人工智能視野下高等教育改革與發(fā)展研究

曹闖

摘 要 隨著人工智能技術(shù)的突破性發(fā)展，“智能+”時(shí)代到來(lái)，人工智能已深入社會(huì)生活的各個(gè)方面。高等教育是人才培養(yǎng)的重要場(chǎng)所，在推動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也受到人工智能的深刻影響。本文在闡述人工智能發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)人工智能技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用及改革進(jìn)行了分析，最后指出人工智能視野下高等教育的發(fā)展趨勢(shì)，旨在推進(jìn)我國(guó)高等教育的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞 人工智能 高等教育 改革 發(fā)展

中圖分類號(hào)：G640? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.02.003

Abstract With the breakthrough development of artificial intelligence technology， the era of "intelligence +" is coming， and artificial intelligence has penetrated into all aspects of social life. Higher education is an important place for personnel training. It not only promotes the development of AI technology， but also is deeply influenced by AI. Based on the development of artificial intelligence， this paper analyzes the application and reform of artificial intelligence technology in higher education， and finally points out the development trend of higher education in the perspective of artificial intelligence， aiming to promote the innovation and development of higher education in China.

Keywords artificial intelligence; higher education; reform; development

高等教育歷經(jīng)了三個(gè)發(fā)展階段，即精英化、大眾化與普及化。在當(dāng)前第四次科技革命的背景下，人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，引發(fā)了社會(huì)不同領(lǐng)域的深刻變革。在當(dāng)前人工智能時(shí)代，高等教育要適應(yīng)時(shí)代要求，將人工智能技術(shù)與高等教育深度融合，不斷尋求高等教育領(lǐng)域的變革與突破，推動(dòng)高等教育的智能化發(fā)展。

1 人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，其已從實(shí)驗(yàn)室逐步進(jìn)入了人們的生產(chǎn)與生活。人工智能的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

（1）以大數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)力。大數(shù)據(jù)技術(shù)、高性能并行計(jì)算技術(shù)及機(jī)器學(xué)習(xí)模型的優(yōu)化為人工智能的發(fā)展提供了技術(shù)支撐?！按髷?shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”已成為人工智能的主要代表，大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)是人工智能發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)，大量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)，使人工智能算法得到進(jìn)一步優(yōu)化與發(fā)展。因此，大數(shù)據(jù)為人工智能提供了技術(shù)基礎(chǔ)，人工智能在數(shù)據(jù)獲取與挖掘的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用。

（2）以自主學(xué)習(xí)為發(fā)展路徑。當(dāng)前，人工智能技術(shù)已呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，但其發(fā)展仍達(dá)不到“強(qiáng)人工智能”時(shí)代的要求，在語(yǔ)言、認(rèn)知、學(xué)習(xí)、推理與創(chuàng)作方面仍有較大的發(fā)展空間。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外不斷開(kāi)展對(duì)于人腦工作機(jī)制的研究，希望通過(guò)借鑒人類大腦的高級(jí)認(rèn)知機(jī)理進(jìn)一步優(yōu)化人工智能技術(shù)，構(gòu)建出人工智能的“最強(qiáng)大腦”，建立深度學(xué)習(xí)機(jī)制，形成更為強(qiáng)大的學(xué)習(xí)、推理、記憶等模型。

（3）以解放人類智力勞動(dòng)為目標(biāo)。關(guān)于人工智能的研究日益豐富，人工智能在各個(gè)領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的威力，人工智能開(kāi)始成為人類的有力助手，可以替代人類完成機(jī)械化及重復(fù)性的相關(guān)勞動(dòng)。當(dāng)前，人工智能正在向?qū)嵱眯苑较虬l(fā)展，努力加強(qiáng)模仿人腦完成信息并行化處理的功能，提高人機(jī)交互能力，最終達(dá)到解放人類智力勞動(dòng)的目標(biāo)。

2 人工智能技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，為人們的生活帶來(lái)了重要的變化。高等教育是社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，同樣受到人工智能帶?lái)的種種挑戰(zhàn)。面對(duì)人工智能技術(shù)的突破與創(chuàng)新，高等教育也需要適應(yīng)時(shí)代的需要，進(jìn)一步完善與改革。

（1）大數(shù)據(jù)技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用。人工智能的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)就是依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在教學(xué)、科研、管理等不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)獲取與分析，有效提升了教育評(píng)價(jià)及反饋的效率。傳統(tǒng)高等教育數(shù)據(jù)獲取的形式較為單一，過(guò)程也十分煩瑣，如通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、課程評(píng)價(jià)等方式，反饋周期較長(zhǎng)。而人工智能技術(shù)的運(yùn)用不僅能夠提升反饋效率，同時(shí)還豐富了獲取數(shù)據(jù)的方式。人工智能技術(shù)能夠在高等教育中挖掘出海量數(shù)據(jù)，在教育的各個(gè)環(huán)節(jié)中形成閉環(huán)反饋，有效指導(dǎo)高等教育的發(fā)展方向。

（2）語(yǔ)音、圖像識(shí)別技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用。人工智能技術(shù)運(yùn)用于高等教育之中，還表現(xiàn)為授課方式的改變。在傳統(tǒng)高等教育中，教師的講解是學(xué)生獲取知識(shí)的主要渠。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到問(wèn)題，教師只能在課下為其答疑解惑。而隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，學(xué)生能夠隨時(shí)提出學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，人工智能技術(shù)通過(guò)人機(jī)交互的形式，由機(jī)器人進(jìn)行識(shí)別和解答，從而及時(shí)、準(zhǔn)確地幫助學(xué)生解決問(wèn)題。人工智能技術(shù)還可以通過(guò)對(duì)學(xué)生問(wèn)題的分析，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而為學(xué)生量身定制出個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。另外，學(xué)生還能夠通過(guò)人工智能技術(shù)中的圖像識(shí)別技術(shù)幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行識(shí)別與記憶，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用。人工智能中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是高等教育中的重要應(yīng)用，能夠有效改善傳統(tǒng)教育的弊端。傳統(tǒng)教育中，教師是占據(jù)主導(dǎo)地位的一方，學(xué)生只能被動(dòng)跟隨教師的思路進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性較低，學(xué)習(xí)的體驗(yàn)過(guò)程更無(wú)從談起。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，能夠突破傳統(tǒng)教學(xué)中的局限性，為學(xué)生提供更加生動(dòng)的學(xué)習(xí)材料與學(xué)習(xí)情景，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感，真正將學(xué)生放在課堂的主體地位，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)的注意力，提升學(xué)習(xí)效果。

總之，人工智能技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)高等教育的狀況，為教育的發(fā)展注入了新的活力。當(dāng)然，大數(shù)據(jù)技術(shù)、語(yǔ)音圖像識(shí)別技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)僅僅只是人工智能技術(shù)的“冰山一角”，隨著人工智能技術(shù)與高等教育的深度融合，會(huì)有更多的人工智能技術(shù)運(yùn)用于高等教育之中，不斷推動(dòng)高等教育的改革與發(fā)展。

3 人工智能影響下高等教育的改革

人工智能技術(shù)的發(fā)展沖擊著傳統(tǒng)高等教育。為了適應(yīng)人工智能時(shí)代的發(fā)展，高等教育必須進(jìn)行改革，包括學(xué)科建設(shè)、教學(xué)方法、管理模式及教育理念等的改革，從而推動(dòng)高校在教學(xué)、科研及管理等不同環(huán)節(jié)的智能化發(fā)展。

（1）學(xué)科建設(shè)和教學(xué)方法的改革。人工智能對(duì)高等教育的影響首先表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法方面。就教學(xué)內(nèi)容方面的改革而言，要根據(jù)社會(huì)需求與學(xué)校的綜合實(shí)力建立人工智能的相關(guān)學(xué)科，從而為人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)應(yīng)用型人才。人工智能的發(fā)展在推動(dòng)學(xué)科調(diào)整的同時(shí)，對(duì)學(xué)科的設(shè)置也產(chǎn)生了影響，“人工智能+X”的交叉性學(xué)科越來(lái)越多，學(xué)科間的界限日益模糊，逐漸將人工智能素養(yǎng)納入通識(shí)教育體系。在人工智能的影響下，高校教學(xué)方法也面臨改革。在傳統(tǒng)高等教育中，往往采用的是集體授課方式，所有課程的教學(xué)幾乎都在重復(fù)課前準(zhǔn)備—知識(shí)講授—課后復(fù)習(xí)這一僵化單一的教學(xué)流程，教學(xué)中師生缺乏互動(dòng)與交流，影響課堂教學(xué)效果。人工智能技術(shù)能夠大大改善傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端，通過(guò)人機(jī)的友好交互，突破教學(xué)時(shí)間與空間的限制。同時(shí)，人工智能技術(shù)還能夠結(jié)合教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行智能測(cè)試，從而全面考查學(xué)生知識(shí)的掌握情況，為教師開(kāi)展個(gè)性化指導(dǎo)提供依據(jù)，真正做到因材施教。

（2）高校管理模式和教育理念的改變。我國(guó)高等教育中教學(xué)與科研投入不足，限制了高等教育的發(fā)展。在高校的教育成本中，管理成本是一項(xiàng)重要開(kāi)支。利用人工智能技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高校內(nèi)部程式化事物的管理，包括學(xué)籍管理、科研管理、教學(xué)管理、財(cái)務(wù)管理等，從而降低管理人員的開(kāi)支，實(shí)現(xiàn)管理的智能化，減少煩瑣的手續(xù)，提升管理效率。另外，利用智能平臺(tái)能夠采集與監(jiān)測(cè)相關(guān)的管理數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管理方法的智能決策，提高圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室等資源的利用率，保證高校的各項(xiàng)管理工作有序、高效進(jìn)行。人工智能技術(shù)在影響高校管理模式的同時(shí)，也改變著高校的教育理念，促使教育者重視人工智能學(xué)科的發(fā)展，推進(jìn)高等教育與社會(huì)發(fā)展的深度融合。教育者要構(gòu)建“大教育”觀，打破學(xué)科界限，為學(xué)習(xí)者提供多樣化及個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間，重視產(chǎn)教融合，真正將教育與社會(huì)發(fā)展相結(jié)合，使教育朝著多元化、綜合化與智能化方向發(fā)展。

4 人工智能視野下高等教育的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，各個(gè)高校都開(kāi)始注重人工智能技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)課堂在人工智能技術(shù)的改造下成為多介質(zhì)、多分支、即學(xué)即用的人工智能環(huán)境。但是，人工智能技術(shù)仍在創(chuàng)新與發(fā)展之中，國(guó)內(nèi)外研究人員也在積極探究人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，未來(lái)人工智能技術(shù)在高等教育領(lǐng)域的發(fā)展可從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。

（1）指導(dǎo)學(xué)生互助學(xué)習(xí)：人工智能技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生搭建智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以根據(jù)學(xué)生的興趣、認(rèn)知水平等對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組及單獨(dú)指導(dǎo)。學(xué)生能夠與同伴或教師進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，分享對(duì)課題研究的相關(guān)進(jìn)度與成果，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（2）學(xué)習(xí)分析與預(yù)測(cè)：人工智能技術(shù)能夠通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘與分析，預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的趨勢(shì)，智能分析出每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的困難及尚未掌握的教學(xué)內(nèi)容，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)習(xí)者給予學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

（3）提供個(gè)性化教育信息：人工智能技術(shù)能夠?qū)W(xué)生搜索頻繁的相關(guān)信息與資源反饋給教師，為教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)提供個(gè)性化的教育信息，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果提供測(cè)驗(yàn)與評(píng)估。

（4）成為學(xué)生的智能學(xué)習(xí)伙伴：人工智能技術(shù)將對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)壓力及健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)強(qiáng)化與指導(dǎo)。

（5）加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用：人工智能技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，創(chuàng)造逼真的教學(xué)情景，使學(xué)生沉浸其中，并能夠?qū)ψ陨淼倪x擇或互動(dòng)有真切的體驗(yàn)感。

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