总序 未来学校的核心特征
以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术正在飞速发展,成为当今世界各行业变革的驱动力。云网端一体、万物互联、人工智能、5G、云计算等一系列新兴技术正在改变世界的产业模式、运营模式,以及人们的消费结构和思维方式。技术的快速发展为未来教育的发展带来两方面的变革:一方面,以人工智能为代表的一系列智能技术通过与各行业的深度融合,实现了对传统产业的重构,取代了很多简单的脑力劳动,使得未来社会对人才的需求发生了重大变化,教育必须思考如何培养面向未来的人才;另一方面,信息技术的发展为教育提供了迥异于以往的“信息化生态系统”,信息技术不再是游荡在教育边缘的“不速之客”或补充,而是广泛应用于日常的教育教学活动中,成为教育系统有机的组成部分,为教育发展带来了更多可能性,为教育者提供了更多的想象空间。新一代信息技术在学校各种主流业务中扩散应用,将实现信息共享、数据融合、业务协同、智能服务,推动教育服务业态转型升级,推动整个学校的运作流程发生变化,创造出新的教学方式、教育模式和教育服务新业务,构建出灵活、开放、终身的个性化教育的新生态体系。
未来学校是以学习者为中心进行设计与建造的,遵循脑与学习科学发展规律,基于5G、云计算、人工智能等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育空间,能够通过人机协同的教育智能支撑创新课程形态和教育模式,以关键能力、核心素养为导向培养面向未来发展的创新人才,是数字化、智能化时代的学校组织新形态。未来学校具有以下七个核心特征。
1.智能化的办学空间
未来学校空间是以云计算、普适计算、人工智能和物联网等智能信息技术为基础,以人为本对校园的基础设施、教育内容、教育活动、教育信息资源等进行数字化升级,并通过网络互联构建而成的虚实融合、信息无缝流通、智能适应的均衡化生态系统;是通过技术与教育的深度融合来最优化地实现学生的学习和教师的教学、生活质量提升,促进师生全面发展的智慧化成长环境。未来学校的办学空间将会发生实质性的变化,学校不仅包括实体的物理空间,教师、学生和家长交往的社会空间,还包括电脑及智能装备互联的信息空间、网络空间和服务空间,是一种人-机-物三元融合的办学空间。
在这种空间中,所有的教育装备都是互联的,各种装备无缝协同,结合之下形成虚实融合的教育空间,可以智能感知到学习者的需求,能够理解用户的行为与意图,并提供主动适应的服务。智能空间是数据驱动的,数据可以推动各种各样的自动化的处理,可以实现教育装备、教育设备的智能管控,实现人机结合,实现以眼神、动作、姿态、语言等各种方式进行自然交互,使得用户认知资源聚焦于任务,而非底层技术,并且使得技术适应人的工作行为,而非人适应技术规则。
装备物联、无缝协同、虚实融合、感知适应、数据驱动、智能管控、人机融合、自然交互这八个方面的特点,是未来学校办学空间的演进方向。
2.人机协同的教师
人类头脑内部的认知网络与外部网络空间的知识网络通过智能平台连接以后,可以显著扩展我们的认知思维和认知能力。智能时代复杂社会的生存呼唤着人机结合的教育智能。充分发挥机器与人类的不同优势,是提高教育生产力的关键。未来学校的教师应该能够以人机协同的方式来开展工作。未来学校的智能空间不仅可以代替教师完成大量重复单调的工作,更可以赋能教师,使得教师能够处理超越个体认知能力的复杂工作,大幅度提高教师的工作效率,增强教师处理更高层次问题的能力,从而显著提高教育体系的生产力。
未来的教育将进入教师与人工智能协作共存的时代,教师与人工智能将发挥各自的优势协同实现个性化的教育、包容的教育、公平的教育与终身的教育,促进人的全面发展。未来教师角色将发生极大的变化,教师知识型的教学角色将会被人工智能所取代;教师育人的角色将越来越重要。教师要发挥人类在创新、复杂决策、情感关怀激励等领域的优势,做好促进学生的创新、协作、沟通、表达、情感、认知能力发展等育人工作。
教师工作的重心不仅是传道、授业、解惑,更需要激发学生的好奇心与想象力,实施促进学生个性化发展的差异化、精准化教育,从而培养具有创新意识、创新思维与创新能力的国际化人才。教师的核心价值不仅是促进学生的学科知识和专业技能的发展,而且需要促进学生的人文底蕴、责任担当、国家认同、跨文化交往、审美等核心素养的发展。教师的责任不是灌输知识,而是帮助学生挖掘每个人最大的潜质,成为学生的精神导师,发挥培养学生智慧、帮助学生成才、启迪学生心智的智者作用。
3.促进个性发展的人才培养模式
提供可选择的个性化教育服务将是未来学校变革的一个关键基点。今后的教育课程将不再是整齐划一的,而是有选择性的、弹性的、适应个性发展的。在未来学校,学生及其家长完全可以定制个性化的学习课程与活动,根据学生的能力与特征制订学生自己的学习计划、学习节奏与学习步调。未来的教育服务是多元化、丰富性的,学生不仅可以选择来自学生自己所在学校的教育服务,也可以选择来自学校以外有教育服务资质的社会机构或其他学校所提供的优质教育服务。学生和家长完全可以定制个性化的教育服务,以反映儿童的个性、兴趣,以及家长的目标与价值观。
未来学校会转变学生获取知识的方式及获取知识的途径。学校不再是唯一获取知识的主要场所,教师不再是教授知识的唯一角色,未来学习是随时随地发生的,而不是只能在固定的场所和时间开展,虚实融合的泛在学习空间将会给学生提供真实的、情境性的、随时可获得的教育体验。未来学校要重视学生的学习体验,重视学生的学习时机、情绪和可获得性,给予学生真实性的、泛在的、容易获取的学习体验。
未来,数据将成为学校中最重要的资产,变成学校最有价值和最需要投入资源的地方。未来学校在全面采集学生全学习过程数据的基础上,按照心理学、学习科学等原理与模型,进行教育大数据分析后,可以精确了解学生的认知结构、知识结构、情感结构、能力倾向和个性特征,在此基础上可以支持完全的个性化与精准的学习,为学生提供适应性的精准教学服务。学校不仅能够对学习问题进行诊断与改进,还能够发现和增强学生的学科优势;不仅能够补齐学习者薄弱处的知识结构,还能够增强学习者优势与特长的发展。
未来学校的课程表现形态、课程结构、课程实施方式将会发生翻天覆地的变化。课程的形态将会越来越多地体现出虚实融合的立体化课程形态,在线课程将成为学校日常教学的常规设置,课程会越来越多地体现出线上线下优势互补、融合一体的发展趋势。课程结构不再是单一的学科的课程结构,而是体现出多学科交叉、跨学科课程的形态,这种跨学科的课程形态具有情境性、体验性、趣味性、实证性、协作性、设计性、艺术性等一系列的特点。课程的实施方式也将发生根本性的变化,知识的讲授与实际问题的解决,认知能力的训练和社交技能的锻炼同样重要。未来学校课程的实施将会跟实际生活结合在一起,融入真实情境的,个性化、适应性、精准化协作协同的课程实施形态。
4.数据驱动的发展性评价
教育大数据及人工智能技术会重构学校的评价体系。这种评价体系变化的方向是:第一,评价目标从注重基本知识和基本能力评价变为关注德智体美劳全面评价;第二,评价功能从甄别选拔变为精准改进,促进发展;第三,评价对象从面向部分学生变为面向所有学生;第四,评价关注的能力方面,从关注个体能力绩效表现变为关注团队群体协作表现,从关注个体的知识迁移运用变为关注人机结合的知识应用;第五,评价信息从单一模态的信息变为多元化、丰富化、多模态化的信息;第六,评价任务从非典型纸笔考试场景变为真实化、生活化、趣味化的任务场景,评价方式从显性化、总结性评价变为伴随式、隐形性评价;第七,评价结果反馈从滞后反馈变为即时反馈,从面向群体反馈变为面向群体和个体反馈。
智能技术将为我们提供自然采集学习过程数据的环境,并提供全过程、多维度、高效率的反馈手段。通过大数据可以做描述性统计、诊断性分析和预测性分析,可以更好地进行发展性评价,可以更好地理解学生的发展状态、认知障碍、认知问题、学习状况,可以提供很好的面向学习过程、促进学生发展的评价。利用网络及智能感知技术采集并储存学习过程中的各类数据,如学生的课堂信息、作业信息、在线学习系统交互信息、体质健康数据、情感健康数据等,再通过数据挖掘和机器学习等技术对这些数据进行分析和建模,可以用来评估学习者的学业成就、体质状态和认知水平等,从而帮助教师了解学生的认知能力、知识状态、知识误区等方方面面的信息,并了解学生对每个知识点的掌握情况、核心素养的发展情况、学科能力的发展情况,以及非智力因素的发展情况,通过形成一个发展性的评估报告,对学生进行发展性评价。基于发展性评估报告,可以提供精准的智能教学服务,可以实现我们千年以来强调的“因材施教、个性发展”的教育理想。
5.人机结合决策的管理
未来教育是复杂的系统,大数据和人工智能技术可以通过教育仿真模拟提供人机结合的决策系统,从而推动整个教育管理的智能化和智慧化,推动学校教育管理走向教育治理。未来学校中,数据会成为关键管理业务的核心支撑,让数据说话,实现智慧决策,在智能技术的支持下,学校可以实时监控教育运行状况,提高安全管理水平,实现事情发生之前的安全预警;可以实现远程督导,实现全方位、随时的、远程的监控;各种设备、设施的管理将会越来越可视化、自动化与智能化。数据将成为教学管理的核心要素,支持学习、教学、评价、教研、管理、培训、服务等;数据还可以沟通教育利益相关者的关键角色,使得关键角色产生协同效应,使得学生、学科教师、年级主任、家长等都可以对学生的学习达成一致理解,采取协同联动的教学干预方式。
未来学校管理决策模式将从经验决策转变为数据支持的决策,从单主体自上而下的决策转变为多主体参与、自上而下和自下而上相结合的决策,从静态治理走向动态治理与适应性治理,从前置审批走向事前、事中、事后全过程监管。人机结合的群体决策将会成为未来学校治理非常重要的一种形态,整个学校的治理将会发生意义深远的改变。
6.社会化协同的教育供给
互联网、5G技术的进一步发展,将使信息和数据迅速流通,大大加深教育的分工合作,进一步加速教育系统大规模社会化协同的教育服务形态的形成。学校与社会的双向开放将是大势所趋。双向开放意味着今后社会上各种优质在线教育将会成为学校教育的有机组成部分,同时一些学校教育有特色的教学内容和优质的教学服务一定会向社会和其他渠道辐射。未来学校的关键教学业务呈现出大规模的社会化协同的形态。
未来学校将提供多元供给的开放教育服务,基于互联网的教育服务将成为学校的日常组成部分。学校围墙不断被打破,传统学校赖以存在的内容传递、师生交流、学习考核、学生文凭和认证等优势领域都会在互联网上出现竞争者,越来越多的教育服务将以外包的形式由社会机构和社会人士承担,这些竞争者将会以社会化协同的方式成为未来学校的基本组成部分。
未来教师的协同主体也会越来越多元化,教师作为知识垄断者的权威地位将会被彻底打破,每个拥有情境性实践知识和社会性知识的人都可以通过网络提供教育服务。未来将是人人教、人人学的形态,教师的主体将会多元化,教师的服务供给形式将更多体现出多人协同和人机协同的特征。教学活动将会出现更精细的社会化分工,个体户性质的教师工作模式将会消失,教学活动不再由单个教师完成,而是由多个教师组成的团队分别承担备课、授课、设计、辅导等更专业化的任务分工,而且在人工智能教师的协助下,这种协同的教学不仅能够提高教师的工作效率,降低工作负担,而且能够发挥教师的特长,让他们专注把一件事情做好,提高教育服务的质量。
教育大规模的社会化协同会加速新的学校教育生态的形成。这种生态由实体和虚拟空间结合形成,是在线教育和学校教育融合的形态。学生在实体学校、社区里面会接触到教师、家长、同伴、教练,在虚拟网络空间里面能够获得更好的交互工具、信息源、知识源和学习同伴,形成一种在线教育和学校教育双向融合的生态。在这种生态中,学校和教育机构不再是封闭的社会单元,而是通过网络的汇集作用形成集体智慧聚变的节点,是充满活力、人性化和高度社会化的地方;学校不再是静态知识的仓储地,而是开放的、流动的、社会性的、分布的、连接的智慧认知网络与个性化发展空间。这种生态环境不再是一个割裂的学习空间,而是通过网络连接全球性社会、学生日常生活经验与未来生活,学习也不仅发生在教室和学校里,而是终身的、全面的、按需获得的。
7.面向未来的创新人才培养
未来学校的最终目的和落脚点是培养具有创新能力、能够适应未来变化与发展的人才。未来学校所培养的是全面发展的人,是对从知识、能力素养到价值观,从人际、社会到自我实现的全方位重视;未来学校将向着以人为本、为人服务、促进人的自由全面且富有人性发展的方向发展。
当前人工智能在知识记忆、检索、处理等多个方面都取得了超越人类的表现,这呼吁教育工作者对智能时代的人才培养目标进行重新思考。未来学校需要回应智能时代和知识经济时代的挑战,需要关注核心素养,培养全面发展的人。未来学校绝不能反复训练学生机器能做的事情,而应该着力塑造人区别于机器的创造力、社会能力、价值观、意志力等,着重培养学生的思维能力,使其形成完善的人格,具备善良的品质,并使其富有学识、感情与智慧,能为自己的生活和社会承担责任,能够协调矛盾困境与应对不确定性。
面向未来的创新人才的培养需要落实到未来学校教学范式转型之中:从教师讲、学生听的知识传递的教学范式,转变到在教师精心设计问题、精心准备资源、精心设计活动,诱导学生一步一步解决问题的过程中促进学生知识建构的教学范式,再进一步地,转变到教师引导学生进行知识表达,进行跨学科的综合性学习,进行作品制作的学习,实施知识创生的教学范式。整个演化趋势使学生能够对知识变换加工表达,解决真实情境下的复杂问题,促进高级认知能力的发展。
引导学生进入富有挑战性、提升学生学习智慧的深度学习将成为未来创新人才培养的关键。我们不仅要给学生一些知识,还要培养学生的全球意识、协作能力、学习和创新能力、信息技术基本素养、公民素养,发展学生的21世纪技能;不仅要关注学生的基础知识、基本技能,还要让学生理解基本的学科思想、获得基本的活动经验,培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。
今天的学校是为明天的社会培养人才的场所。在智能技术整体促进社会转型的大背景下,未来社会的复杂性和不确定性日益增加。这些变化将使我们对人才标准的定义和培养方式发生巨大的改变,学校发展面临着前所未有的机遇和挑战。未来学校是什么样的?今日学校该如何应对未来社会的需求?……尽管这些问题此时此刻并无定论,但世界各国已经着手开始各种尝试和探索。基于此,“智能时代的未来学校”丛书立足于教育学及学习科学规律,结合信息技术发展前景,参考社会各行业发展的趋势,试图从智能技术发展将对学校产生变革性影响的视角,探讨未来学校的发展理念、结构与形态,对未来学校教育体系的变革开展全面的探索。丛书将围绕未来学校的学习科学基础、学习空间、教学方式、学习方法、课程形态、教师发展、学生成长、教育评价、学校治理等方面刻画未来学校可能的发展方向、表现形态。丛书将为教育研究者、教育管理者、教育实践者、校长与教师等提供未来学校改革的实践案例、路径选择和理论启示。
余胜泉
北京师范大学未来教育高精尖创新中心