人工智能大數(shù)據(jù)促進(jìn)智慧教育
——專訪西安交通大學(xué)副校長鄭慶華

文/本刊記者 傅宇凡

10月底，在CERNET第25屆年會CIO論壇期間，本刊采訪了西安交通大學(xué)副校長鄭慶華。

從1996年起，鄭慶華教授即開始帶著研究生進(jìn)行大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究，用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新稅務(wù)系統(tǒng)的智慧化服務(wù)，經(jīng)過二十多年的努力，鄭慶華教授的團(tuán)隊與國家電子稅務(wù)龍頭企業(yè)稅友軟件集團(tuán)，共同研發(fā)的國家稅務(wù)大數(shù)據(jù)分析平臺，即“稅務(wù)大數(shù)據(jù)計算與服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項目，榮獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。該技術(shù)向全國5000萬法人納稅提供了“一對一”服務(wù)，每年處理數(shù)百億筆業(yè)務(wù)和超過800TB稅務(wù)數(shù)據(jù)。

針對9月全國教育大會對高等教育提出的要求，鄭慶華教授提出：“信息化是建設(shè)雙一流的基礎(chǔ)和引領(lǐng)，沒有信息化就不可能推進(jìn)教育的現(xiàn)代化和國際化，也不可能實現(xiàn)一流大學(xué)一流學(xué)科的建設(shè)?！睂υ诟咝Ｖ欣萌斯ぶ悄芎痛髷?shù)據(jù)推動教育教學(xué)深度改革，他和信息化團(tuán)隊做了更多的思考和實踐，建立了陜西省高校大數(shù)據(jù)分析平臺、西安交通大學(xué)教學(xué)質(zhì)量大數(shù)據(jù)平臺等，他認(rèn)為：“技術(shù)是服務(wù)于需求的，應(yīng)將信息化從過去一般性的手段和工具，變成智慧化的分析、對決策的支持，這是非常重要的一個轉(zhuǎn)變?！?/p>

讓智能成為大學(xué)的標(biāo)簽

《中國教育網(wǎng)絡(luò)》：近兩年來，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)成為高校新增的熱門專業(yè)，您認(rèn)為人工智能如何參與教育教學(xué)的過程？

鄭慶華：歷史上還從來沒有一項技術(shù)像計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)那樣，在短短幾十年的時間里，影響和改變了人類社會的一切——計算改變了一切。

在過去的近30年里，計算機、互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化，正在向個性化、精細(xì)化、智能化發(fā)展。人工智能對我們傳統(tǒng)的教育教學(xué)都將產(chǎn)生重大影響。利用人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)將能實現(xiàn)智慧教育。

所謂智慧教育，是能夠幫助學(xué)生、教師及大學(xué)進(jìn)行精準(zhǔn)的內(nèi)容推薦，可以讓教師和學(xué)生在虛擬環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)，可以實現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)績效的科學(xué)管理，并且對用戶實現(xiàn)個性化服務(wù)。

具體來說，我認(rèn)為人工智能可以從三個方面促進(jìn)智慧教育。通過采集相關(guān)方面的大數(shù)據(jù)，包括海量的教育資源，教育管理大數(shù)據(jù)，以及教學(xué)行為大數(shù)據(jù)三大類。在此基礎(chǔ)上，推動教育方法和手段的智慧化，教學(xué)管理與服務(wù)的智能化、精細(xì)化、個性化，以及實現(xiàn)科學(xué)的教學(xué)評價和測試。

比如說，高考是通過筆試方式，如果將來利用人工智能和互聯(lián)網(wǎng)，探索一下如何用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、多媒體等技術(shù)，考察學(xué)生的實驗設(shè)計、動手能力等，系統(tǒng)完整地評價一個學(xué)生的知識掌握程度，以及創(chuàng)新創(chuàng)造能力。這樣，既能解決安全性、可靠性，知識掌握和認(rèn)知的問題，同時也能解決從過去的知識考試評價，到能力和知識相結(jié)合，全面反映學(xué)生的知識創(chuàng)新能力。

《中國教育網(wǎng)絡(luò)》：您認(rèn)為信息化應(yīng)該在高校處于什么樣的地位？它能發(fā)揮什么樣的作用？信息化如何推進(jìn)大學(xué)雙一流建設(shè)？

鄭慶華：信息化應(yīng)該是建設(shè)雙一流的基礎(chǔ)和引領(lǐng)，沒有信息化就不可能推進(jìn)教育的現(xiàn)代化和國際化，也不可能實現(xiàn)一流大學(xué)一流學(xué)科的建設(shè)，也不可能實現(xiàn)一流的管理和服務(wù)，也難以做到精準(zhǔn)化個性化的服務(wù)。所以，信息化是一流大學(xué)最重要的一個基礎(chǔ)設(shè)施，與建筑基礎(chǔ)設(shè)施、水電暖服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施相比，它不僅影響和滲透到每一個工作和學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也體現(xiàn)在每個人的思維當(dāng)中，體現(xiàn)在每個人的工作和學(xué)習(xí)的手段與方法當(dāng)中。

信息化在當(dāng)下比20年前顯得更為迫切和重要。第一，我們需要更加精準(zhǔn)及時地了解世界的動態(tài)、科技的動態(tài)，社會的需求動態(tài)，供我們做有效的決策、快速的響應(yīng)；也需要了解學(xué)生和教師的思想動態(tài)，了解他們的內(nèi)心需求，乃至怎么去評價一個人的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。比如博士生在做研究，他可能要看很多文獻(xiàn)，他到底看了哪些文獻(xiàn)？對文獻(xiàn)的研究深度怎么樣？對哪些知識點感興趣？經(jīng)常引用哪些學(xué)者的論文？如果用信息化來做這個評價的話，就很容易把這些內(nèi)在的聯(lián)系挖掘出來；但是如果靠人工去管理和理解的話，就很難找出這些關(guān)系。所以，信息化建設(shè)應(yīng)該與當(dāng)下大學(xué)承載的使命、它的服務(wù)對象，以及國際國內(nèi)的前沿動態(tài)等密切關(guān)聯(lián)。

第二，我認(rèn)為最根本的就是要把信息化從過去的一般性的手段和工具，變成智慧化的分析，對于決策支持，這是非常重要的一個轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在的信息化建設(shè)，要從過去的能夠上網(wǎng)獲取信息，到2.0時代，計算機、人和互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)互動與交流；到了3.0時代，則進(jìn)入智能化、智慧化階段，支撐學(xué)校的各項決策和發(fā)展。在這一進(jìn)程中，人類獲取知識的效率會更高，會更加精準(zhǔn)，人和人之間的交流和互通會更加高效，這個距離也會更加縮短。在大學(xué)里，我們既可以了解宏觀整體的動態(tài)，也可以掌握每一個教學(xué)過程的精準(zhǔn)化、個性化、過程性的信息。因此，要讓智能成為未來信息化建設(shè)的一個顯著標(biāo)簽和特點，成為我們推動各項工作前進(jìn)、改革創(chuàng)新的一個強大支撐力量。

技術(shù)要服務(wù)于需求

《中國教育網(wǎng)絡(luò)》：西安交通大學(xué)這幾年的信息化建設(shè)主要著眼于哪些方面？您一直關(guān)注大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究與應(yīng)用，能否結(jié)合介紹一下西安交通大學(xué)將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)過程的一些實踐？您認(rèn)為大數(shù)據(jù)在未來的大學(xué)里會有什么樣的作為？

鄭慶華：西安交通大學(xué)的信息化建設(shè)這些年主要著眼于以下幾個問題。

第一，信息化與人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、教師的評價管理服務(wù)以及生活后勤等深度融合。這些工作與學(xué)校的中心工作緊密相關(guān)。我經(jīng)常跟網(wǎng)信中心的同事說，信息技術(shù)一定要始終圍繞學(xué)校的發(fā)展需求和發(fā)展目標(biāo)來設(shè)計，技術(shù)要服務(wù)于需求，技術(shù)要推動需求的發(fā)展。

在人才培養(yǎng)方面，我們開發(fā)了一個大數(shù)據(jù)平臺，它采用微信與物聯(lián)網(wǎng)+云計算技術(shù)，可以實時動態(tài)、清晰地采集學(xué)生第一課堂、第二課堂的數(shù)據(jù)，打造一個教育教學(xué)質(zhì)量實時監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺。通過大數(shù)據(jù)平臺，我們可以精準(zhǔn)了解學(xué)生在第一課堂中的成績、到課率、抬頭率、評教、就業(yè)、高考績點、課堂視頻、課堂直播，實現(xiàn)督導(dǎo)評價、教管評價、同行評價、自我評價、學(xué)院到課率、學(xué)生考勤，還可以精準(zhǔn)了解學(xué)生的社交關(guān)系、生活飲食規(guī)律、學(xué)習(xí)狀況，了解他參加社團(tuán)活動、參加志愿者活動的情況等等。這樣對我們提前發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題，實施精準(zhǔn)幫扶，起到了非常重要的促進(jìn)作用。

第二，解決了數(shù)據(jù)融合的問題。大數(shù)據(jù)，簡單地說，不光是數(shù)量大，更重要的是指全口徑的數(shù)據(jù)采集。過去學(xué)校各個部門都在按照自己的部門職能、承擔(dān)的工作任務(wù)，開發(fā)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，但是部門之間存在數(shù)據(jù)鴻溝，缺乏相互督導(dǎo)，這種情況比較嚴(yán)重，很明顯?，F(xiàn)在我們把整個業(yè)務(wù)鏈條打通，成立了學(xué)生事務(wù)大廳，實現(xiàn)一站式的網(wǎng)上服務(wù)。這項工作前期需要基礎(chǔ)層面的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享。

舉個例子，學(xué)生要辦理出國留學(xué)手續(xù)，他既要經(jīng)過班主任、輔導(dǎo)員的審批，又要經(jīng)過教務(wù)處、學(xué)生處、國際處的審批，還要到財務(wù)處辦理報銷手續(xù)等等一系列流程。過去這些都是學(xué)生挨個部門去辦理，現(xiàn)在整個業(yè)務(wù)鏈打通以后，學(xué)生在網(wǎng)上操作就完成了，從根本上提高了辦事的效率，實現(xiàn)了一站式服務(wù)的根本目的。

第二個例子是面向教師的。教師從進(jìn)入交大到退休，每年承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)、科研任務(wù)、管理服務(wù)工作等等，這些數(shù)據(jù)也進(jìn)行了全方位的采集和打通。教師發(fā)表了哪些論文，承擔(dān)了哪些科研任務(wù)，這些數(shù)據(jù)或分散在科研處、學(xué)院、人力資源部等不同部門，或者根本就沒在系統(tǒng)中。因此，需要教師不斷地重復(fù)填表，這個問題很困擾大家?，F(xiàn)在將這些數(shù)據(jù)全部打通，建立了教師綜合管理平臺，與師生有關(guān)的各類數(shù)據(jù)，從人事到教學(xué)科研、公務(wù)活動等等，全部都輸入到這個平臺上。到年底時，教師的績效考核，會自動生成一個表格，每個教師只需要核對確認(rèn)即可。各個相關(guān)的行政管理部門進(jìn)行核對，確認(rèn)數(shù)據(jù)的正確性、真實性。

這些例子都是數(shù)據(jù)從孤島走向融合，從個體變成共享，突破傳統(tǒng)做法之后產(chǎn)生的巨大效益。包括學(xué)科發(fā)展的動態(tài)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)輿情實時監(jiān)控、后勤生活數(shù)據(jù)等等，目前都還處于數(shù)據(jù)融合階段，未來，如何從數(shù)據(jù)融合變成智慧分析和決策，從中幫助人們找出管理的漏洞、師生的熱點，以及發(fā)現(xiàn)學(xué)科建設(shè)中、或師資隊伍中存在的短板和問題，從而進(jìn)入智能化的研判，這是下一步要解決的重大問題。

第三，評價與測試的變革。目前對學(xué)生的測試方式還是紙和筆、卷子和答卷，在規(guī)定時間內(nèi)完成考試，教師改卷出成績，形成對學(xué)生的評價。這個方式延續(xù)了一千多年，但是在人工智能大數(shù)據(jù)時代，我認(rèn)為這種方式完全有可能被顛覆。目前的考試無法評價學(xué)生的實驗設(shè)計能力。比如，讓學(xué)生現(xiàn)場設(shè)計一個電動實驗，或一個力學(xué)實驗，或是設(shè)計一個模具，一是考試環(huán)境不具備，二是大規(guī)模的考試也不允許。但是人工智能虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實這種互動式的人機交互技術(shù)改變提升以后，這種環(huán)境完全有可能突破！因此，我們要研究基于人工智能技術(shù)的測試評價方式。

以上這些是未來人工智能促進(jìn)智慧教育非常重要的一些方向，對教育本身具有很大的倒逼和影響。

倫理問題要通過管理規(guī)范來解決

《中國教育網(wǎng)絡(luò)》：您如何看信息技術(shù)能夠倒逼教育教學(xué)深化改革？技術(shù)能改變和影響學(xué)生的價值觀和人生觀嗎？

鄭慶華：利用大數(shù)據(jù)人工智能技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)的有效性、針對性，提高教學(xué)的互動性和研究探索性，真正把因材施教這種理念變成切實的技術(shù)手段。

在教學(xué)過程中，如何了解學(xué)生的認(rèn)知背景及其對教學(xué)內(nèi)容感興趣的狀態(tài)，而不是對牛彈琴，技術(shù)手段完全可以實現(xiàn)。俗話說“對牛彈琴”，都認(rèn)為是牛笨，而換一個角度，事實上是彈琴的人選錯了對象。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，就可以提前了解學(xué)生的需求和他知識掌握的水平，在此基礎(chǔ)上，既有共性問題，也有針對性地進(jìn)行資源推薦和問題設(shè)計，這才是真正的翻轉(zhuǎn)式、研討式的教學(xué)。也走出了傳統(tǒng)千篇一律的課堂教學(xué)模式。

同時，評價方式的改革，也會倒逼教師進(jìn)行課程教學(xué)的改革?？荚囀且桓笓]棒，傳統(tǒng)對學(xué)生的考試僅考察知識掌握，教師必然是按照這個要求，專注于知識的宣灌，但是，如果評價方式轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生能力的考察，教師做實驗設(shè)計的教師，必須要把知識和能力相結(jié)合，實踐和理論相結(jié)合，必然改變課堂教學(xué)方式。這也是我們正在研究的方向，這項研究很有意義，未來我們的考試將評價什么，這個問題非常重要。

當(dāng)下大學(xué)生學(xué)習(xí)有功利化傾向，對功名利祿的追求，這是人的本性，對大學(xué)生的價值觀和人生觀產(chǎn)生影響。但是這些并不是一成不變，是可以改造、可以教化的，技術(shù)可以產(chǎn)生潛移默化的作用。

舉一個簡單的例子，比如說過去“車讓人”這件事情是做不到的，原因是什么？手段跟不上，不可能每個路口都布置兩個警察維持秩序，這個代價成本太大?，F(xiàn)在我們也在號召，也有制度，但是做不到，而且觸犯了規(guī)定也沒成本?，F(xiàn)在不一樣了，所有的路口設(shè)立攝像頭，觸犯規(guī)定就投放在路口的大屏幕上，形成監(jiān)督并且會納入失信名單，大家就都能做到。新加坡是一個智慧城市，人民的素養(yǎng)很高，但是它的前提是嚴(yán)格的制度管理和先進(jìn)的技術(shù)手段。

過去有很多做不到的事，現(xiàn)在逐步做到，是因為技術(shù)讓人變得更規(guī)范、更文明。當(dāng)然也存在另一個問題，技術(shù)手段落后于管理的需求。

技術(shù)手段是需要與管理需求相匹配的。網(wǎng)上為什么大量存在虛假的、詐騙的信息，黃賭毒色情信息？盡管政府也在三令五申、三番五次打擊，包括針對網(wǎng)絡(luò)安全的專項行動，出臺了互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的許多法律條文，但是由于技術(shù)手段跟不上，依然是屢禁不止。從根本上來說，這是生產(chǎn)力落后于生產(chǎn)關(guān)系，技術(shù)手段跟不上管理需求。

當(dāng)然，這是一個漸進(jìn)的過程，需要技術(shù)的進(jìn)步推動管理的變革，也需要管理的需求驅(qū)動技術(shù)的更進(jìn)一步提升。

《中國教育網(wǎng)絡(luò)》：大數(shù)據(jù)的利用，不可避免要討論到數(shù)據(jù)的隱私問題，您是如何看待這個問題的？

鄭慶華：西安交通大學(xué)的大數(shù)據(jù)分析平臺采用數(shù)據(jù)脫敏的隱私保護(hù)技術(shù)確保學(xué)生的隱私。關(guān)于高校中大數(shù)據(jù)利用的倫理問題，我認(rèn)為有三點認(rèn)知。首先，所有的系統(tǒng)都有嚴(yán)格規(guī)范和安保措施，數(shù)據(jù)提取與分析服務(wù)于高校管理，目的是幫助了解學(xué)生在校的學(xué)習(xí)和生活動態(tài)，以便更好地管理學(xué)生；其次，職業(yè)操守決定了對數(shù)據(jù)的利用不會走到濫用；第三，不同系統(tǒng)之間是有邏輯關(guān)聯(lián)性的，相互之間要形成銜接，什么樣的人可以有什么樣的權(quán)限是有規(guī)范的。而這一切都需要依靠規(guī)范管理來實現(xiàn)，由一系列的制度保障和規(guī)則進(jìn)行約束。因此，解決大數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)隱私問題，需要有更嚴(yán)格的監(jiān)管和規(guī)范來進(jìn)行管理。