人工智能與教育重塑

夏燕 陳云信

摘 要：教育發(fā)展必須與時俱進，在人工智能蓬勃發(fā)展的今天，升級傳統(tǒng)教育，全面創(chuàng)新教育模式，推進教育改革勢在必行。

關(guān)鍵詞：智能化; 新工科; 專業(yè)升級; 教育評價

中圖分類號：G434 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-3315（2020）8-119-002

智能化時代即將要來了，第四次工業(yè)革命也要到了。近年來，人工智能在教育上應(yīng)用的配套政策陸續(xù)出臺。2017年，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布，在規(guī)劃中，明確要求隨智能化的不斷發(fā)展建立新型的教育體系，根據(jù)不同的個體定制個性化的教育服務(wù)，實現(xiàn)隨時隨地學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)。2019年2月，《中國教育現(xiàn)代化2035》發(fā)布，文件中強調(diào)教育體系的智能化、一體化，強調(diào)用人工智能來管理教育、服務(wù)教育，利用人工智能現(xiàn)代化改革人才培養(yǎng)模式。同年5月，中國政府與聯(lián)合國教科文組織在北京合作舉辦關(guān)于人工智能與教育為主題的大會，來自全世界的專家和學(xué)者聚在一起共商教育大事，教育和人工智能化的融合是必然結(jié)果。會上，探討現(xiàn)代教育新模式，并形成《北京共識——人工智能與教育》的文件，會議以“規(guī)劃人工智能時代的教育：引領(lǐng)與跨越”為主題，達到這樣的共識：教育必須融合人工智能，教育必須全面創(chuàng)新、必須建立智能化時代的教與學(xué)新模式，通過智能化推動教育的發(fā)展和升級，從而提高辦學(xué)水平和質(zhì)量。由此可見，深入推進教育與智能化的不斷融合，是發(fā)展中國智能教育大勢所趨，任重而道遠。

一、目前教育現(xiàn)狀

目前，我國高等教育無論在辦學(xué)規(guī)模、辦學(xué)質(zhì)量、辦學(xué)理念、辦學(xué)方式都有較快的發(fā)展，教育投資、教育管理也有一定的進步，但仍低于發(fā)達國家的教育平均水平，不能滿足社會現(xiàn)代科技發(fā)展的需求，不能滿足生產(chǎn)力的發(fā)展。我國高等教育中，不論是教學(xué)理念、教學(xué)手段還是教學(xué)組織形式，都還是傳統(tǒng)方式，沒有與當(dāng)前高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)相適應(yīng)。老師就像流水線上的工人，學(xué)生則像流水線上的產(chǎn)品，教育體系被格式化了，學(xué)生接受沒有個性的學(xué)習(xí)過程，個人興趣和特長得不到培養(yǎng)和發(fā)揮。而教師們則會被各種簡單的日常教學(xué)事務(wù)纏繞，比如課堂管理、統(tǒng)計學(xué)生的到課率，比如批改學(xué)生作業(yè)，學(xué)生的平時成績的統(tǒng)計等等，這樣老師勢必減少了花在教學(xué)上的精力和時間，想要對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)制訂個性化的教學(xué)服務(wù)則更加難了。

創(chuàng)新求變是發(fā)展的必然規(guī)律，利用新一代信息技術(shù)，特別是人工智能科技的發(fā)展，使人工智能與教育緊密結(jié)合，從而對傳統(tǒng)專業(yè)升級改造;建立一種全新的教與學(xué)關(guān)系是教育發(fā)展的大趨勢，一場轟轟烈烈的新教育革命正在發(fā)生。人工智能與教育的系統(tǒng)融合探索之旅正揚帆起航。

人工智能技術(shù)會帶來全新的實用專業(yè)和教學(xué)模式。通過智能化、數(shù)字化、立體化來重塑教育。智能化趨勢的核心是在于人工智能，也在于大數(shù)據(jù)的采集和多維度的定義。目前教育行業(yè)人工智能化模式可分成以下幾個方面：專業(yè)升級;教學(xué)智能化;教學(xué)評價智能化;教學(xué)管理智能化等。通過智能化和傳統(tǒng)專業(yè)的融合升級成新工科;教學(xué)模式上，在線課程的建設(shè)，學(xué)校的管理系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)平臺，3D打印、AR/VR甚至更多技術(shù)作為輔助教學(xué)的工具，把圖片或場景立體化變得可視可感，把知識變得更生動，讓知識更容易理解和接受等。

二、人工智能重塑教育的幾個方面

人工智能對教育的重塑是多方位的，從傳統(tǒng)專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級到教師教學(xué)方式方法、教師教學(xué)的方式方法;學(xué)生學(xué)習(xí)的方式方法;教學(xué)評價系統(tǒng);教育的管理模式等各個方面，下面我們來看看智能化的這幾個方面。

1.傳統(tǒng)專業(yè)的升級改造

隨著人工智能化的深入，我國高等工程教育改革發(fā)展已經(jīng)站在新的歷史起點。2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，會上對新工科人才培養(yǎng)計劃進行了深入的探討，包括培養(yǎng)特征、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方法、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)理念等等，并就此達成共識。目前，我國很多高校正在加快建設(shè)和發(fā)展新工科，新工科專業(yè)是在傳統(tǒng)工科的基礎(chǔ)上結(jié)合智能化進行的升級和改造，發(fā)展成為新工科。比如智能制造專業(yè)、智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、人工智能專業(yè)、光電信息科學(xué)與工程專業(yè)。新工科是在高科技發(fā)展的今天應(yīng)運而生的新專業(yè)，具有培養(yǎng)方案新、教學(xué)理念新、教學(xué)模式新、教學(xué)評價體系新等特點。相對于傳統(tǒng)的專業(yè)，新工科專業(yè)實踐能力強、創(chuàng)新能力強，是培養(yǎng)的高素質(zhì)、高技術(shù)的復(fù)合型人才的重要途徑，因此新工科的建設(shè)和發(fā)展是一次教育的大變革。

2.教師教學(xué)智能化

人工智能將替代教師教學(xué)過程中一些簡單的、重復(fù)的、規(guī)律性的教學(xué)工作，比如做開課通知、上課考勤和沒做作業(yè)的提醒、課堂管理等;通過在線課堂的強大功能可以將教師從繁重的批改作業(yè)和閱卷工作、統(tǒng)計成績中解放出來;通過在線教學(xué)平臺，協(xié)助教師為學(xué)生在線答疑解惑，統(tǒng)計各種在線學(xué)習(xí)的信息。除此之外，人工智能技術(shù)、數(shù)字處理系統(tǒng)還可以幫助教師處理以前無法處理的復(fù)雜問題，比如各種復(fù)雜的公式計算等?；谶@樣一些智能化的教學(xué)，老師就可以有時間對學(xué)生提供個性化的服務(wù)、針對不同的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，關(guān)注每個學(xué)生在學(xué)習(xí)上的差異性，為學(xué)生提供精準(zhǔn)的教學(xué)幫助，提高教育教學(xué)質(zhì)量和效率。在線學(xué)習(xí)平臺可以幫助學(xué)生預(yù)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)知識，課堂上就有更充裕的時間翻轉(zhuǎn)，組織各種問題的討論，讓同學(xué)們通過討論鞏固和加深理解重點知識，課堂上教師不再是一言堂，而是課堂的引領(lǐng)者，通過準(zhǔn)確的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、組織能力、思辨能力，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性。

3D技術(shù)使知識變得可視化，以視覺的形式讓知識呈現(xiàn)，使復(fù)雜的知識變得清晰明了。當(dāng)老師講解一些抽象的概念、一些難以想象或難以用語言描述的過程，比如數(shù)學(xué)課中的多維空間、化學(xué)課中的微觀結(jié)構(gòu)、生物課中的生化反應(yīng)、物理課中的模擬實驗等等，3D技術(shù)讓學(xué)生有情境式體驗，提高課堂趣味性，增進認識，讓學(xué)習(xí)知識變得更容易。

3.學(xué)生學(xué)習(xí)智能化

各種在線學(xué)習(xí)平臺給學(xué)生自主學(xué)習(xí)更多的幫助，學(xué)生可以利用碎片化的時間在自己喜歡的學(xué)習(xí)平臺上隨時隨地的學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)不再受時間地點的限制，學(xué)生還可以選擇自己喜歡的名師講授，用自己喜歡的方式學(xué)習(xí)，可以與自己的興趣、志向、愛好和需求相結(jié)合，制訂適合自己的學(xué)習(xí)計劃，使學(xué)習(xí)變得更有趣味性，更有可操作性。智能化還可以通過視頻教學(xué)模擬工廠式的教學(xué)場景，使知識更貼近實際工程，強化了學(xué)生的認知，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不再盲目，從而更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘出學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)天賦。在精準(zhǔn)教學(xué)方面，借助智能化技術(shù)和大數(shù)據(jù)，將課堂講解壓縮至20-30分鐘講解共性問題，其余時間用于分組討論或拓展學(xué)習(xí)，達到更好的教學(xué)效果，實現(xiàn)了對學(xué)生的個性化分析，以學(xué)定教，提升學(xué)習(xí)的效率與質(zhì)量。

4.教學(xué)管理、教學(xué)評價系統(tǒng)智能化

教師借助虛擬增強教學(xué)、智能評閱管理等功能，對整個班級進行個性化的評估。比如，人工智能在試題的生成、學(xué)生的學(xué)習(xí)情況診斷、作業(yè)的自動批閱等方面發(fā)揮作用;給教師教學(xué)提供第一手學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，讓老師根據(jù)基本數(shù)據(jù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行初步診斷，找出每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，可見人工智能在學(xué)生學(xué)習(xí)綜合評價中發(fā)揮了非常重要的作用，評價了包括學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思辨能力、自控能力、發(fā)展?jié)摿Φ取．?dāng)然智能教育時代，還應(yīng)該特別加強對學(xué)生個人隱私信息的保護，不能隨隨便便追蹤學(xué)生的個體行為數(shù)據(jù)。

5.校園管理智能化

校園管理智能化是高校管理的新未來，大趨勢。校園智能化可以讓學(xué)校的管理更科學(xué)、更安全，為師生提供一個良好的生活、工作和學(xué)習(xí)環(huán)境。通過智能化的管理手段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，攝像頭、傳感器等各類采集設(shè)備全面采集校園環(huán)境和人群的信息建立智慧校園，利用以人工智能對師生的方方面面進行有效管理，解決校園管理中存在的各類問題，比如學(xué)生心理疾病、欺凌等，另外讓校園實現(xiàn)一卡通，對教師教學(xué)、科研和生活實現(xiàn)一卡通管理，對學(xué)生的學(xué)習(xí)、校園生活實現(xiàn)一卡通管理，一卡在手，師生工作、學(xué)習(xí)、生活信息一目了然。學(xué)校、老師、學(xué)生、家長、社會之間通過大數(shù)據(jù)、人工智能協(xié)同、應(yīng)用軟件、智能軟件形成人機協(xié)同的合作模式，讓校園管理變得井然有序，對校園管理中出現(xiàn)的問題早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早處理，同時通過不斷的調(diào)整，使校園資源配置更趨合理，公平。

三、人工智能時代未來教育五個發(fā)展趨勢

人工智能對教育產(chǎn)生深遠巨大的影響，隨著人工智能的不斷滲透及相關(guān)技術(shù)的不斷突破，未來人工智能技術(shù)無疑將會成為未來教育完成轉(zhuǎn)型的強大推力。

1.人工智能與傳統(tǒng)專業(yè)進一步融合成了必然趨勢

現(xiàn)今，新工科正在取代傳統(tǒng)的電子信息科學(xué)技術(shù)、機械、材料、自動化等專業(yè)，建筑工程、交通工程、冶金、采礦、系統(tǒng)工程等諸多專業(yè)，新科技的大潮流正在改造高校教育，第四次工業(yè)革命到來了。

2.創(chuàng)新教育方式、教育模式個性化、多樣化

在智能技術(shù)的支持下，全面創(chuàng)新教育，是教育發(fā)展的必然。使每一個同學(xué)在其原有的基礎(chǔ)上獲得適合他自己的教育服務(wù)是未來教育應(yīng)該追求的價值之一，教育碎片化、內(nèi)容為王、個性化定制以及網(wǎng)絡(luò)連接模式轉(zhuǎn)變等是為了教育的特點和模式。

2.1將人工智能素養(yǎng)納入普及教育體系。在人工智能時代，實現(xiàn)教育終身化，培養(yǎng)人工智能時代有競爭力的新一代接班人，將是現(xiàn)代教育追求的目標(biāo)。

2.2教育更注重人機協(xié)作。通過3D打印、AR/VR甚至更多技術(shù)，把圖片或場景立體化建立更準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)模型，實現(xiàn)更人性化的功能;通過互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和傳統(tǒng)教育機構(gòu)的合作，能給教育機構(gòu)做一個全面的升級改進，未來教育更關(guān)注人機協(xié)作，有效提升教育質(zhì)量途徑，探索“人工智能+教育”的制度體系設(shè)計。

2.3更加注重培養(yǎng)學(xué)生的健康成長。未來教育更應(yīng)該是以人為本的教育，更加關(guān)注學(xué)生的身心健康。隨著教育的智能化，教師更注重與學(xué)生交流互動，學(xué)習(xí)個性化定制變得可行，老師更加關(guān)注學(xué)生的心靈、精神和幸福，從而促進學(xué)生的全面發(fā)展。

教育家曾經(jīng)顧明遠說過，現(xiàn)代化的教育過程中，教育是終身和全時空的。教育發(fā)展必須與時俱進，在人工智能蓬勃發(fā)展的今天，升級傳統(tǒng)教育，全面創(chuàng)新教育模式，推進教育改革勢在必行。

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