人工智能助力大學生個性化學習的培養(yǎng)

張連毅

摘要：在新工業(yè)革命的進程中，人工智能技術(shù)越來越受到重視。文章嘗試結(jié)合人工智能及大學生個性化學習的特征，探討高等教育如何利用人工智能助力大學生的個性化學習的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：人工智能，個性化，虛擬學業(yè)導師， 教育

人工智能作為國際競爭的新焦點與經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，正在對經(jīng)濟社會產(chǎn)生全面深入的影響。在新工業(yè)革命的進程中，人工智能技術(shù)越來越受到重視。人工智能技術(shù)的相關(guān)討論已經(jīng)超越原有技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，正在成為不同行業(yè)中共同的熱點話題。在教育領(lǐng)域中同樣如此，高等教育也面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，與人工智能技術(shù)相結(jié)合的“人工智能教育”領(lǐng)域也逐漸受到關(guān)注[1-4]。國務院在2017年7月印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確提出“智能教育”的概念：“利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學方法改革，構(gòu)建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系。開展智能校園建設(shè)，推動人工智能在教學、管理、資源建設(shè)等全流程應用。開發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。建立以學習者為中心的教育環(huán)境，提供精準推送的教育服務，實現(xiàn)日常教育和終身教育定制化?！北疚膰L試結(jié)合人工智能及大學生個性化學習的培養(yǎng)，從個性化學習與虛擬導師兩個方面來探討高等教育如何利用人工智能助力大學生的個性化培養(yǎng)。

一、人工智能

“人工智能”（ Artificial Intelligence，AI） 的術(shù)語最早是在 1956 年夏季召開的為期 6 周的達特茅斯研討會 （ Dartmouth Workshop） 中提出的，當時的定義為“人工智能是擁有模擬能夠被精確描述的學習特征或智能特征的能力的機器[5]”。從那以后，研究者們發(fā)展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之擴展，因而目前人工智能的定義有不同的表述;但從本質(zhì)上來講，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。

2016年 10月，美國白宮科技政策辦公室發(fā)布了《為人工智能的未來做好準備》（Preparing for the Future of the Artificial Intelligence）和《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》（The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）兩份報告，認為人工智能已經(jīng)歷了“以基于規(guī)則的專家系統(tǒng)”為焦點的第一次熱潮和以“機器學習”為特征的第二次熱潮，目前正準備迎接以“解釋性和通用人工智能技術(shù)”為特征的第三次熱潮。

人工智能與教育始終是密不可分的，在人工智能發(fā)展的各個階段，教育工作者始終積極嘗試將人工智能技術(shù)融入教育過程之中。如1958年IBM用IBM650連接打印機終端進行二進制算術(shù)教學;1960年 由伊利諾伊大學開發(fā)的世界上第一個電腦輔助教學系統(tǒng)PLATO （Programmed Logic for Automated Teaching Operations）系統(tǒng)投入使用;1966年美國斯坦福大學與IBM合作開發(fā)IBM1500教學系統(tǒng);以及之后的TICCIT、PLATO II等計算機輔助教學系統(tǒng)，期間還開發(fā)出各類專家系統(tǒng)、虛擬教學（實驗）系統(tǒng)、智能問答系統(tǒng)、智能評價系統(tǒng)……?？梢哉f，人工智能的發(fā)展史，也是人工智能教育應用的發(fā)展史。

人工智能對教育的核心影響，是帶來了教育個性化、適應性的服務。在教育場景中，人工智能企圖了解人類學習智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出教育教學反應的智能機器或工具，從而能夠輔助教師給予學習者更加優(yōu)質(zhì)和高效的服務[6]。

二、目前大學生個性化學習培養(yǎng)的現(xiàn)狀

個性化學習是信息時代的學習趨勢。個性化學習的理念可追溯到我國古代教育家孔子提出的“因材施教”思想，然而由于資源及技術(shù)的限制，一直是教育界的一種奢望。如今隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡、多媒體、云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在教育中的廣泛應用，這種理念正逐漸成為現(xiàn)實[7]。技術(shù)支持下的個性化學習，是指學生在多樣化需求、個人成長、興趣特點等特征驅(qū)動下，利用虛擬現(xiàn)實、學習分析、人工智能等技術(shù)進行學習的行為活動，從而獲得個性化的服務，最終按照自己的主觀意愿實現(xiàn)個性化發(fā)展，具有較大的靈活性、可操作性和開放性等特點[8]。個性化學習與技術(shù)之間有著不可分割的聯(lián)系。

個性化學習以學生為本，關(guān)注每位學生的人格特征和成長，讓學生自主選擇學習資源、內(nèi)容、平臺等進行知識技能遷移，進而學生能夠按照自己的主觀愿望進行發(fā)展，賦予學生更多的自由;數(shù)字化教育具有開放性、交互性、多樣性的特征，能為學生提供多種選擇，學生可以根據(jù)自己的需要自主選擇學習內(nèi)容，從而能夠更好地實現(xiàn)因材施教。

有調(diào)查顯示，近一半的大學生表示因為“自身學習需要”而利用信息技術(shù)環(huán)境進行個性化學習;大學生一般通過精品課程學習網(wǎng)站、各類專題學習網(wǎng)站、網(wǎng)絡教學平臺、數(shù)字圖書館等環(huán)境進行學習;近八成大學生平均每天利用計算機、互聯(lián)網(wǎng)進行2小時左右的學習，絕大多數(shù)學生都制定有個人學習計劃[7]。盡管個性化學習的現(xiàn)象已經(jīng)日益普遍，但目前個性化學還存在著一些不足。首先，目前對個性化學習的關(guān)注不夠，部分大學生對這一術(shù)語仍然比較陌生;其次，信息技術(shù)環(huán)境對大學生個性化學習提供的支持和服務不足，個性化服務功能不完善;第三，大學生的個性化學習效果無法充分彰顯大學生的個體差異。

三、人工智能助力大學生個性化學習

以人工智能為代表的新技術(shù)井噴式發(fā)展，正在引導教育從封閉走向開放，在開放中進一步打破了權(quán)威對知識的壟斷[9]。人類邁向人工智能時代，學習也會日漸走向個性化的道路[10]。

1）人工智能使虛擬大學生學業(yè)導師成為現(xiàn)實

高等教育中的學生導師制，是充分發(fā)揮學生主體、教師主導，建立新型師生關(guān)系，實現(xiàn)因材施教和個性化學習與培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。學生導師能夠以個人所具有的豐富學識，引導大學生適應大學生活，在大學生個性化學習的過程中承擔著傳道、解惑的功能?；谌斯ぶ悄艿奶摂M大學生學業(yè)導師，可以根據(jù)學校的人才培養(yǎng)計劃與大學生自己的個人學習計劃，建立大學生個人學業(yè)檔案，按照大學生自己的學業(yè)狀況與個人興趣，幫助大學生制定學業(yè)規(guī)劃，指導學生的專業(yè)選擇、課程選擇;能夠依據(jù)學生的生活習性與個人性格，分析學生自己的學習方法與大學要求之間的差異性，對學生的學習方法進行指導，培養(yǎng)學生良好的學習習慣和學習方法?；谌斯ぶ悄艿奶摂M大學生學業(yè)導師，會針對大學生在學習過程中隨時出現(xiàn)的問題，為學生及時解答，并且根據(jù)學生的反饋調(diào)整解答方式，直到學生明白、掌握為止。

2）人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的融合，創(chuàng)造了諸如慕課、微課等全新的高等教育模式，滿足了大學生個性化學習的需求。

慕課，Massive Open OnlineCourse，直譯為“大規(guī)模開放的在線課程”，簡稱MOOC。慕課是一種開放的網(wǎng)絡課程，它不受時空限制，學習者可以根據(jù)自己需求或喜好選擇課程資源，學員、教師之間通過在線交流社區(qū)可以暢通地互動交流，深受全球?qū)W習愛好者的歡迎?；谌斯ぶ悄芘c互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的慕課，課程內(nèi)容不僅涉及數(shù)學等自然科學，還有大量的社會科學及人文科學，其中不乏很多國家的精品開放課程，為在校大學生提供了多樣、優(yōu)質(zhì)、便捷的課程資源。由于課程數(shù)量龐大，慕課極大地滿足了求知者的需求;因為課程資源公開開放，慕課讓學生有了學習名校名師課程的機會。

微課（Micro-course），是教師在教學過程中圍繞某個知識點進行視頻教學的一種教學方式。微課的核心組成內(nèi)容是課堂教學視頻，

3）人工智能使得基于移動終端的個性化學習成為現(xiàn)實

作為智能終端的移動式學習方式的一種，基于移動終端的個性化學習具有訪問靈活性、內(nèi)容碎片化、學習個性化、交互及時性的學習特征。與數(shù)字化學習相比較，學習者在人工智能與無線網(wǎng)域環(huán)境下，手持移動終端設(shè)備，即可實現(xiàn)任何時間、任何地方，以任何方式進行碎片化學習。學習者也可根據(jù)自己的興趣、特點及需求選擇學習內(nèi)容和學習進度，不受任何時間和空間的限制隨時獲得教師、同學或他人的信息幫助，實現(xiàn)即時交流，幫助大學生獲得成功體驗和生存效能感。

四、結(jié)語

人工智能與信息技術(shù)的飛速發(fā)展給大學生個性化學習提供了各種支撐，為高校人才個性化學習培養(yǎng)模式的創(chuàng)新奠定了堅實的基礎(chǔ);個性化學習賦予了大學生更多的自主性，成為大學生的主流學習方式。個性化學習是人工智能與信息時代的迫切需要，也是未來個體發(fā)展的需要。人工智能會改變?nèi)藗兊膶W習方式和方法、改變教室的結(jié)構(gòu)和功能、改變教師的教學和管理模式、改變學校的師生規(guī)模和比例。為此，高校必須采取相應的措施，以滿足大學生個性化學習的要求：（1）高校應轉(zhuǎn)變培養(yǎng)觀念，把個性化學習能力放在人才培養(yǎng)的重要位置;（2）高校應充分發(fā)揮人工智能與信息技術(shù)的優(yōu)勢，在實踐中真正落實其對教育發(fā)展的革命性影響。例如，加大對校園基礎(chǔ)設(shè)施（智慧校園、智慧課堂等） 和軟件平臺建設(shè)的投入力度，開發(fā)支持個性化教學的系統(tǒng)/平臺，通過變革教學模式來構(gòu)建個性化、智慧化、數(shù)字化的課堂學習環(huán)境，培養(yǎng)學生個性化學習方式;（3）高校應合理設(shè)置教學評價體系，為個性化學習提供充足的發(fā)展空間。

人工智能作為國際競爭的新焦點與經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，正在對越來越多的行業(yè)產(chǎn)生沖擊。當下的高等教育，應基于危機意識，不斷反思，并逐步走向自我完善，讓人工智能成為促進教育進化的一劑良藥。

參考文獻

1）趙娟. 論人工智能時代教育的走向[J]. 鄭州師范教育，2018，7（1）：10-15.

2）閆志明，唐夏夏，秦旋等. 教育人工智能（EAI）的內(nèi)涵、關(guān)鍵技術(shù)與應用趨勢[J]. 遠程教育雜志，2017，（1）：26-35.

3）陳昂. 人工智能的發(fā)展意義及未來職教人才培養(yǎng)[J]. 當代職業(yè)教育，2017，（ 04） ： 11-15.

4）徐堅. 人工智能對制造業(yè)的挑戰(zhàn)： 職業(yè)教育的視角[J]. 當代職業(yè)教育，2017，（ 04） ： 4-10.

5）Mccarthy J， Minsky M L， Rochester N， et al. A proposal for the Dartmouth Summer Research Project on Articial Intelligence [J]. Journal of Molecular Biology， 2006， （01）： 279-289.

6）鄭勤華. AI尚未革命 教育不忘初心[J]. 教育經(jīng)濟評論，2018，（ 02） ： 8-12.

7）鄭云翔. 信息技術(shù)環(huán)境下大學生個性化學習現(xiàn)狀研究[J]. 中國遠程教育，2015，（ 07） ： 19-25.

8）郎景坤. 信息技術(shù)視域下對大學生個性化學習的思考[J]. 西部素質(zhì)教育，2018，（ 08） ： 113-114.

9）王凱. 人工智能應成為促進教育進化的良藥[J]. 智能機器人，2017，（ 06） ： 24.

10）姜新杰. 人工智能如何助力教育未來[J]. 上海教育，2018，（ 01B） ： 48-49.