新工科背景下智能教育在人才培養(yǎng)中的探索與實(shí)踐

張國(guó)良

摘 要 人工智能促進(jìn)教育改革已成必然趨勢(shì)，新工科作為未來(lái)教育改革的戰(zhàn)略性工程，技術(shù)與教育的深入融合將為教育的改革提供重要支柱。本文深入剖析當(dāng)前新工科教育改革中面臨的困難，結(jié)合新工科發(fā)展的需求，智能教育的優(yōu)勢(shì)，從教育生態(tài)構(gòu)建、資源組織、雙師教學(xué)模式、質(zhì)量評(píng)估分析、智能服務(wù)推送、推進(jìn)路徑等六個(gè)方面進(jìn)行研究，探索解決規(guī)?；逃聜€(gè)性化、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，全面推進(jìn)智能教育在新工科建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 新工科 智能教育 教育生態(tài) 人工智能

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.004

Exploration and Practice of AI Education in Talent Cultivation

under the Background of New Engineering

ZHANG Guoliang

（College of Undergraduate， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710126）

Abstract Artificial intelligence has become an inevitable trend to promote educational reform. The new engineering as a strategic project of future educational reform， the in-depth integration of technology and education will provide an important pillar for educational reform. This paper deeply analyzes the difficulties faced in the current new engineering education reform， combines the needs of the development of new engineering and the advantages of intelligent education， research from six aspects including educational ecological construction， resource organization， double-qualification teaching mode， quality evaluation analysis， intelligent service and promotion path， solve the cultivation of personalized and innovative talents under large-scale education， promote the application of intelligent education in the construction of new engineering in an all-round way.

Keywords new engineering; AI education; education ecological; artificial intelligence

1 新工科人才培養(yǎng)與智能教育模式的辯證關(guān)系

新工科教育是中國(guó)高等工程教育改革的現(xiàn)在進(jìn)行時(shí)、最前沿和新方向，引領(lǐng)高等工程教育改革甚至高等教育創(chuàng)新發(fā)展的總體方向和整體進(jìn)程。[1]新工科人才培養(yǎng)具有更高的能力要求。工業(yè)化時(shí)代的生產(chǎn)模式呈現(xiàn)出規(guī)?；?、機(jī)械化和標(biāo)準(zhǔn)化的特征，需要大量具備基礎(chǔ)知識(shí)技能、具有嚴(yán)格服從精神的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化人才。而在AI技術(shù)日益滲透到各行各業(yè)的智能時(shí)代，科技創(chuàng)新已成為產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)模式從單一重復(fù)性的流水線轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模、個(gè)性化、自動(dòng)化的智能制造模式，更需要大批具備創(chuàng)新能力的個(gè)性化人才。

智能教育是利用新工科思維，是以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)等為主要特征，意在通過(guò)新技術(shù)對(duì)教育進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，開(kāi)展新工科背景下的人才培養(yǎng)。新工科人才培養(yǎng)支撐未來(lái)時(shí)代的人才需求，滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，新工科發(fā)展需要新教育模式的支撐，其中包括資源組織形式、人才培養(yǎng)模式、實(shí)踐能力培養(yǎng)、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)開(kāi)展、個(gè)性化的教育教學(xué)服務(wù)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新性的綜合性人才。

智能教育是服務(wù)于新工科人才培養(yǎng)的未來(lái)教育新生態(tài)，是面向未來(lái)社會(huì)發(fā)展需求、學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求、重點(diǎn)從三個(gè)方面解決人才培養(yǎng)的核心問(wèn)題，第一，如何在規(guī)?；逃Ｊ较赂痈咝У臐M足學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求;第二，如何培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主完善，自主指導(dǎo)的能力;第三，如何在學(xué)習(xí)過(guò)程中開(kāi)展啟發(fā)式的教育，培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力，將知識(shí)內(nèi)化于心、內(nèi)化于行。[2]

2 當(dāng)前教育面臨時(shí)代的挑戰(zhàn)

2.1新工科背景下人工智能技術(shù)與人才培養(yǎng)模式的融合問(wèn)題

新時(shí)代開(kāi)啟新教育，新教育呼喚新工科，智能時(shí)代人才需求不僅在數(shù)量上，更需要面向未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和社會(huì)發(fā)展所需要的個(gè)性化、創(chuàng)新型人才。

2.2新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式變革不深入的問(wèn)題

新技術(shù)對(duì)課堂教學(xué)模式更多是形式上的變革，還未實(shí)現(xiàn)深層次的變革。我們需要的不僅是“有學(xué)上”，而是“上好學(xué)”;不僅是“能上課”，而是“上好課”，我們要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主服務(wù)、自主管理的能力，我們要開(kāi)展深層次的課堂革命，構(gòu)建探究式課堂，開(kāi)展啟發(fā)智慧的教育，培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力。

2.3新工科人才培養(yǎng)要求與現(xiàn)實(shí)師生比等資源供給不足問(wèn)題

目前新工科高標(biāo)準(zhǔn)的人才培養(yǎng)要求與現(xiàn)實(shí)師生比等資源供給存在差異，應(yīng)該充分發(fā)揮人工智能技術(shù)協(xié)助教師從機(jī)械重復(fù)性的工作中解脫出來(lái)，投入到“研討式”課堂的構(gòu)建和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中，提高教師的教學(xué)價(jià)值。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，開(kāi)展高效且有針對(duì)性的教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)數(shù)據(jù)拉近師生的“供需關(guān)系”，協(xié)助學(xué)生快速獲取學(xué)習(xí)資源，定位學(xué)習(xí)不足，提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)未來(lái)新工科人才的培養(yǎng)的效率和質(zhì)量。

3 智能教育在新工科人才培養(yǎng)過(guò)程中的應(yīng)用

本文提出智能教育是指構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為中心，重在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者思維能力、創(chuàng)造能力的教育模式。包含三方面內(nèi)容：一是將人工智能技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程中，遵從教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程;二是創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)和教育內(nèi)容、重新定義人才培養(yǎng)模式、教學(xué)大綱;三是將智能技術(shù)深度融合到教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)交互，創(chuàng)新教學(xué)方法。智能教育在新工科人才培養(yǎng)過(guò)程中的主要從以下幾個(gè)方面開(kāi)展：

3.1構(gòu)建深度融入新工科思維的智能教育新生態(tài)

以國(guó)家新工科戰(zhàn)略為綱，以新時(shí)代人才需求為導(dǎo)向，以智能技術(shù)為動(dòng)力，以高校人才培養(yǎng)模式改革為抓手，明確細(xì)化未來(lái)教育的目標(biāo)及內(nèi)涵，既要遵從教育的本質(zhì)規(guī)律，又要對(duì)教育的內(nèi)涵進(jìn)行重新領(lǐng)悟，深入推進(jìn)教育改革，構(gòu)建與人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的教育新體系。

3.2重構(gòu)教育教學(xué)資源組織形式

近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)+教育的全面發(fā)展，傳統(tǒng)課堂被MOOC時(shí)代所顛覆，教師已經(jīng)成從封閉走向開(kāi)放，從教室走向雙空間，教師成為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、學(xué)習(xí)資源的創(chuàng)造者。通過(guò)人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用，知識(shí)圖譜技術(shù)為資源組織提供了技術(shù)支撐，可以將資源組織更加便捷、知識(shí)關(guān)聯(lián)更加豐富，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以提供實(shí)時(shí)、個(gè)性化的教學(xué)交互體驗(yàn)，通過(guò)資源的組織和學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，助力規(guī)?；逃Ｊ较碌膫€(gè)性化人才培養(yǎng)。

3.3建立“人機(jī)協(xié)同”的雙師教學(xué)模式

資源組織形式的優(yōu)化，為雙師協(xié)同教學(xué)提供了基礎(chǔ)支撐。在教學(xué)內(nèi)容組織維度，可以分為兩類(lèi)，可陳述知識(shí)和不可陳述知識(shí)，實(shí)體教師更多圍繞“為什么”“怎么用”去開(kāi)展探究式的課堂教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展啟迪式的教學(xué)體驗(yàn)，真正將知識(shí)內(nèi)化于心，外化于行，做到三個(gè)創(chuàng)新，創(chuàng)新知識(shí)傳授方式，采用人機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué);創(chuàng)新課堂課程設(shè)計(jì)，以探究式為引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力;第三，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)以德育為先，能力為重，知識(shí)為基的創(chuàng)新性人才。

3.4構(gòu)建“三全”教學(xué)質(zhì)量評(píng)估分析體系

深入分析線上教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)組織、教學(xué)實(shí)施過(guò)程、學(xué)生學(xué)習(xí)模式與成效等教學(xué)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，研究線上智能教學(xué)與線下教學(xué)模式的“全流程、全維度、全方位”的教學(xué)質(zhì)量評(píng)估方式，研究教學(xué)質(zhì)量評(píng)估內(nèi)容的變化、線上教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)和多元化評(píng)價(jià)體系、全流程全維度教學(xué)質(zhì)量評(píng)估方式等，通過(guò)全流程評(píng)估形成線上教學(xué)的閉環(huán)機(jī)制，形成有效的綜合教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系。

3.5開(kāi)展精準(zhǔn)化、個(gè)性化的智能服務(wù)

學(xué)習(xí)路徑的合理規(guī)劃是將學(xué)生培養(yǎng)成更具競(jìng)爭(zhēng)力的人才，使他們擁有終身學(xué)習(xí)的能力的關(guān)鍵。從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)流程向個(gè)性化推薦的組合式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，動(dòng)態(tài)規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)路徑及內(nèi)容，將使學(xué)生學(xué)習(xí)效率更加高效。

3.6實(shí)施“以點(diǎn)帶面，逐步推進(jìn)”的“人工智能+教育”新工科推進(jìn)路徑

設(shè)立智能教育示范課程建設(shè)項(xiàng)目，形成優(yōu)秀課程改革案例庫(kù)，以點(diǎn)帶面，由課程、課程組、相關(guān)課程、專業(yè)、學(xué)院逐步擴(kuò)展的方式進(jìn)行推進(jìn)，逐步應(yīng)用到教學(xué)全過(guò)程，在充分研究、試點(diǎn)、總結(jié)的基礎(chǔ)上，將經(jīng)驗(yàn)上升為理論，形成可復(fù)制、可實(shí)施的人工智能+教育新工科建設(shè)方案，進(jìn)行推廣應(yīng)用，輻射校內(nèi)校外，形成示范效應(yīng)，推進(jìn)高等教育的改革。

4 結(jié)語(yǔ)

智能教育將會(huì)成為后疫情時(shí)代高等教育的發(fā)展趨勢(shì)，是堅(jiān)持以學(xué)生為中心的教育，充分發(fā)揮人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的教育模式進(jìn)行重構(gòu)，融入資源組織、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂革命、質(zhì)量評(píng)價(jià)、個(gè)性化指導(dǎo)等人才培養(yǎng)過(guò)程，培養(yǎng)德育為先、能力為重、知識(shí)為基的個(gè)性化的新工科人才。

項(xiàng)目支撐：2020年國(guó)家級(jí)新工科新工科背景下“人工智能+教育”模式改革探索與實(shí)踐

參考文獻(xiàn)

[1] 劉坤.新工科教育治理情境綜論[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，（5）：411-416.

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