人工智能对学习、教学和教育的影响

人工智能对学习、教学和教育的影响 未来政策 作者:Tuomi,Ilkka 编辑：卡布雷拉，马塞利诺；Vuorikari， Riina；Punie，Yves EUR29442EN Contents ..................................................................................................................................................................................1 ..................................................................................................................................................................................2 15 27 2.1....................................................................................................................................................................7 2.2.................................................................................................................................................................10 2.2.110 2.2.212 2.3.................................................................................................................................................................13 2.3.115 2.3.216 2.4.................................................................................................................................................................17 2.4.1 18 2.4.2 20 2.4.3 21 2.4.4 22 2.4.5 23 2.4.6 23 2.4.7 25 327 3.1.................................................................................................................................................................27 3.1.128 3.2.................................................................................................................................................................28 3.2.130 3.3.................................................................................................................................................................31 3.3.131 3.3.232 3.4.................................................................................................................................................................32 434 ................................................................................................................................................................................37 前言 人工智能（AI）目前在世界各地的政治和研究议程上都很重要。随着每一项新技术的出现，它对社会和经济的影响总是有很多炒作和怀疑。尽管承认人工智能的基础已经存在了几十年，但最近的技术突破正在加速人工智能的发展。这项研究着眼于这对学习，教学和教育意味着什么。它旨在为相关人工智能发展提供批判性审查和前瞻性角度，作为关于这些领域未来的知情政策讨论的基础。 本报告是对数字教育行动计划1的贡献，该计划预见了有关数字技术在教育中的影响和潜力的政策研究和指导。它是代表IlaTomi撰写并由JRC编辑的教育，青年，体育和文化总局完成的。另一份从不同角度评估人工智能的报告，题为“人工智能：欧洲视角”，将很快以JRC旗舰报告的标签发布，从欧洲的前景对人工智能的机遇和挑战进行全面评估，并支持欧洲在全球人工智能背景下的行动发展。 自2005年以来，JRC开展了关于数字时代的学习和技能的研究。它旨在为欧盟委员会及其成员国提供基于证据的政策支持，以了解如何利用数字技术的潜力来鼓励教育和培训实践的创新;改善终身学习的机会;并传授就业，个人发展和社会包容所需的新（数字）技能和能力。已经对这些问题进行了20多项主要研究，产生了120多项不同的出版物。 最近的工作重点是为公民（DigComp），教育工作者（DigCompEd），教育组织（DigCompOrg）和消费者 （DigCompCosmers）开发数字能力框架。2016年还发布了开放高等教育机构的框架（OpeEd）以及创业能力框架（EtreComp）。其中一些框架附有(自我)评估工具。JRC还被委托为个人和社会发展制定一个未来框架，包括学习学习。已经对学习分析，MOOCs（MOOCKowledge，MOOCs4iclsio），计算思维（Compthi）以及在教育中整合和创新使用数字技术的政策（DigEdPol）进行了其他研究。 有关我们所有研究的更多信息，请访问JRCScience中心：https://ec.europa.eu/jrc/en/research-topic/learning-and-skills。 1欧盟委员会向欧洲议会，理事会，欧洲经济和社会委员会以及区域委员会关于数字教育行动计划的来文（COM（2018）237final）。 执行摘要 在2017年11月的哥德堡峰会上，欧盟委员会提出了“通过教育和文化加强欧洲身份”的传播，提出了欧洲教育领域的愿景，并宣布了专门的数字教育行动计划2，旨在培养所有公民的数字技能和能力。《行动计划》的重点是实施和促进、支持和扩大有目的地使用数字和创新教育做法的必要性。它有三个优先事项：更好地利用数字技术进行教学；为数字化转型发展相关的数字能力和技能；通过更好的数据分析和远见来改善教育。人工智能（AI）将对所有这些产生影响 ，在最后一个优先事项中，通信特别邀请通过飞行员探索其在教育和培训中的影响。.这份政策展望报告表明，未来几年人工智能将改变学习、教学和教育。技术变革的速度将非常快，它将为转变教育实践，机构和政策带来巨大压力。因此，重要的是要了解人工智能对学习，教学和教育以及政策制定的潜在影响。 AI目前在世界各地的政治议程中处于重要位置。一些欧盟成员国已将其宣布为政治优先事项。现在有影响力的研究表明 ，工业化国家中可能有两个职业中的一个可能会使用现有的AI技术实现自动化。欧洲议会的政策制定者强调了这一问题的重要性，欧盟委员会在其2018年年度工作计划中设定了充分利用人工智能的愿望，人工智能将在我们的经济和社会中发挥越来越大的作用。.AI现在通常被称为“下一个电力”。但是，只有当社会和经济将自己重塑为新技术的使用者时 ，人工智能等通用技术的变革性影响才能逐渐显现。技术变革带来了社会和文化变革，反映在生活方式，规范，政 策，社会机构，技能以及教育的内容和形式上。 近年来，廉价的处理能力和大量数据的广泛可用性使机器学习取得了令人印象深刻的突破，并对人工神经网络产生了非凡的商业和研究兴趣。Procedres.基于生物神经网络结构和功能的计算模型。神经AI和与之相关的机器学习方法现在用于实时语言处理和翻译，图像分析，无人驾驶汽车和自动驾驶汽车，自动化客户服务，欺诈检测，过程控制，合成艺术，服 务机器人以及许多其他应用。.虽然这种兴奋可能是基于不切实际的期望和对基础技术复杂性的有限了解，但可以合理地预期，人工智能和机器学习的最新进展将对未来的劳动力市场、能力要求以及学习和教学实践产生深远的影响。由于教育系统倾向于适应工业时代的要求，人工智能可能会使某些教育功能过时，并强调其他功能。它还可以实现新的教学和学习方式。 2欧盟委员会向欧洲议会，理事会，欧洲经济和社会委员会以及区域委员会关于数字教育行动计划的来文（COM（2018）237final）。 3欧盟委员会给欧洲议会，理事会，欧洲经济和社会委员会和区域委员会工作计划2018委员会的通讯-一个更团结，更强大和更民主的欧洲议程（COM（2017）650final）。 在欧洲研究和技术开发框架计划中，人工智能技术已经在许多项目中的教育环境中进行了研究和应用，这些项目侧重于技术驱动的学习。这些项目使用了与AI研究有深厚联系的技术，包括自然语言处理，模式识别，智能辅导，概率AI计划 ，智能代理，AI游戏引擎以及个性化学习环境（PLE）中的自适应用户模型。.直到最近，这些技术在实际教育环境中的影响相对较小。然而，近年来的技术发展表明情况可能正在迅速变化。 本报告的主要目的是帮助教育工作者和决策者理解这些潜在的非常重要的技术发展。要了解AI的影响，我们需要了解AI是什么以及它可以做什么。在当前的“AI雪崩”中，这并不总是那么容易。人工智能技术方面的专业知识很少，许多教育工作者和政策制定者现在都在努力掌握这一领域的基本知识。在自动驾驶汽车，说话的机器人和“AI奇迹”的泛滥中 ，。人们可能很容易认为人工智能正在迅速变得超级智能，并获得流行文化中授予它的所有善恶力量。当然，事实并非如此。当前的人工智能系统受到严重限制，它们可以做什么都有技术、社会、科学和概念上的限制。也许令人惊讶的是，对人类学习的成熟研究提供了重要的工具和概念，可以帮助我们了解AI的最新技术和未来。许多当前的AI系统 使用相当简化的学习和生物智能模型，学习理论因此可以帮助我们更好地了解当前AI系统的功能。 使用人工智能来解决目前被教育决策者和政策制定者认为重要的问题将有很大的经济动机。这带来了政策挑战。对于教育技术供应商来说，销售解决现有问题的产品很容易，但是销售需要改变机构，组织和当前实践的产品非常困难。为了避免硬连线过去，将人工智能置于未来学习的背景下是很重要的。可能需要制定政策，使人工智能的发展朝着对社会有用的方 向发展，以应对未来的挑战，机遇和需求。.随着人工智能的扩展，它可以有效地将可能与未来无关的旧体制结构和实践程序化。因此，需要面向