論研究和一線實(shí)踐的關(guān)鍵性人物，需要把領(lǐng)域?qū)＜姨岢龅睦砟詈徒虒W(xué)實(shí)際情況相結(jié)合，并傳達(dá)給高級教師。高級教師與一線教師之間則如同師傅和徒弟，高級教師會將有效合理的教學(xué)方法推廣給各位一線教師們。

細(xì)觀以上這三個鏈條可以發(fā)現(xiàn)，部分主體的角色是多元交織的，而且教學(xué)過程往往需要涉及多方主體。以監(jiān)督為例，教育領(lǐng)域的監(jiān)督既包括了國家的法規(guī)需求監(jiān)督，又包含了微觀技術(shù)指導(dǎo)（督導(dǎo)）。這些都充分展現(xiàn)了教育領(lǐng)域復(fù)雜的多方多層利益相關(guān)方。

微軟亞洲研究院 AI 語言學(xué)習(xí)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)訪問華東師范大學(xué)（右四：鄭蟬金，右二：夏炎）

第二個不同之處就是教育領(lǐng)域缺乏大一統(tǒng)的理念指導(dǎo)。正如剛剛夏炎所說，其他領(lǐng)域的任務(wù)往往會對問題有一個相對清晰的界定，即 well-defined problem。但在教育心理學(xué)，我們很難對全人發(fā)展和培養(yǎng)給出一個清楚的問題界定。目前，在教育和心理學(xué)領(lǐng)域存在著形形色色、多種多樣的理論思想，僅美國心理學(xué)會旗下就有55個子分支，美國教育研究協(xié)會下有12個子分支，可以想見由此疊加會衍生出多少種不同的視角、觀點(diǎn)和理論去看待教書育人的問題。而這也使得 AI 應(yīng)用到教育場景時面臨著一個困境：到底要依照哪個理論去設(shè)計(jì)模型？因此，AI 在應(yīng)用到教育領(lǐng)域時必須細(xì)致地應(yīng)對每一個具體的教育場景去做獨(dú)特的開發(fā)。盡管“社會生物學(xué)”奠基人 Edward Wilson 曾提出的知識大融通這個想法很激動人心，但是在教育領(lǐng)域是很難實(shí)現(xiàn)的。

第三個不同之處是學(xué)習(xí)是“反人性”的，需要人全力付出，學(xué)習(xí)的場景更加復(fù)雜。在教育心理學(xué)里有一個最近發(fā)展區(qū)的概念，它由 Lev Vygotsky（維果斯基）提出，指的是學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展有一個可能的發(fā)展水平，但學(xué)生需要突破現(xiàn)有水平，通過努力才能達(dá)到。那么如何將這個理論應(yīng)用到 AI+教育的產(chǎn)品中呢？其實(shí)這就是我們常說的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。在這個領(lǐng)域下最成功的案例之一就是自適應(yīng)測評，即根據(jù)學(xué)生的能力為其推薦題目。這個測評系統(tǒng)不會為學(xué)生推薦百分百可以答對的題目，而是推薦學(xué)生百分之五十可能會答對的題目，從而去激勵學(xué)生挖掘潛力。自適應(yīng)測評之所以相對于其他的教育場景更成功一些是因?yàn)樗且粋€ well-defined problem。但現(xiàn)在 AI+教育卻非常不同，面對的學(xué)習(xí)場景比考試場景更加復(fù)雜，也更難將最近發(fā)展區(qū)這些概念應(yīng)用到 AI 系統(tǒng)中。

夏炎：鄭教授總結(jié)的非常完善。我也想就這個問題補(bǔ)充一點(diǎn)從計(jì)算機(jī)領(lǐng)域角度出發(fā)的看法。計(jì)算機(jī)最擅長解決的就是確定性的問題，問題越明確，模型越好進(jìn)行收斂。但教育和學(xué)習(xí)的過程都是相對開放的，因此很難去衡量一個學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是不是有效。例如，在定義學(xué)習(xí)發(fā)展目標(biāo)時，家長、老師和學(xué)校的想法和理解可能就很不一樣，這就會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)很難針對多方給出一個大家都滿意的最優(yōu)解。所以 AI 在教育領(lǐng)域現(xiàn)在面臨的問題就相當(dāng)于是一個多重限制下的優(yōu)化問題。

另外，您剛剛提到 AI+教育與其他行業(yè)一樣都離不開領(lǐng)域?qū)＜业闹С郑?AI+教育涉及到多方多層的利益方，應(yīng)用場景也會更復(fù)雜。那么，AI+教育與其他行業(yè)相比，所需要的專業(yè)知識會否更深入？您認(rèn)為 AI 與教育結(jié)合要解決的最關(guān)鍵問題是什么呢？

鄭蟬金：針對這個問題，我的想法是 AI+教育所涉及的專業(yè)知識未必更深入，但應(yīng)該是更多面的，而這會造成實(shí)施的成本和難度大幅提升。為了破解這些難題，華東師范大學(xué)在上海市政府的支持下，特別是上海市教委的指導(dǎo)下，成立了上海智能教育研究院。站在教育本身的立場，我們強(qiáng)調(diào)以人為本——是“教育+AI”而不是以往的“AI+教育”。成立一年多以來，我們上海智能教育研究院的不同團(tuán)隊(duì)在不同維度上都進(jìn)行了很多的探索，取得了階段性成就。我目前對教育+AI 的認(rèn)知，很多也是跟著大家一起學(xué)習(xí)、探索而獲取的新知識。回顧這段時間的探索與經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為 AI 與教育的結(jié)合目前急需解決的最關(guān)鍵問題是 AI 如何真正地融入教育生態(tài)系統(tǒng)。任何一款 AI+教育產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開發(fā)到最后的落地應(yīng)用，都需要有一個將技術(shù)和教育接軌的角色。在微軟亞洲研究院和華東師范大學(xué)合作的中文寫作智能輔導(dǎo)系統(tǒng)“小花獅”項(xiàng)目中，我就扮演著這個 接軌的角色。作為扎根于教育學(xué)部教育心理學(xué)系的一名教育測量專家，我主要負(fù)責(zé)教育測量的有關(guān)技術(shù)，此外我們團(tuán)隊(duì)還有來自教師學(xué)院專門負(fù)責(zé)做作文測評的同事。目前我們主要有三個基礎(chǔ)團(tuán)隊(duì)，之后我們還會考慮引入心理學(xué)或語言教育的專家。當(dāng)然，一款好的 AI+教育產(chǎn)品不能只停留在設(shè)計(jì)開發(fā)上，還要考慮到在實(shí)際落地應(yīng)用時教師們的需求以及如何降低他們使用時的學(xué)習(xí)成本。這也就是我剛才強(qiáng)調(diào)的如何融入教育生態(tài)系統(tǒng)。

中文寫作智能輔導(dǎo)系統(tǒng)“小花獅”

以“小花獅”為例，我們在設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)節(jié)時就咨詢過多個領(lǐng)域的專家。其中，大學(xué)教授主要為我們提供了理論和邏輯上的指導(dǎo)；高級教師為我們提供了實(shí)際應(yīng)用上的反饋和建議；教研員則充當(dāng)著橋梁，既兼顧理論又為我們反饋實(shí)際情況。這一條多方的長鏈條中任何一方的缺失都可能導(dǎo)致最后產(chǎn)品在上線和落地時面臨質(zhì)疑和困境。而在考慮到產(chǎn)品定位的前提下，如何將多方意見進(jìn)行整合處理，是我們 AI+教育團(tuán)隊(duì)需要關(guān)切的核心問題。

近年來，我們也看到許多 AI 公司想要進(jìn)入教育領(lǐng)域，但同時又面臨著諸多困難和挫折，發(fā)展得也較為緩慢，并不如我們預(yù)期的一樣蓬勃。究其原因，就是教育領(lǐng)域所需關(guān)涉的多方多層相關(guān)方和復(fù)雜細(xì)致的應(yīng)用場景使得 AI 如何真正融入教育生態(tài)系統(tǒng)成為一大難題。

夏炎：那您覺得，我們接下來需要做些什么才能使 AI 真正融入教育生態(tài)系統(tǒng)呢？或者說，AI 落地到教育領(lǐng)域需要具備哪些必備條件？

鄭蟬金：我認(rèn)為，想讓 AI 落地到教育領(lǐng)域首先需要讓產(chǎn)品簡單易用。因?yàn)楫a(chǎn)品最后的使用者是一線的教師們。我們只有將產(chǎn)品做得簡便易于上手，才能降低教師們在使用時所需付出的學(xué)習(xí)成本，避免教師們產(chǎn)生****抵抗，從而可以更好地推廣產(chǎn)品。

其次，我們要真正去解決實(shí)質(zhì)性的堡壘，抓住和攻克剛需。無論是幫助學(xué)生提高學(xué)業(yè)成績，還是在某個領(lǐng)域幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力，產(chǎn)品都需要至少抓住一個痛點(diǎn)和剛需。從教育的整體發(fā)展來看，我們應(yīng)該將關(guān)注點(diǎn)放在學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)能力上。但相比于考試和教育管理，學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力提升的場景更加復(fù)雜。如何將 AI 結(jié)合到學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)能力這個層面，將是所有 AI+教育領(lǐng)域的企業(yè)和機(jī)構(gòu)下一步要著重關(guān)注和思考的問題。

夏炎：從計(jì)算機(jī)領(lǐng)域來看，尤其是近年來我們微軟亞洲研究院在實(shí)際設(shè)計(jì)、開發(fā) AI 助力語言學(xué)習(xí)系列項(xiàng)目的過程中發(fā)現(xiàn)，算法中的部分成分是可以在教育場景中通用的，以 “小花獅”為例，其部分算法就沿用了我們之前在英語寫作上的一些框架。我們也由此構(gòu)建了一個通用的底層框架，然后上層應(yīng)用再根據(jù)具體的學(xué)科場景去搭載不同的專業(yè)領(lǐng)域知識。所以我認(rèn)為，我們搭建的這類通用底層框架或許反饋給教育領(lǐng)域，也可以幫助教育領(lǐng)域去做出一些改變。

提到剛需，我經(jīng)常聽到大家在談?wù)撘粋€教育理念叫 4C，請您為我們介紹一下什么是 4C？為什么培養(yǎng) 4C 在教育領(lǐng)域中如此重要？

鄭蟬金：4C 本質(zhì)上是二十一世紀(jì)教育與人才培養(yǎng)目標(biāo)的一種表述，定義了在新世紀(jì)教育領(lǐng)域要為整個社會培養(yǎng)出什么樣的人才。而教育目標(biāo)的制定是由各大國際組織（如 OECD，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）和各個國家根據(jù)自身的教育情況所做出的決定。4C 主要指的是批判性思維（Critical Thinking）、創(chuàng)造與創(chuàng)新（Creativity and Innovation）、溝通（Communication）和協(xié)作（Collaboration）。需要指出的是，盡管很多國際組織與國家都給出了不同版本的表述，但上述提到的這些 4C 元素在這些方案中都有一定的體現(xiàn)。

教育領(lǐng)域如何達(dá)成這些核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)是目前我們非常最關(guān)切的教育問題。這一熱潮已經(jīng)體現(xiàn)在目前正在如火如荼開展的課程改革之中，其重要性不言自明。以前大家可能更側(cè)重在認(rèn)知層面，現(xiàn)在則既需要培養(yǎng)認(rèn)知方面的能力（如批判性思維）又要培養(yǎng)非認(rèn)知方面的能力（如溝通、協(xié)作等）。所以說，新世紀(jì)對人們提出了新的要求，那么教育能不能回應(yīng)這些要求就成為了教育界需要應(yīng)對新的挑戰(zhàn)。同理，如何助力應(yīng)對這一挑戰(zhàn)自然成為教育+AI 的主要戰(zhàn)場。

夏炎：那以我們合作的“小花獅”為例，您認(rèn)為 AI 可以在培養(yǎng)核心素養(yǎng)和運(yùn)用教育心理學(xué)方面做哪些輔助性工作呢？

鄭蟬金：寫作是個高級復(fù)雜的任務(wù)，它本身就蘊(yùn)含了 4C 的這些元素。比如，寫作中會有遞進(jìn)、轉(zhuǎn)折這些邏輯關(guān)系，也就是我們說的批判性思維。此外，書面寫作本身也是一種溝通能力。我們現(xiàn)在還會提倡高級寫作，希望能夠講述一個可以吸引人閱讀的故事，這就是創(chuàng)造性思維。而協(xié)作能力則可以在寫作這個過程中去培養(yǎng)和訓(xùn)練。在很多的一線教學(xué)中，老師們會布置“漂流的作文本”這樣的寫作任務(wù)，去鼓勵學(xué)生們合作完成寫作。所以我們也希望通過“小花獅”里的各種設(shè)計(jì)來體現(xiàn)這些元素。我們或許暫時未必能做到面面俱到，但是有些基本的東西是一定要做到的，比如，批判性思維和溝通能力就是最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。

那么 AI 在這個過程中能夠做到哪些輔助性工作呢？事實(shí)上，AI 應(yīng)用于寫作已經(jīng)有很長的歷史了，其中最成熟的首先還是自動評分。但是“小花獅”的目標(biāo)不是簡單的打分，而是如何幫助學(xué)生去學(xué)習(xí)，去發(fā)展他們的寫作能力。也就是說，我們要讓 AI 去幫助學(xué)生評估他們寫作在各個方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過最近發(fā)展區(qū)去提供有效的針對措施來幫助提高寫作能力。通過以上描述，大家也可以了解到這個任務(wù)會比自動評分要難很多。自動評分其本質(zhì)就是利用線性回歸來排序，但是幫助學(xué)生發(fā)展寫作能力并不能只靠統(tǒng)計(jì)模型去實(shí)現(xiàn)，必須要借助 AI 提供診斷性信息，提升學(xué)生遣詞造句、謀篇布局等具體的寫作能力。如果我們能再進(jìn)一步融入?yún)f(xié)作能力，利用寫作活動來實(shí)現(xiàn)其他素養(yǎng)的提升，特別是非認(rèn)知素養(yǎng)的提升，那樣將更接近真正意義上的助力全人發(fā)展的目標(biāo)。 

夏炎：我們也與您一樣期待未來能夠設(shè)計(jì)、開發(fā)出真正意義上幫助實(shí)現(xiàn)全人發(fā)展的產(chǎn)品。您既是教育專家，又很了解計(jì)算機(jī)科學(xué)，可否與我們分享一下您在進(jìn)行 AI+教育的跨界合作中的經(jīng)驗(yàn)和建議？

鄭蟬金：根據(jù)我的自身經(jīng)歷，我主要有以下兩點(diǎn)建議：第一是絕對的開放心態(tài)，第二是絕對的深度融合。

即便我是學(xué)教育的，我在做 AI+教育這個事情的過程中，還是需要不停地向一線的老師們學(xué)習(xí)。而只有團(tuán)隊(duì)中的每一個人都保持開放的心態(tài)，大家都愿意往前多走一步，那么我們才有可能把這個事情真的做好。當(dāng)然，開放的心態(tài)也為第二點(diǎn)——深度融合，奠定了基礎(chǔ)。沒有深度融合的產(chǎn)品最后呈現(xiàn)出來的效果也是不理想的。

但這兩點(diǎn)確實(shí)都很困難。第一點(diǎn)更加側(cè)重于心態(tài)，第二點(diǎn)則強(qiáng)調(diào)了心態(tài)加上能力。由于我的個人經(jīng)歷跨越了很多領(lǐng)域，所以我對這兩點(diǎn)的體會也更深刻。我本科是英語專業(yè)的，后來接受了心理學(xué)專業(yè)的訓(xùn)練，又剛好是負(fù)責(zé)最偏技術(shù)的方向，所以對計(jì)算機(jī)和統(tǒng)計(jì)學(xué)都有所了解，現(xiàn)在我的工作又是在華東師范大學(xué)的上海智能教育研究院與教育學(xué)部兩個不同的二級單位之內(nèi)。這些經(jīng)歷讓我知道每個領(lǐng)域都如同大海一般非常廣博，而我們唯一能做的就是保持謙遜的態(tài)度。

我們也很榮幸可以與微軟亞洲研究院的這些科學(xué)家和工程師一起并肩攻克教育+AI 的難題。雖然教育和計(jì)算機(jī)這兩個領(lǐng)域跨度很大，但大家都非常謙虛、有耐心，并且非常真誠地交流在項(xiàng)目過程中發(fā)現(xiàn)的各種問題。很多微軟亞洲研究院的同事們還學(xué)習(xí)了大量教育領(lǐng)域的知識，讓我們的交流與合作更加順暢。因此，我認(rèn)為每一個參與跨領(lǐng)域合作的人都應(yīng)該保持開放的心態(tài)，聆聽和接受來自不同領(lǐng)域的人提供的反饋，這樣最后呈現(xiàn)出來的效果才會是真正的深度融合。

夏炎：我十分認(rèn)同鄭老師說的“要保持開放的心態(tài)”。在這里也非常感謝與我們合作的各位華師大的老師，正是這些領(lǐng)域內(nèi)專家們開放的心態(tài)給予了我們溝通和合作的機(jī)會。這種開放的心態(tài)一定是雙向的，可以讓我們更加積極地去解決問題。

感謝鄭教授的分享！期待我們未來繼續(xù)攜手共進(jìn)！