美国人工智能战略中的教育蓝图——基于三份国家级人工智能战略的文本分析
袁利平，男，陕西师范大学教育学院教授，博士生导师；
陈川南，女，陕西师范大学教育学院硕士研究生。
为应对人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术的快速发展，抢抓人工智能发展的战略机遇，2016—2018年，美国先后发布了《为人工智能的未来做好准备》（Preparing for the Future of Artificial Intelligence）、《美国人工智能研发战略规划》（The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）和《美国机器智能国家战略》（A National Machine Intelligence Strategy for the United States）三份国家级人工智能战略重要报告。这三份报告均指出，教育是人工智能技术应用最重要的领域之一。正如美国权威报道《2017-2021美国教育部门的人工智能市场》指出，到2021年人工智能在美国教育领域的应用将增长47.5％。为应对人工智能的迅速发展，美国教育领域应加速并强化对人工智能相关人才的培养。[1]本文基于对这三份战略的文本分析，深入解读这些报告中与教育相关的核心内容，以期对美国人工智能战略中的教育蓝图有所了解。
一、美国人工智能战略中的教育使命
把教育和人工智能纳入国家战略全局中，推动教育深刻变革以培养未来人才，获得更巨大的经济利益和社会效益，延续人工智能新技术条件下的全球领导地位，是美国人工智能发展战略中教育使命之所在。
（一）推动教育深刻变革，以培养未来人才
随着人工智能技术的不断发展，人工智能教育应用无疑为推动教育创新发展和深刻变革指明了方向。未来的教育必定是教育与人工智能的深度融合，且将呈现出一种以数据引领创新、以信息带动发展、以人工智能推进教育改革的新格局。例如，美国所提出的“新领”（TechHire）项目就强调为适应未来经济需求，未来的劳动力应更加看重技能而不是学位。与任何变革性技术一样，人工智能也存在一定风险，它在工作、经济和安全等多方面对国家政策提出了严峻挑战。技术不能孤立地影响教育，而是作为复杂自适应系统中的一个元素运作，该系统的运行需要考虑学生、教师和技术共同创造的知识、教学和环境。[2]人工智能的未来亟须关注一些问题，主要包括人工智能教育的相关标准及支撑条件、基于人工智能的智慧学习环境、教师与人工智能的协作方式、人工智能人才的培养，以及人工智能教育应用中的安全、隐私和伦理挑战等。[3]这些潜在挑战及应对举措在美国人工智能战略中均有提及，这说明美国人工智能战略中的教育使命首先是引领教育变革发展的新方向，培养适应未来的新人才。
（二）获得巨大的经济利益和社会效益
人工智能属于变革性新技术，它不仅能够改变每一个人的生活方式，更能为国家带来巨大的经济利益和社会效益。正如美国总统特朗普（Donald Trump）在题为“美国在新兴技术中的领导地位（American Leadership in Emerging Technology）”的讲话中所表明的，“我们正处于新技术革命的边缘，这些革命几乎可以改善我们生活的方方面面，为美国工人和家庭创造巨大的新财富，并在科学、医学等领域开拓创新。”[4]对人工智能的研究可以促进国家优先事业的发展，从而促进国家经济、教育机会、生活质量以及国土安全等方面的发展。正是因为这些潜在益处，多年来，美国政府一直注重对人工智能技术的投资和研究。[5]2018年12月，美国数据创新中心(Center for Data Innovation)官员约书亚·纽（Joshua New）指出，美国能在经济领域长期占据全球领导地位得益于对新技术的掌握，美国国家人工智能战略的制定将增强美国竞争力，最大限度地提高人工智能技术应用所带来的社会效益和经济价值。[6]为此，美国政府将教育确定为人工智能发展计划的优先事项，以带动教育的个性化和终身化发展，促进社会经济的发展和提升人民的生活质量。
（三）延续新技术条件下的全球领导地位
美国联邦政府首席技术官迈克尔·克拉西奥斯（Michael Kratsios）在一份声明中表示，“鉴于人工智能研究的迅速发展，更新美国人工智能战略计划将有助于确保美国继续引领人工智能创新前沿，从容应对当今最紧迫的人工智能挑战”[7]。软件联盟(BSA)副总裁库珀(Aaron Cooper)也表示，“人工智能具有改善美国各经济部门的巨大潜力，而联邦政府在这一过程中发挥着关键作用。确保联邦政府的资金在解决劳动力转移等问题上得到高效利用是国家人工智能战略的关键支柱”[8]。美国过去在全球科技产业中一直处于主导地位，为延续人工智能新技术条件下的国家优势，《美国机器智能国家战略》指出，美国需要制定全面的国家战略来协调联邦政府和私营部门的工作，以保证机器智能（Machine Intelligence）对美国经济、国家安全和社会的积极影响。美国应加强教育在劳动力方面的优势，为机器智能时代培养合格的劳动力，在促进人工智能技术安全发展的同时，继续维持美国在人工智能方面的领导地位。
二、美国人工智能战略中的教育图景
基于对美国三份国家级战略报告内容的分析和解读，发现美国人工智能战略报告主要以三大现实意义为认知导向，围绕三大目标定位，遵循三大主要路径选择，外加五大战略保障机制，规划了美国人工智能战略中的教育图景（如图1所示）。
（一）认知导向
美国三份人工智能战略报告中教育认知呈现出“问题导向”“利益驱动”和“国家至上”等特点，反映了美国人工智能战略中教育由解决现实问题到服务国家目的的转变。
《为人工智能的未来做好准备》从“公共事务”“联邦政府”“监管”“研发与从业者培养”“自动化与经济”“公平、安全与治理”和“全球考量与安全议题”七个维度全面分析了美国人工智能各领域的现状，明确提出美国应该解决教育领域现存问题，促进教育变革与发展。《美国人工智能研发战略规划》指出，人工智能在产生成就的同时，也会带来一些技术疑问，如：“当前人工智能技术中主要的科学技术缺陷是什么？如何安全和有益地使用人工智能技术？如何设计人工智能系统以符合道德、法律和社会原则？这些对人工智能研发劳动力队伍的影响是什么？”[9]该战略规划指出，美国必须利用人工智能相关新知识和新技术为社会提供积极服务和公共利益。《美国机器智能国家战略》全面分析了机器智能对国防、经济、社会等方面的影响以及美国在战略制定上存在的问题，提出了相关意见和建议。该战略报告是在人工智能必须为国家终极目标服务的教育认知前提下提出的，旨在为美国保持机器智能领域优势和推动机器智能在国防、教育、医疗等方面的应用提供一个指导性的原则框架。[10]
（二）目标定位
美国人工智能三份战略报告中的教育图景呈现出从“劳动力队伍建设需求”“教育战略先行需求”到“面向机器智能时代合格劳动力培养需求”的目标定位。
《为人工智能的未来做好准备》从七个维度全面分析了美国人工智能在各个领域应用的现状、前景及潜在问题。其中，在与教育相关的研发及劳动力培养方面，报告提出要开发“熟练+多元”的劳动力，以促进人工智能发展。[11]政府、学校必须采取合理举措以应对人工智能时代对人工智能研究人员、技术专家以及用户的巨大需求。《美国人工智能研发战略规划》则认为，要利用人工智能技术，推进美国国家优先事项之“教育”[12]。人工智能的进一步发展可以提高社会福祉，安全地运用这项技术将会为所有社会成员带来巨大利益，国家必须推动优先事项的发展，以改善教育机会和提高生活质量。例如，在教育领域中，虚拟人工智能导师可以根据个人兴趣、能力和教育需求，制定符合个体发展的学习计划，帮助学生实现个性化学习。《美国机器智能国家战略》指出，美国过去在全球科技产业中的主导地位并非偶然，美国科技创新最重要的原因在于美国拥有一支受过高质量教育且充满活力的劳动力队伍。为了保证机器智能对美国经济和社会的积极影响，采取前瞻性的机器智能行动、制定全面的国家战略对于“协调联邦政府和私营部门工作，实现国家总体目标”是极为必要的。[13]
（三）路径选择
三份国家级人工智能发展战略报告在教育图景的路径选择上虽有侧重，但所制定的具体措施主要集中在联邦政府投资研发、学校培养人才和参与国际合作三个方面。
1.政府投资研发
《为人工智能的未来做好准备》指出，政府在开发“熟练+多元”的劳动力队伍和促进人工智能发展方面扮演着重要的角色。人工智能劳动力培养在某种程度上来说是对STEM教育挑战的回应，这也是美国国家自然科学基金（National Science Foundation）、白宫科研政策办公室（White House Office of Science and Technology Policy）和其他机构的优先重点项目。在联邦政府的STEM教育计划中，人工智能受到越来越多的重视。联邦政府在人工智能劳动力培育方面起着关键性作用，包括支持人工智能专业的研究生教育、资助人工智能课程开发和授权认证人工智能教育项目等。《美国人工智能研发战略规划》认为，联邦政府需要更加注重对人工智能研究进行长期投资，因为漫长的基础研究最终将带来高回报，尤其在具有潜在长期收益的教育领域。《美国机器智能国家战略》也强调，必须组建美国教育部工作组（DOE Working Group），以研究机器智能对国家教育系统发展的长远影响，以及如何建立一个既可充分挖掘机器智能教育应用潜力、又能同时满足经济发展需求的教育系统。
2.学校培养人才
《为人工智能的未来做好准备》指出，各级各类学校应该通过整合教育系统，为国家发展提供人工智能所需人才。为了培养人工智能各层次人才，美国大学、学院、甚至中学，都应增设培养人工智能和数据科学相关课程。美国学术机构的使命就在于培养一批新型AI人才。政府应通过种子基金、专业发展津贴、奖学金等措施支持学校对人工智能人才的相关培训，学校也必须做好优秀人工智能人才的招聘工作。《美国人工智能研发战略规划》也指出，应该更好地了解国家人工智能研发劳动力的需求，研究未来人工智能劳动市场的供需结构，考虑未来劳动力接受教育的途径和再培训机会。《美国机器智能国家战略》则进一步提出：要增加计算机科学尤其是机器智能方面的学位课程；要在基础教育学段开展数据科学教育，以确保下一代基本的数字素养和数据读写能力；要实行人文教育，加强对学生的软技能培养等。
3.参与国际合作
为确保人工智能领域的“美国第一”（America First）外交政策，美国政府一直积极参与国际人工智能研发和政策问题的讨论，并致力于通过自愿、共同驱动、透明、开放和市场需求等原则促进人工智能国际标准的制定。《为人工智能的未来做好准备》提出，美国政府应加强与重要的国际投资者，包括外国政府、工业界、学术界和其他机构联盟的互动，以便在人工智能研发方面进行国际交流和合作。《美国机器智能国家战略》也直接指出，国际合作伙伴关系对于美国更快地开发和部署新的人工智能技术战略具有重要意义。“我们必须建立战略性机器智能合作伙伴关系，以利用我们盟友的相对优势，在机器智能上发展和弘扬我们的价值观，并在世界各国的帮助下制定围绕机器智能技术发展和使用的全球技术和治理标准”[14]；必须完善移民制度（immigration system），吸引海外人才，并通过战略合作伙伴关系促进世界机器智能技术的发展和提升机器智能技术的治理水平。
（四）保障机制
美国人工智能战略中教育保障机制的重点在于“安全保障”。这里所说的安全保障含义广泛，包含合理的监督机制（监督保障）、相对完善的管理机制（管理保障）、可约束的法律法规（法律保障）、灵活开放的数据生态系统（资源环境保障）和全球战略伙伴关系（国际合作保障）等方面。
《为人工智能的未来做好准备》特别强调人工智能的“公平、安全和治理”，除了与公平和安全有关的特定问题外，还特别关注人工智能与国际关系、网络安全和国防等方面的问题考量。《美国人工智能研发战略规划》中的保障机制包括：理解并处理人工智能相关的伦理、法律和社会问题；确保人工智能系统的安全性；为人工智能技术发展创建开放共享的数据环境；用相关基准来测量并评估人工智能技术等。《美国机器智能国家战略》则认为，要促进机器智能技术的安全发展，必须创建一个灵活开放的数据生态系统，但要保护隐私和防止歧视，在这种生态系统中，当前机器学习算法（Machine learning algorithms）数据密集的问题将得到大幅度缓解；必须支持机器智能技术的商业发展，以利用私营部门的创新能力，同时确保技术设计安全性；必须制定周详的公共政策，以减少机器智能发展的障碍；必须制定先发制人的战略，预测并管理机器智能技术不可避免的风险；必须加强社会保障网络，帮助劳动者实现转型过渡等。[15]
三、美国人工智能战略中的教育方略
从美国三份国家级人工智能战略文本对教育的关注程度来看，美国人工智能战略中的教育方略包括：强调教育应用顶层设计；注重教育产业研发投资；坚持科技人文教育并重；突出世界顶尖人才引进和重视AI新技术安全研究五大策略。
（一）强调人工智能教育应用及研发的顶层设计，构筑教育战略发展合力
在人工智能战略规划上，美国注重发挥政府各部门优势，通力合作为教育部门解决挑战和实现发展提供指导性原则框架，充分从国家层面做好人工智能教育应用的顶层设计。《美国人工智能研发战略规划》将人工智能研发战略计划确定为一个涵盖基础层、技术层和应用层的三层级组织规划体系。具体来看，底层跨领域研发基础层包含道德伦理、法律和社会影响，保险与安全，规格与标准，数据集与环境，以及人工智能劳动力技能五个方面。这五个方面为国家人工智能教育应用发展提供了坚实的基础保障。中层的人工智能研发主要涵盖数据分析、自然语言、感知和可视化等12个推动人工智能教育战略发展所需的技术条件。人工智能的底层和中层发展将带动顶层人工智能技术应用领域的全面进展。整个人工智能研发战略的三个组成部分共同确立了联邦政府在人工智能投资方面的三层结构框架。总之，人工智能战略是一个系统工程，人工智能在教育领域应用的发展离不开各相关利益主体的参与。通过强调人工智能整体规划的战略部署，政府做好统筹指导，战略多方形成合力，才能推动人工智能在教育领域应用开展。
（二）注重教育产业研发投资，推动教育领域平稳发展
目前，人工智能总体技术和应用水平还处于发展期，在基础研究，尤其在为促进基础科学知识而进行的长期研究方面面临着投资严重不足的问题。美国斯坦福大学教授尼古拉斯·布卢姆（Nicholas Bloom）的研究表明，只有研发支出占到研发投资的1/4，甚至一半时，才能够产生最优的经济增长。[16]教育作为一个“慢发展”行业，往往缺乏足够的资金投入。政府对于基础研究和“慢发展”行业的研发投资尤为重要。《为人工智能的未来做好准备》指出，联邦政府应优先考虑基础和长期的人工智能研究，整个国家将受益于联邦和私营部门人工智能研发的稳步增长。《美国人工智能研发战略规划》也对此回应，联邦机构的基础研究投资是必要的，这可以减轻企业负担，助力企业实现科学技术的突破。
（三）坚持科技人文教育并重，着力AI劳动力全面发展
鉴于人工智能技术的飞速革新，美国人工智能国家战略强调为机器智能时代培养劳动力的重要性。《美国机器智能国家战略》指出，人工智能时代对劳动力的培养应该双管齐下：既要培养学生的硬技能，也要发展他们的软实力。一方面，美国需要建立强大的人工智能技术人才资源库。为此，教育行政部门和学校应当注重STEM教育，将机器智能学习纳入基本学科。政府应通过增加计算机科学和机器智能学位课程、资助机器智能课程设计研究、协助机器智能教育计划制定等措施来支持技术教育。政策制定者应该着眼解决学术机构人工智能人才流失问题，因为科技公司的巨额高薪导致越来越多的人工智能人才走出校门，这威胁着美国对人工智能人才的培养。另一方面，美国需要培养既具有基本数字素养、又具备软技能的劳动力。因为硬技能通常容易被人工智能替代，但创造力、同理心、沟通能力和批判思维等软技能却会随着机器智能系统的普遍应用而越来越重要。政策制定者应重新重视人文学科。此外，技术变革的步伐不断加快，需要将终身学习作为未来教育的一种重要方式。通过再培训和继续教育等计划，为劳动者创造继续教育的机会，帮助他们提升适应人工智能时代发展的新技能。[17]
（四）加强世界顶尖人才引进，提高国际教育竞争实力
作为当今世界第一大国，美国凭借优越的科研条件、舒适的工作环境以及较高的生活质量，一直以优厚的条件吸引着世界各国的优秀人才，成为全球青年才俊的聚集地。《美国机器智能国家战略》指出，国际人才一直是增强美国国家劳动力队伍的重要力量。未来，美国在人工智能方面的竞争力很大程度上取决于能否继续吸引和保留该领域的世界顶级人才。高技能的移民是美国技术生态系统中不可或缺的组成部分，对于促进美国经济增长、提升国际竞争实力和维持美国新技术全球领导地位至关重要。美国应进一步增加世界顶尖人才引进的相关签证数量，包括：确保美国知名大学留学毕业生能够继续留在美国工作的毕业签证；激励外国企业家赴美国开展创新业务的企业家签证等。2019年5月，总统特朗普在白宫推出了一份旨在提高技术移民比例的“移民改革计划”（The Trump Immigration Plan）。美国政府明确指出，受过高等教育的移民是美国宝贵的创新资源，美国将限制那些凭亲属关系申请美国国籍的移民数量，转而将更多入籍名额分配给具有较高技术水平的申请者，将高技术人才移民这一比例从原本的12％提升到57％，甚至更高。[18]
（五）重视AI新技术安全研究，落实教育应用安全保障
人工智能在为我们带来很多益处的同时，其高智能化程度也给我们带来了担忧。早在1966年，古德（Good.I.J）就对第一代超智能机器提出了他的忧虑，认为机器智能将会使人类置于无处容身之境。[19]在教育领域，机器学习滥用个人数据的案例加剧了人们对伦理、隐私和安全问题的担忧，教育机构、学生，尤其是儿童更容易受到这种威胁，保护孩子的个人信息隐私也应纳入人身安全保护。美国与其他国家在注重发展人工智能基础前沿的同时，也非常关注法律、道德和伦理对人工智能的约束问题。《美国机器智能国家战略》和《美国人工智能研发战略规划》用较大篇幅强调，在新技术面前，绝不能忽略社会安全保障。当应用于教育领域的人工智能在新技术方面取得突破之后，有关各方应及时并定期向政府反馈，以确保政府在此技术后续发展过程中发挥绝对的安全管控作用，规避其在教育领域可能出现的冲击和风险，积极引导人工智能技术在教育领域的应用朝着安全和合乎伦理的方向发展。
四、结语
美国这三份人工智能战略报告都强调大力发展教育事业，以满足人工智能时代对新型人才的迫切需要，并阐释了一个人工智能新技术发展赋能教育的美好愿景。美国人工智能战略中的教育规划是为适应竞争环境而形成的发展蓝图，也是美国保持全球人工智能领导地位的重要途径。人工智能技术的发展将在很大程度上改变传统教育，同时人工智能所赋能的教育变革又反过来促进人工智能的进一步发展，这恰恰表明教育变革对于人工智能战略发展的重要性。虽然美国将人工智能上升为国家战略，但在其未来发展道路上依然充满了未知，美国国家人工智能战略中教育蓝图的实践问题也还有待进一步解决。未来教育与人工智能技术如何实现深度融合是一个值得研究的问题。
参考文献：
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法国校园禁用手机法案的成效与争议
本文刊登于《比较教育研究》2020年2期，若转载请注明出处。
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