人工智能時代下高等教育改革和創(chuàng)新

邵建峰 李寧 沈玥 程永霞

關(guān)鍵詞：人工智能;高等教育;改革和創(chuàng)新;教育新特征

一、引言

在1956年，“人工智能”的概念首次被數(shù)學(xué)博士約翰麥卡錫提出[1]。隨后，在2016年圍棋世界冠軍被阿爾法狗戰(zhàn)勝的事件給人們帶來極大的振奮，同時，也標(biāo)志著人工智能時代的到來?，F(xiàn)如今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)以及云計算等新一代信息技術(shù)正處于飛速發(fā)展中，對人們的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展都有不同程度的滲透和影響。在此基礎(chǔ)上，人工智能技術(shù)以模擬人腦中信息存儲和處理機(jī)制等智能行為，讓制造出來的機(jī)器具有一定程度上的智能水平。近年來，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能給我們所生活的社會帶來了許多積極的改變，像智能手機(jī)的開發(fā)、人臉識別技術(shù)的創(chuàng)新、搜索引擎的智能化推薦等智能技術(shù)層出不窮，正時時刻刻地影響著人們生活工作的方方面面，成為改變?nèi)藗兩罘绞?，提升生活品質(zhì)的重要技術(shù)[2]。

教育領(lǐng)域被波及的程度相對較小，但越來越多的教育工作者也開始探索人工智能對教育行業(yè)是否會產(chǎn)生革命性的影響。這樣的討論從兩個角度出發(fā)，一是技術(shù)給教育革命帶來的影響，主要指人工智能技術(shù)對教學(xué)和學(xué)習(xí)的過程以及對教育管理和服務(wù)兩方面的影響;二是通過人工智能技術(shù)對未來產(chǎn)業(yè)的影響，逐步延伸到教育行業(yè)。近年來，越來越多的公司企業(yè)開始致力于開發(fā)教育行業(yè)與人工智能有關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品，研究開發(fā)最多的要數(shù)學(xué)習(xí)方面的智能軟件，例如，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、英語口語考試、AI教師輔導(dǎo)等。人工智能作為現(xiàn)階段最具有革命性的技術(shù)，正在慢慢改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活，也在推動教育行業(yè)的變革與優(yōu)化。

二、人工智能發(fā)展趨勢及歷程

20世紀(jì)50年代，“人工智能”的概念被提出，經(jīng)過60多年的變化發(fā)展，已經(jīng)成為一門前沿的交叉學(xué)科[3]。起初，人們認(rèn)為只要賦予機(jī)器邏輯推理能力就是人工智能，然而隨著時代發(fā)展，人們對智能的要求越來越高，但技術(shù)支撐去越來越薄弱，識別效果并不穩(wěn)定，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們心中所想，不能真正達(dá)到智能水平，更不用說要取代人力進(jìn)行工作了，所以，人工智能無法實現(xiàn)大范圍推廣應(yīng)用，也無法與商業(yè)模式進(jìn)行接軌。21世紀(jì)后，研究者提出了許多種機(jī)器可以進(jìn)行學(xué)習(xí)的算法和應(yīng)用，學(xué)習(xí)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)不斷發(fā)展與成熟，與此同時，計算機(jī)運(yùn)行速度也大幅度提升，這都使人工智能技術(shù)更上一層樓。在這一時期，人們慢慢地開始認(rèn)可人工智能技術(shù)，并將其與商業(yè)模式接軌，爭取創(chuàng)造出更多的價值。

AI 是與計算機(jī)和控制學(xué)科關(guān)系密切的一個研究領(lǐng)域，20世紀(jì)70年代以來被稱為世界三大尖端技術(shù)之一，也被認(rèn)為是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。2017年11月15日，科技部在京召開新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃暨重大科技項目啟動會，該會公布了中國第一批國家人工智能開放創(chuàng)新平臺[4]。2019年5月16日，習(xí)近平主席在國際人工智能與教育大會開幕中致賀信，深刻闡述了人工智能帶給教育行業(yè)的革命性影響，并強(qiáng)調(diào)：中國愿同世界各國一道，聚焦人工智能發(fā)展前沿問題，深入探討人工智能快速發(fā)展條件下教育發(fā)展創(chuàng)新的思路和舉措，凝聚共識、深化合作、擴(kuò)大共享，攜手推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。人工智能是科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要支撐，正在潛移默化的改變著人們的生產(chǎn)生活，不斷推動人類社會的進(jìn)步。習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，中國高度重視人工智能對教育的深刻影響，積極推動人工智能和教育深度融合，促進(jìn)教育變革創(chuàng)新，充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，加快發(fā)展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育。隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展與創(chuàng)新，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，人工智能正在不斷影響人類的生活，我國的人工智能也進(jìn)入了發(fā)展的新時代，其趨勢發(fā)展主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：一是基于大數(shù)據(jù)分析下的人工智能;二是具有自主學(xué)習(xí)能力的人工智能;三是替代人類智力勞動的人工智能。這三點(diǎn)概括性地描述出人工智能的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，而人工智能正大規(guī)模改變著全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，給人類的生活帶來了巨大變化，高等教育作為社會發(fā)展的力量源泉，如何利用好人工智能技術(shù)，成為教育變革道路上的一大挑戰(zhàn)。馬云在2017年的一場大數(shù)據(jù)峰會上說：“如果我們繼續(xù)以前的教學(xué)方法，我可以保證，30年后我們的孩子們將找不到工作”。由此可見高等教育的改革勢在必行。

三、中國高等教育狀況

（一） 基礎(chǔ)化培養(yǎng)

高等教育不僅僅是要求學(xué)生具有良好的公共文化知識，還要有某個行業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)知識，我國所有的學(xué)科都有基礎(chǔ)知識做支撐，學(xué)生要想成為高素質(zhì)人才，基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)是必不可少的。另外，基礎(chǔ)外專業(yè)知識是將來工作的前提條件，高等教育要通過基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、分析和解決問題的能力。我國基礎(chǔ)教育在課程設(shè)置上，不僅有通識課程，也有專業(yè)課程，并積極引導(dǎo)學(xué)生在實踐中加以學(xué)習(xí)應(yīng)用。

（二） 綜合化培養(yǎng)

我國高等教育必須走向綜合化的道路是由當(dāng)今的國際形勢和我國的國情決定的，我們要致力于培養(yǎng)一代既有專業(yè)知識又有綜合素質(zhì)的人才。目前所說的綜合化主要是指各個學(xué)科之間的交叉融合，近年來的許多交叉綜合性學(xué)科正在快速發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教育模式也在不斷發(fā)展改變，教師的教育途徑和手段也在朝著綜合化方向逐步發(fā)展。

（三） 個性化培養(yǎng)

一直以來，我國的高等教育在高素質(zhì)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方面有局限，主要是受我國傳統(tǒng)辦學(xué)體制、管理體制的制約，傳統(tǒng)高等教育不夠重視學(xué)生的個性化培養(yǎng)?，F(xiàn)在發(fā)展的高等教育開始注重個性的培養(yǎng)，從中激發(fā)學(xué)生的潛能，促進(jìn)學(xué)生學(xué)和用的全面發(fā)展，為了達(dá)到個性化培養(yǎng)的目的，高校在課程設(shè)置、教學(xué)計劃方面都有所改變。

（四） 實踐化培養(yǎng)

高等教育的最終環(huán)節(jié)為實踐教學(xué)，任何理論知識都是為實踐做準(zhǔn)備。學(xué)生可以通過實踐達(dá)到學(xué)以致用的目的，對所學(xué)理論進(jìn)行驗證與深化，真正將知識內(nèi)化為自己的東西，強(qiáng)化自身的綜合能力。但是我國現(xiàn)在的高等教育對實踐教學(xué)的改革還不深入，實踐教學(xué)環(huán)境有待于進(jìn)一步改善，來幫助培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才[5]。隨著人工智能時代的到來，當(dāng)代中國的教育模式也在進(jìn)步發(fā)展，如何將AI技術(shù)應(yīng)用到教育改革，培養(yǎng)適應(yīng)時代的人才，成為高等教育亟需解決的問題。

四、AI時代高等教育特征

（一） 學(xué)生學(xué)習(xí)的新特征

在我國的傳統(tǒng)高等教育教學(xué)的過程中，學(xué)生們往往都是被動的接受教師所傳授的知識，往往缺乏對自己主體意識的認(rèn)知和重視。而隨著人工智能時代的到來，高等教育教學(xué)過程中人工智能技術(shù)不斷深入，兩者不斷融合，面對新技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)也表現(xiàn)出新的特點(diǎn)。

1、學(xué)生需求個性化?；ヂ?lián)網(wǎng)快速發(fā)展時期，尤其在今天AI技術(shù)不斷進(jìn)步，應(yīng)鼓勵學(xué)生不再僅限于從教師教授這單一的傳播渠道來獲取知識、提升知識層面以及完善知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)目的也不再是為了畢業(yè)以后從事某一種職業(yè)而進(jìn)行學(xué)習(xí)。目前教育的重點(diǎn)主要在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力，讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，擁有正確的價值觀等，從而使所學(xué)的知識更加符合自身的性格和夢想，且更加個性化。

2、學(xué)習(xí)形式多樣化。人工智能下的傳統(tǒng)教育形式被打破了，打破了先前學(xué)生僅在課堂上從老師那學(xué)習(xí)知識的形式，學(xué)習(xí)形式更加豐富多樣，授課老師可以利用智能設(shè)備進(jìn)行問題的收集與分析，然后根據(jù)學(xué)生的知識掌握程度進(jìn)行有針對性的講解，類似這種的學(xué)習(xí)方式將成為學(xué)生獲取知識的重要形式。

3、學(xué)習(xí)時間彈性化。隨著人工智能系統(tǒng)的不斷發(fā)展，學(xué)生可以根據(jù)自身知識掌握程度更加高效、快速地尋找學(xué)習(xí)資源，避免了傳統(tǒng)課程固定時間安排來進(jìn)行學(xué)習(xí)的弊端，讓學(xué)生可以靈活選擇學(xué)習(xí)時間，從而進(jìn)一步推動自主學(xué)習(xí)。

4、學(xué)習(xí)目標(biāo)創(chuàng)新化。在人工智能的時代，程式化、機(jī)械化的東西將逐漸被淘汰，憑借記憶和反復(fù)練習(xí)來掌握知識、獲得技能的時代將一去不復(fù)返了[6]。目前人們更關(guān)注的是對學(xué)生綜合素質(zhì)、人文精神和科學(xué)精神的綜合的培養(yǎng)，因此，我們應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力和分析創(chuàng)新能力，增強(qiáng)就業(yè)競爭能力和職業(yè)變換的適應(yīng)能力，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和可持續(xù)發(fā)展性。

（二） 教師教學(xué)的新特征

我國傳統(tǒng)的高等教育教學(xué)模式是以教師課上講解灌輸為主，學(xué)生課下內(nèi)化吸收為輔[7]，這樣的教學(xué)模式會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)被動化現(xiàn)象的產(chǎn)生，往往是老師講什么就是什么，學(xué)生缺少自主思考環(huán)節(jié)，這樣的教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。而隨著AI技術(shù)的飛速發(fā)展，教師越來越注重培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力，因此，如何鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并將所學(xué)知識真正內(nèi)化成為自己的東西，將成為未來的教學(xué)形式變革發(fā)展的方向[8]。

1、教師指導(dǎo)多樣性。人工智能條件下，學(xué)生獲取知識和信息的途徑，不再僅僅局限于老師課堂上的教學(xué)，隨著人工智能技術(shù)的不斷開發(fā)，在教育領(lǐng)域中應(yīng)用，人機(jī)互動可以實現(xiàn)自動化批改作業(yè)、教學(xué)測評、語音識別、翻譯等。因此，老師除了在課堂教授學(xué)生基礎(chǔ)知識之外，在智能技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用中也發(fā)揮參與、修正的作用，不僅可以帶動科研團(tuán)隊和學(xué)生一起研究，還可以完善、改進(jìn)人工智能系統(tǒng)的功能。

2、教師為學(xué)生“私人訂制”學(xué)習(xí)放是和學(xué)習(xí)內(nèi)容。隨著AI人腦識別技術(shù)研究的不斷深入和大數(shù)據(jù)的不斷豐富，老師為學(xué)生個性定制也成為了可能。教師通過了解學(xué)生們的需求、興趣愛好、學(xué)習(xí)能力、專注能力等各個方面的內(nèi)容，對學(xué)生個性化訂制教學(xué)任務(wù)，準(zhǔn)確掌握學(xué)生的優(yōu)勢和劣勢，幫助學(xué)生規(guī)劃正確的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)目標(biāo)，尋找相互幫助的同學(xué)，使每個學(xué)生充分發(fā)揮自己的個性，最大限度地發(fā)揮自己的長處，真正做到取長補(bǔ)短、全方面發(fā)展。

五、結(jié)語

教育部出臺的高等學(xué)院人工智能創(chuàng)新行動計劃中指出，高校要體現(xiàn)出人才高地的優(yōu)勢，要為我國大踏步進(jìn)入創(chuàng)新型國家前列提供科技支撐和人才保障，要成為人工智能創(chuàng)新中心的核心力量，培養(yǎng)優(yōu)秀人才為新一代人工智能的發(fā)展做出有效貢獻(xiàn)，無疑，這對高等教育來說是挑戰(zhàn)，同時也是新機(jī)遇。人工智能與高等教育的融合，將減少教學(xué)中程式化、重復(fù)性工作，提高教育質(zhì)量。AI時代下教育結(jié)構(gòu)的重新構(gòu)建和規(guī)劃是趨勢也是要求，未來是人類和機(jī)器人共存的時代，高校教師和人工智能將直接形成一個全新的共生關(guān)系。面對新時代、新要求，高校學(xué)生要探索學(xué)習(xí)新技能，在提升自身綜合能力上多下功夫，高校教師一定要主動轉(zhuǎn)變觀念，積極應(yīng)對挑戰(zhàn)，才能不被時代淘汰。