教育邁向自然科學研究范疇

一、概念溯源

1605年，弗朗西斯·培根出版了《學術的進展》一書，其在書中雄心勃勃地用一張名為“人類知識整體分布”的樹狀圖，第一次勾勒了其所處時代的人類知識全貌，即系統的科學百科全書。培根將人類知識體系分為記憶、想象、理性三類。在培根給出的人類知識體系劃分中，哲學被分為自然神學、自然哲學和人類哲學。其中，在人類哲學之下，“閱讀校勘”和“學校學習”被作為知識傳授的兩個領域。從此，教育學從哲學中的其他知識體系中分解出來，成為一門專門的科學。那么，為什么這能夠被稱為教育學獨立出來的標志性事件呢？李德毅院士曾說：教育讓人的智能發展從“現在進行時”變為“現在完成時”，擺脫了智能單純提供基因逐代進化的單一渠道。任何地方、任何民族和任何國家所取得的任何新的知識和智能，可以通過“閱讀”和“學習”很快成為全人類的共同認知，無需親自實踐。因此，培根提出的這兩個領域使得人類傳承知識變成一種可能，也成為一個獨立、可研究的方向。

1891年，哈佛大學哲學家喬賽亞·羅伊斯在《教育評論》創刊號上發表了名為《教育是一門科學嗎？》的文章。在文中羅伊斯認為，教育學應遵循普遍有效的原則，即教育方式和學習途徑等應該與人和時間無關，因為自然科學本身所探討的是普遍規律，而教育領域的通用問題隸屬于科學。簡言之，教育學并非最終、直接地告訴教師人性是什么，必須是什么，以及如何處理它，教育學只會指出井然有序的秩序和性格形成的一般規則。

瑞士國家科學基金會和日內瓦大學建立了“學科互動歷史地圖集”。該歷史地圖集包括了從公元前360年柏拉圖到1967年認知心理學家讓·皮亞杰2000多年時間中，由不同研究者提出的255個知識樹，匯總成了18393個知識領域。通過分析發現，人類學科知識整體上由以哲學為原點向以科學為原點進行演變發展。在這255個知識樹中，有27個知識樹將教育劃分為一個獨立的知識領域。教育在這一發展進程中最初歸屬于哲學范疇，后來歸屬于精神與實踐藝術范疇，而后又歸屬于人文科學范疇。同時，教育本身與心理學、社會學以及歷史學聯系密切，呈現交叉性、實用性和主觀性等特色。

二、國際趨勢

人工智能正在引發科學研究范式變革，推動人類從繼實驗觀測（從對自然現象的觀測中總結規律）、理論推導（從科學實驗中推導規律）和仿真模擬（從對復雜現象的模擬中進行科學研究）之后邁向以數據密集型為核心的數據洪流型第四范式發展。

早期教育研究始于古希臘哲學研究，彼時教育尚未從哲學、政治學、倫理學中分離成為獨立學科，因此，對教育本身研究的方法論也大多呈現為主觀性的思辨與應然性的暢想。而當前智能教育的研究更多是以計算手段來驅動。在數據密集型時代，我們可以構建一些算法、技術、系統、模式，搭建平臺來研究神經認知、人機共融、群智涌現、數據驅動、教育規律等內容，使得數據驅動或者以計算手段對教育這一自然科學進行研究成為一種可能。

我國高度重視人工智能與“人工智能+教育”的基礎研究，科技部科技創新2030—“新一代人工智能”重大科技項目也將智能教育作為重點方向。2018年國家自然科學基金委增設教育信息科學與技術，申請代碼F0701，將自然科學研究范式引入教育研究。國家自然科學基金委信息學部副主任張兆田在科學基金教育信息科學與技術項目資助管理工作研討會上表示，要關注智能教育等學科前沿問題和教育基礎性問題，促進交叉融合、突出原創，力爭突破教育發展的需求瓶頸。

美國國家科學基金會（NSF）資助了18個國家人工智能研究院。NSF主任塞圖拉曼·潘查納坦表示，這些研究院是學術界、工業界和政府加速人工智能發現和創新的中心。激發各地的人才和想法將帶來新的能力，改善人們在醫療、娛樂、交通、網絡安全方面的生活，提升國家競爭力，促進國家繁榮。其中“成人學習與在線教育”（AI-ALOE）是一家面向教育的人工智能研究院。該研究院是一個跨學科學術團體，匯集了來自哈佛大學、佐治亞理工學院、北卡羅來納大學以及范德堡大學等大學聯盟中研究科學、計算機和教育等領域的專家學者。AI-ALOE的研究重心是建立有效的數據驅動反饋回路（如在教師、學生和智能算法之間形成反饋回路、針對負責人工智能的參與式設計），來提升個性化學習能力。這個思路也是我們現在所說的學習者、學習對象、學習資源和學習手段之間的閉環研究，以此找到學習規律。