柯清超 华南师范大学教授，博士生导师，华南师范大学教育技术研究所副所长，中国人工智能学会计算机辅助教育专业委员会常务理事，广东省高等学校教育技术专业教学指导委员会秘书长。

■　人工智能当前研究现状
 

关于人脑的研究，我们还有一些新的发现，证实了先前我们认为对教育有影响的一些误区。例如，“听一些古典音乐，能够让你变得更聪明”，这是没有道理的。听古典音乐可以使我们紧张的情绪得到舒缓，浮躁的内心得到平静，但并不会对智力产生太大的影响。又如，“人的大脑只利用了10%”的说法已经流传了一百多年，尽管比较励志，但该说法显然是错误的。现代医学的CT扫描、核磁共振成像和更精密的技术测定均显示，人脑中没有哪一部分是完全静止不动的，只是有些地方活跃程度高一些。因此，可以负责任地告诉你，你已经利用了大脑的100%。再如，我们常说，一个人要么是左脑型，要么是右脑型。这种说法并没有得到科学研究的支持。有些人可能会发现这个理论确实与他们的能力相一致。然而，我们不应该依赖它作为一种科学上准确的方式来理解大脑。研究显示，大脑的两个半球所关注的事物和分工上的确有一些差异。大脑的左侧可能更多地涉及对内部世界的关注，右侧更感兴趣的是关注外部世界。最近的脑成像研究显示，男性和女性在大脑侧化方面没有差异。

笔者最近在研究一种由美国哈佛大学脑科学中心和哈佛教育学院的科学家联合开发的，世界上第一款专门检测及分析使用者注意力的可穿戴设备（如图2）。它能够精确地将脑电数据转化成注意力数据。

在传统的课堂，教师很难及时了解每一个学生对教学内容的掌握程度，以至于很难找到适合每一个学生的课堂教学方法，学生也会因为难以集中注意力和成绩不佳而感到沮丧。但如果我们在课堂上为每一个学生佩戴了该设备，教师便可以在终端即时了解到学生的注意力数值处于低智力水平还是高智力水平。当全班平均注意力大幅下降时，教师会收到实时反馈，从而改变教学方式，让学生重新参与课堂的互动。当学生进行小组讨论和集体项目时，教师仍可轻松了解到每个学生的参与度，从而因材施教。有了该设备，教师可以利用课堂的注意力报告进行系统地总结，进而发展新的教学方式，检验自己教学方法是否有效，这样可以进一步为开发新的教学方式提供良好的基础，以及最大限度地让每一个学生参与到课堂中来。有了该设备，学生可以利用课堂的个人注意力报告进行自我评估，提高自主学习能力。学校可以利用该设备提供的大数据分析、了解学生最佳注意力的时间分布，优化课时安排，同时可以通过评选最佳的教学方式，优化教师的整体水平。除此之外，现在还有很多注重表情识别的技术，实时捕获学生高兴、伤心、发呆等各种表情，从而形成大数据。当我们拥有了这些大数据，我们就可以实现基于大数据下的教育感知模型，可以使教与学成为愉快有效的双向体验，为教育工作者提供量化学生注意力和课堂参与度的科学标准，真正实现了我们教育教学的智能化。
 

如今，脑科学、脑机接口、情感识别技术等，为我们的教育教学改革提供了新的途径，各种感知智能技术为我们测量内置的行为提供了支持。未来，智能化课程的实现，还需要更多新技术的支持。

■　人工智能对教育体系的重塑

我们今天所要实现的，是用智能和科技来塑造一个全新的教育体系。教育最根本的目的是培养学生的智慧，那么智慧教育如何培养学生的智慧？
 

一、智慧教育的提出
 

“智慧教育”一词最早的源头，笔者认为是信息科学对“智慧”的定义。但实际上，“智慧教育”的真正提出是源自2008年11月IBM公司发起的智慧星球计划（如图3）催生出来的一部分，即Smarter Education。IBM公司认为“智慧教育”的内涵是：

1.以学生为中心——教学活动以学生为中心而设计，关注个性化学习与发展；

2.实时统计与分析——对教学、教育资源的科学分配、集中管理、实时监测；对教学效果和学生学习进展与技能水平的实施评估和考量；针对不同角色的实时的统计分析，支持管理方（教育局）、服务方（学校、第三方教育机构）、公众等多视角多层次的统计分析。
 

3.集成管理——对教学过程和管理过程的集成化操作和处理；对教育辅助设施的智能化管理；对优秀教育教学管理体制、流程和规范的快速复制和推广；对个人和群里教育信息的完整性记录和管理。
 

4.多样化的互动式体验——多样化的教学工具和方式；无地域和时间限制的公众在线学习；互动式的、体验式的教学模式。
 

5.共享资源——高度集成的资源共享；随处随时可得的优质资源。

二、人工智能支撑未来教育重塑
 

智慧教育的目标是为学习者提供智能科技的教学生态、面向全体发展的个性化课程体系以及全新的“互联网+”教学模式，抛弃今天固化在某个学校、某个教室的组织方式、学习过程，从而实现师生在智能化支持、大数据分析下的学习状态。要达到这种学习状态，首先要构建教育环境，从教室、校园乃至整个教育系统多种层面的构建来支撑我们的实践。不同的场景都应该有一些精准的产品，如何提供给教师教学支撑的智慧，怎么提供校园里的智慧……这些都非常重要。构建好这样一种环境后，我们还要推动这种延续性的创新。何为延续性创新？我认为，我们基本上没有办法去颠覆学校现有的基本框架、基本的课程体系，这是不现实的，我们只能在基本的框架、基本的架构不变的情况下去改革，这才是延续性的创新。我们可以通过改变学校的教学文化，提高教师的能力，鼓励他们积极应用先进的技术，来实现课程教与学的各种优化。在笔者看来，更重要的智能来自于优质教学资源及基于学生学习测量的互联和优化的计算，在这个基础上能给我们教学带来智慧。
 

但从另外一个角度，我们也要去探索颠覆性的创新。在人工智能和脑科学的支持下，伴随着“互联网+”模式，运用以先进科技为支撑的、颠覆性的“互联网+”的教学模式，使教师智慧地教，学生智慧地学。但回到现实我们会发现，我们的人工智能还停留在口号上，现在的人工智能往往只能在特定的场景去解决一些问题。例如笔者反复提到的“形色”App和无人驾驶技术，它们都只能单纯地运用在特定的范围内。我们的教育领域也同样面对这一问题，没有任何一款机器可以什么都懂，所以我们只能在特定的教学环节和场景里面不断地去突破，一个点一个点地突破。

当前，有人提出了“人工智能+教育”这一概念，但笔者认为，这一提法还不够成熟，因为“人工智能+教育”还没有像“互联网+”一样成为一种遍及整个社会的、唾手可得的基础性、支撑性的技术，而且短期内也不太可能实现。在笔者看来，立足于教育，提出以“教育+人工智能”这一概念，运用人工智能的技术去支撑教育，以教育为本位，可能更符合当前的教育现状。这是笔者个人对人工智能当前现状的一个认识。当然，当人工智能发展了十年、二十年后，真的像今天的互联网一样普及了，到处都有人工智能技术，我们去哪里都能够被识别出来，连门禁都可以向我们问好的时候，我们就可以骄傲地说出“人工智能+教育”这一概念了。因此，笔者对未来整个人工智能时代的教育还是充满了梦想。笔者畅想，我们的学生在科技围绕的环境中讨论、学习，拥有最适合他们的教育教学，也一定可以享受到“面朝大海，春暖花开”的美丽生活。

综上所述，智慧教育是集网络与智能教育于一体的新教育体系，新的教育体系就需要我们构建新的教育环境、探索新的教学方式。脑科学+人工智能+大数据为人类未来的教育、人类智能的重构提供了支撑，未来，人类智能与机器智能定能相互协同、和谐地发展下去。