人工智能驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展路徑研究

嚴(yán)偉祥 孟德鋒

摘 要：本研究探討了運用人工智能構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)平臺，優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制，豐富教學(xué)資源、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)形式，構(gòu)建智慧教育管理系統(tǒng)和保障機(jī)制，系統(tǒng)分析了人工智能多維度驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展的路徑。研究結(jié)果顯示，只有推動教育高質(zhì)量發(fā)展，才能持續(xù)穩(wěn)定地培養(yǎng)高質(zhì)量人才，服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)和社會的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能;高等教育;人才培養(yǎng);智慧教育

我國已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，高質(zhì)量人才是高質(zhì)量發(fā)展的動力源泉，也是持續(xù)性高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。人工智能通過計算機(jī)模擬人的思維和行為，賦予其高階應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和服務(wù)智能化發(fā)展。人工智能發(fā)展涉及計算機(jī)科學(xué)、機(jī)械工程、語言學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)等諸多交叉學(xué)科。如何運用人工智能驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)新時代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高質(zhì)量人才，是高等院校必須直面的問題。

我國非常重視人工智能的頂層設(shè)計和布局。2017年7月，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，致力于將人工智能打造成產(chǎn)業(yè)變革和未來技術(shù)的核心驅(qū)動力。在教育方面，教育部前瞻性地制定相關(guān)政策，如發(fā)布《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，要求高校積極開展人工智能理論教學(xué)與探索，加快建立與人工智能領(lǐng)域相適應(yīng)的人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系。在此基礎(chǔ)上，教育部進(jìn)一步出臺了《教育信息化2.0行動計劃》《中國教育現(xiàn)代化2035》等一系列文件，旨在全面、快速地推進(jìn)人工智能與教育融合發(fā)展，培養(yǎng)高質(zhì)量發(fā)展亟需的高質(zhì)量人才。人工智能的發(fā)展已呈現(xiàn)多國競爭局面：美國、英國和日本等國家也紛紛制訂人工智能發(fā)展計劃，通過推出“人腦項目”“智慧數(shù)據(jù)項目”和“超能社會”等戰(zhàn)略項目，引導(dǎo)高校和科研院所挖掘和培養(yǎng)人工智能高層次人才。因此，持續(xù)穩(wěn)定地培養(yǎng)高質(zhì)量人才，服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展是非常必要的。

一、人工智能與教育的關(guān)系

隨著信息技術(shù)與智能制造的快速發(fā)展，人工智能在多個場景中不斷被推廣應(yīng)用。當(dāng)前，人工智能在語音識別和處理、視頻和圖像處理、物體檢測等領(lǐng)域呈現(xiàn)出了比傳統(tǒng)處理方法更好的效果。在人工智能語境中，基于樣本數(shù)據(jù)通過一定的訓(xùn)練方法得到包含多個層級的深度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的機(jī)器學(xué)習(xí)過程，即深度學(xué)習(xí)，已經(jīng)開啟人工智能驅(qū)動教育應(yīng)用的新時代。

國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，人工智能在推動教育發(fā)展方面已經(jīng)取得初步成效。具體來說，在人工智能驅(qū)動下，教學(xué)評價、教學(xué)管理、教學(xué)場景、教育資源等方面呈現(xiàn)出智能化教育服務(wù)和教育形態(tài)?；ヂ?lián)網(wǎng)、5G等新興技術(shù)的飛速發(fā)展，給教師和學(xué)生提供了極大的教學(xué)和學(xué)習(xí)便利。人工智能有利于推動個性化教學(xué)資源建設(shè)，有利于促進(jìn)互動教學(xué)與浸潤式情感教學(xué)，有利于推進(jìn)線上線下教學(xué)融合。人工智能是教育發(fā)展的先進(jìn)生產(chǎn)力，正掀起一場教與學(xué)的革命。

當(dāng)前，利用人工智能技術(shù)升級教學(xué)環(huán)境已取得前所未有的成功。比如，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（AR）利用電腦模擬并形成虛實結(jié)合的教學(xué)環(huán)境，搭建同步協(xié)作教學(xué)空間，增強(qiáng)虛實互動的學(xué)習(xí)體驗，滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。

當(dāng)然，在教育中，人工智能并不能完全取代教師的地位。早在19世紀(jì)，馬克思就清楚地指出技術(shù)的雙重作用。人工智能雖然對人類社會有顯著的積極作用，但其帶來的負(fù)面影響也不能忽視。過度使用人工智能將會使人產(chǎn)生依賴，不利于自我習(xí)得，如在網(wǎng)上找機(jī)器人做作業(yè)、寫論文。人工智能在知識學(xué)習(xí)中明顯存在一定的應(yīng)用邊界。此外，人工智能應(yīng)用存在潛在風(fēng)險與安全威脅，如信息泄露、算法亂用、網(wǎng)絡(luò)病毒和網(wǎng)絡(luò)攻擊。人們應(yīng)該通過法規(guī)和倫理約束保持對人工智能的掌控。

二、人工智能驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展路徑

（一）構(gòu)建高質(zhì)量的教育大數(shù)據(jù)平臺

人工智能之所以能夠如此快速地發(fā)展，是因為大數(shù)據(jù)為其提供了豐富的“養(yǎng)料”。因此，人工智能驅(qū)動教育高質(zhì)量發(fā)展的首要條件應(yīng)是集成教育大數(shù)據(jù)。新生入學(xué)時，高校相關(guān)部門就應(yīng)該系統(tǒng)地收集師生在校的學(xué)習(xí)、生活、出勤、教學(xué)、消費、出行等行為數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式可以是數(shù)字、文本、音頻、圖片和視頻等。然后由管理人員進(jìn)一步歸類、篩選，進(jìn)而構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)庫。高校通過大數(shù)據(jù)技術(shù)深度挖掘，為教育管理、教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)提供精準(zhǔn)智能化服務(wù)。高校也可以將其與本地教育數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，形成省級和國家級教育大數(shù)據(jù)庫，這也為我國實施與發(fā)展人工智能教育提供了重要基礎(chǔ)和保障。

（二）構(gòu)建教與學(xué)創(chuàng)新體系

教師的人工智能素養(yǎng)直接關(guān)系到教與學(xué)創(chuàng)新體系的構(gòu)建。首先，教師必須提升運用人工智能的能力。在人工智能支持下，教師可以將自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)用于批改課程作業(yè)、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，把自己從一些重復(fù)性、低效率的工作中解脫出來，從而將更多的精力投入創(chuàng)造性、移情性、啟發(fā)性的教學(xué)和科研，成為真正的師者。其次，教師可以開發(fā)人工智能自適應(yīng)教學(xué)的資源，為學(xué)生提供適應(yīng)性和個性化學(xué)習(xí)。通過調(diào)取教育數(shù)據(jù)庫中每個學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和信息，利用人工智能逐步形成每個學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、特點和習(xí)慣畫像，教師就可以根據(jù)畫像特征調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方式和節(jié)奏，做到因材施教。再次，利用人工智能打造智慧課堂。學(xué)?？梢詫⑷斯ぶ悄芘c大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云應(yīng)用等先進(jìn)信息技術(shù)融合，配備虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備，形成師生、生生立體化互動的智能教學(xué)環(huán)境，全面提升教學(xué)質(zhì)量。最后，形成人工智能與師生教學(xué)共同體。人工智能對教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)有著積極的促進(jìn)作用，教師和學(xué)生在教與學(xué)的過程中形成的數(shù)據(jù)和反饋也為進(jìn)一步開發(fā)人工智能提供了必要支撐。在此過程中，雙方形成了相互包容、相互依靠、相互促進(jìn)的共同體。

（三）構(gòu)建智慧教育管理服務(wù)系統(tǒng)

構(gòu)建智慧教育管理服務(wù)系統(tǒng)有以下幾方面的作用：一是高?；诮逃髷?shù)據(jù)，通過人工智能進(jìn)行教學(xué)監(jiān)測與調(diào)控、教師培訓(xùn)、教師隊伍建設(shè)的精準(zhǔn)調(diào)整和優(yōu)化。二是高校設(shè)計智慧教育管理服務(wù)系統(tǒng)，有利于教育管理部門制訂可行適宜的教育計劃和政策，監(jiān)測和評估教育過程與結(jié)果。三是高校通過智慧教育管理服務(wù)系統(tǒng)為教師和學(xué)生提供查詢功能，并推送教師授課、教學(xué)活動、學(xué)術(shù)講座等相關(guān)信息。四是高校根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、生活行為、興趣愛好等，為其推薦就業(yè)單位，推動精準(zhǔn)就業(yè)，滿足學(xué)生需求。

三、人工智能驅(qū)動教育高質(zhì)量保障機(jī)制

（一）動態(tài)優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制

首先，高校應(yīng)針對本校所有專業(yè)的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行討論，即如何將人工智能專項課程與各個專業(yè)有機(jī)融合，并建立完善學(xué)科學(xué)位體系。其次，高校通過大數(shù)據(jù)、人工智能對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行模擬跟蹤，通過深度學(xué)習(xí)方法調(diào)整和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。最后，高校推動產(chǎn)學(xué)研深度合作，借助人工智能的貝葉斯推斷對未來人才需求進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)一步調(diào)整人才培養(yǎng)方案，形成動態(tài)優(yōu)化的人才培養(yǎng)機(jī)制。人才培養(yǎng)以及課程設(shè)置要“嚴(yán)起來，難起來”，要讓學(xué)生“實起來，忙起來”。從根本上來說，為適應(yīng)國家人工智能發(fā)展戰(zhàn)略，高校要培養(yǎng)具有前瞻性視野，具有新文科、新工科等創(chuàng)新思維的復(fù)合型、跨領(lǐng)域的高質(zhì)量人才，從而服務(wù)我國高質(zhì)量發(fā)展。

（二）倫理道德風(fēng)險防控機(jī)制

人工智能可以對校園教育中的隱患進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警。比如，提前對師德師風(fēng)問題進(jìn)行預(yù)警，對學(xué)生中可能發(fā)生的突發(fā)事件以及輿情進(jìn)行預(yù)警，從而保證校園安全和良好的教育環(huán)境。此外，為保護(hù)教師和學(xué)生的個人隱私，防止數(shù)據(jù)濫用，防止信息泄露，高校必須采取教育數(shù)據(jù)和信息保護(hù)措施，并建立數(shù)據(jù)管理問責(zé)機(jī)制。在倫理道德約束下，高校應(yīng)探討人工智能的風(fēng)險防控機(jī)制，形成人工智能為高等教育高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)的長效機(jī)制。

高校應(yīng)該以人工智能和信息技術(shù)發(fā)展為契機(jī)，推動既有的高等教育深度改革，從教育主體、學(xué)習(xí)主體和管理主體著手，動態(tài)優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制，豐富教學(xué)資源、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)形式，構(gòu)建智慧教育管理系統(tǒng)和保障機(jī)制，形成以人工智能為核心的教育高質(zhì)量發(fā)展載體，培養(yǎng)高質(zhì)量人才，服務(wù)我國高質(zhì)量發(fā)展。

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責(zé)編：桃 子