今天是世界圓周率日（Pi Day），讓我們談些與科技相關的話題。
今天，我們就將收錄於《長江教育論壇》（二〇一七年第二輯）的講話稿全文分享給大家，希望能在人工智能與教育變革方面，給大家一些新的啟發。如果您有什麼觀點，歡迎在文末評論區和我們留言互動。
人工智能對未來教育的變革與發展，不僅創造了新的機遇，也帶來更大的挑戰。因此，人工智能與未來教育變革的關係問題，非常值得研究。
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信息技術與教育教學實踐深度融合
信息技術與教育教學實踐的深度融合，是教育信息化的重要特徵之一。黨的十八大以來，我國教育信息化工作取得了巨大的成就，這些成就表現在，不僅總體上超過預期，而且在某些方面更是大大超過預期，這些成就更成為我國教育發展歷史性成就的重要組成部分。
據有關數據顯示：
我國中小學校互聯網接入率從25%上升到90%，超過了過去數倍；
多媒體教室使用率從不足40%上升到83%。
教育部主持的“一師一優課”項目，參與的教師人數超過1500萬人次，優質資源提供者達1300萬人。
教育信息化的快速發展，解決了400多萬貧困地區教學點由於師資不足導致課程開不齊、開不足的問題。
教師以及學生網絡學習空間數量從60萬擴展到6300多萬，公共資源服務體系的註冊用戶超過了6800萬。
這些成就表明，我國教育信息化始終立足於國情教育，注重發揮制度優勢，初步探索形成了一條具有中國特色的教育信息化發展道路。
這些成績、成就的取得，可以總結為“一個核心理念”與“兩個基本方針”。
核心理念就是將推動和服務教育改革發展看作教育信息化的根本目的，以此促進信息技術與教育教學試點的深度融合，而實踐這一理念的關鍵在於深度融合。過去通常認為信息化是技術問題，教育信息化就是促進教育信息技術水平的提高、技術設備的完善。但事實上，信息技術與教學教育試點的深度融合才是教育信息化的本質。
實現信息技術與教育教學試點的融合，關鍵在應用切入。這就提出兩個基本方針：
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一是應用驅動，這是近幾年教育信息化取得成效的關鍵切入點之一，缺少這個切入點，幾乎不可能取得現在的成就。
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二是機制創新，通過調動全社會的力量來推動教育信息化。教育信息化不僅僅依靠政府和教育系統，而且注重發揮產業界，特別是我國主要電信企業的作用。
案例
我國教育信息化在幾乎沒有中央專項經費支持的情況下，依靠產業界、社會，實現寬帶網絡的接入及後續服務，為此我國主要的電信企業至少投入200億-300億元。
學校通過使用電信企業接入的寬帶，實現應用驅動。華中師範大學近年來也在教育信息化方面開展了許多工作。
杜佔元一行到位於華中師範大學的國家數字化學習工程技術研究中心進行了參觀（來源：華大在線）
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人工智能加速未來教育變革
人工智能日益成為社會、教育熱點話題。教育的現代化，必定離不開現代科學強有力的支撐。教育信息化也正經歷這一個過程。
國務院頒佈的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視“，使大眾對教育信息化有了比較深刻的認識。
人工智能作為信息技術的發展，將會為未來教育的變革帶來重要影響。
信息時代與智能時代存在本質區別
通常認為，智能時代是信息時代的自然延伸和發展，並將智能時代稱為第四次工業革命，或稱第二次機器革命，或其他的名稱。
但我認為信息時代與智能時代存在本質區別。
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首先，信息是物理概念，過去的工業革命是由機器主導的，智能是擬生物概念。
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其次，過去的工業革命都將信息技術的使用，作為解決、替代體力或者提升、擴展人類體力的工具，顯然智能技術解決的是替代和提升腦力的問題。
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再次，信息技術可以被看作是工業技術的一個頂峰，它是由此前機器革命延伸而來的，但信息技術有可能超越這個頂峰，成為一個新革命的新起點，而不僅僅是延續，所以我認為應稱其為零點革命。
從生物學的意義上，人和動物的本質區別在於智能的不同。人天生的智能與第一次工業革命的共同之處在於都取於大自然，智能時代的到來可能會引發第二次革命，而這次革命是人為的，革命的結果將是下一次革命新的原點，所以叫作零點革命。
從這個角度思考，我們可能會對即將到來的智能時代，有更加充分、更加深刻的認識，而不應把智能時代的革命，看作工業革命的簡單延續。
智能機器能否取代傳統教學形式？
國外曾對不同職業的可替代性進行排序，有些職業的可替代程度為90%，有些職業的可替代程度為60%，教育最難被替代，被替代程度只有0.4%。
這一方面說明教育的特殊性和重要性，以及教師在教育中確實有獨特的需求和功能（尤其是對人工智能發展的作用），不能簡單地被人工製造的機器所替代。
雖然教師很難被替代，但隨著人工智能的到來，教師的職能必將發生重大變化。本人認為教師不容易被替代，是建立在通用智能機器人的假設基礎上，即機器人都是通用的，教師機器人都按照版本、按照軟件去上課。
顯然智能機器也會隨著需要不斷向前發展，特別是個性化發展，即教師在智能化的環境下實現充分的個性化，每個教師和機器人都是獨特的。
可以設想，十幾年以後，將會產生高度智能的技術助理，如同隨身跟隨的一個專業秘書，它能夠根據你的個性化需求，為你提供信息、提供思考方式。但目前人工智能的研究者很少提到個性化的問題，基本上講的是通用和專業性問題。
當智能機器真正能夠如同智能助理，實現人的個性化需求時，教師隊伍的變革將會是另一番景象。那時教師將不再是難以替代，也許很多都要被替代。當然這個替代不是絕對的，不可能拋棄教師在教育中的作用。人機結合將會是迎接智能時代領域最普遍的形式，人機結合的教育將可能是最普遍的教育形式 。
智能機器與學習方式的變革
眾所周知，阿爾法狗（Alpha Go）在過去一兩年成為明星，現在阿爾法狗已經發展到第三代，第二代叫Alpha Master，第三代叫作阿爾法零（Alpha Zero）。
背景資料
阿爾法零在前兩代的基礎上，其性能得到大幅度的提升，已經能夠實現完全自主學習。
如它不需要輸入任何數據，如棋譜之類的東西，只需三天的自我學習就能以100：0的比分戰勝Alpha Master，Alpha Master沒有任何獲勝的機會，更不必說人類。
並且它不需要接入網絡，不需要大量的數據支撐，並藉此提出了“小數據支撐著高效率利用“的概念，這種學習能力遠遠超過了以往人類對人工智能的想象。
世界圍棋冠軍柯潔最終輸給了Alpha Go。（來源：東方體育）
日本正在研究遷移學習，這種遷移學習研究的主要是一個機器學到的事物能否轉移到另一個機器，這實際上與前面談到的個性化機器人有莫大的關係。
今後每個機器人極有可能會遇到不一樣的環境，學到的事物也不一樣。如果不同機器之間能夠將學到的事物快速簡單地傳遞給對方，那麼效率就會因此大大提高，這就與教育直接相關了。
這些新的進展意味著教育在面對新技術發展時，可能有許多重大的問題需要思考。阿爾法零面世不久，已經有人按照人工智能的邏輯，設計了一套培訓的軟件和方法，對圍棋棋手進行新的培訓，效果目前還不得而知。但據我預測，人工智能不僅將替代人工，還將改變人的思維方式，改變人的智能。
以往的歷史表明，工業革命不僅擴大了人類的體力，替代了人類的體力，同時還改變了人類體力的行為方式。人類原來走路，現在坐車、坐飛機、坐船，由走改成了坐。人類正常的勞動主要靠臂力，手發揮控制作用；但現在的機器、未來的人工智能將主要依靠手指操作，手臂的作用將逐漸下降，這表明工業機器已經改變了人類體力勞動的模式。
同樣人工智能也必將改變人類腦力勞動的模式，也可稱為智力思考的方式。這也是基於人類的記憶力。精準的記憶能力，無論從速度，還是容量，都無法超過機器。
智能機器與學生如何共處？
信息化對教育的影響是多方面的。當機器能夠思考，並真正實現人工智能的時候，學生有些關鍵素質是必須具備的。因為關於機器能不能完全替代人的智能，從哲學到技術各個層面都有爭論，尚無定論。
從教育的角度來談，學生的某些能力在這種情況下更需要強化：
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一是自主學習能力。
智能機器人阿爾法狗已經具備了強大的自主學習能力。如果學生沒有自主學習能力，那麼恐怕難以適應一個高度變化、知識不斷形成的社會。自主學習能力，作為一種最基本的能力，要以學生為中心，強調學習的自主性。
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二是提出問題能力。
機器也會提出問題，但此處的提出問題是指，提出一些深層次的、由好奇心驅使、由興趣驅使的問題。機器也許能解答很多問題，提出很多問題，但由於沒有好奇心，更沒有興趣，提出的問題會非常淺薄。未來，個性化機器人也許會模仿人的興趣，但畢竟是模仿。因此，未來，提出問題的能力，可能會更加重要。
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三是人際交往能力。
機器之間通過機器語言交流，當然人機也可以通過自然語言對話。但人際交往可能是機器很難替代的領域。人際交往的核心素養是人對情緒的控制能力，對述說者情感情緒的判斷能力。學生對人際交往能力的理解，不能停留在單純的心理知識層面。
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四是創新思維能力。
外國學生在進行簡單的加減乘除運算時，也依靠計算器，中國學生則隨口就能說出答案。英國在對小學生要不要背“九九乘法表”的問題進行立法時，多數人投了反對票，這給予我們很大的啟發。
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五是謀劃未來的能力。
計算機、人工智能也許可以幫助人類解決眼前的許多問題，為人類提供服務，但未必能對未來做出良好的判斷。推動現實與未來的平衡是人類的智惠，許多思想家、政治家、科學家之所以偉大也在於此。
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以教育信息化開啟教育現代化新徵程
黨的十九大明確提出要加快教育現代化，開啟中國教育強國新徵程。教育部也在制定關於我國教育現代化的文件，對未來教育發展做出全面部署，特別是將加快教育現代化、教育信息化作為重要的戰略任務之一。
在國家層面
黨的十九大報告針對教育現代化、教育信息化的趨勢，提出加快發展網絡教育的口號。對網絡教育的理解，既不能認為其等同於網上教育、在線教育，也不能認為其等同於遠程教育，現在遠程教育在網絡教育中只佔很少一部分。
在現代網絡條件下，遠在美國和近在隔壁是同等的概念，所以網絡教育應該是以網絡為基礎的網絡化教育。
此外，國家還制訂併發布了人工智能發展規劃和相關的重大專項，並將教育內的應用作為重大應用領域之一。一些重大科學研究計劃也把開發腦，特別把兒童智能的發育、培養和提升，作為重大任務進行部署。
國家自然科學基金委員會也正在安排旨在通過自然科學手段，推動教育科學、人才培養以及兒童發育、發展等領域的研究，並制定了專門的經費渠道。
教育部方面
將推動實施教育信息化2.0行動，特別關注教育信息化的質量和水平的提升。教育信息化發展大致會經歷三個階段：一是把信息技術作為外伸變量引進來，二是把信息技術作為內伸變量，三是信息技術產生革命性影響。
結合教育信息化發展的三階段，教育部將在2.0階段推動其實現三個轉變：
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一是從專用資源向大資源轉變。
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二是從提升信息基礎設施的應用能力向提升信息素養的轉變。學生、教師信息素養高才能適應這個時代。素養跟技術是完全不同的概念，技術可以短時間獲得，素養卻必須從幼年開始培養，並伴隨長期的實踐過程。
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三是從應用融合發展向創新發展轉變。
通過這三個方面的轉變，構建“互聯網+”條件下人才培養新模式；通過教育信息化，發展基於互聯網的教育服務型模式，探索信息時代教育治理的新模式。
教育部副部長杜佔元資料圖（來源：華大在線）
智能化對教育的深刻變革還遠沒有顯現出來。作為智庫，應當深入發掘那些許多人甚至還遠沒有意識到的事物。雖然機遇與挑戰並存，但就現階段而言，我認為面臨的挑戰將大於以往任何時候。因為這是一個全新的革命，迎接這場挑戰需要教育家、技術家、科學家、企業家的共同參與、協同努力。
因此，我希望在座的以及其他更多的教育家、科學家，關心和支持教育現代化，關心和支持教育信息化，使我國在實現教育現代化的新徵程中能走得更快，走得更順，走得更遠。
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本期作者
教育部副部長 杜佔元
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