大學(xué)生人工智能素養(yǎng)及學(xué)習(xí)需求研究
——基于湛江市三所高校的調(diào)查

黎焯基,楊永麗

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院,廣東 湛江 524023; 2.廣東醫(yī)科大學(xué),廣東 湛江 524023)

經(jīng)歷近70年的發(fā)展歷程,人工智能正以前所未有的速度實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)化、前沿突破及深度賦能,其改變著當(dāng)下、塑造著未來(lái)。目前,以ChatGPT為代表的生成性人工智能已成為人類(lèi)科技史上諸多具有標(biāo)志意義和節(jié)點(diǎn)效應(yīng)的重大科技新進(jìn)展[1]。然而,單純掌握人工智能知識(shí)與技能還不能保障未來(lái)工作者以合理、高效且恰當(dāng)?shù)姆绞竭\(yùn)用技術(shù)[2]。只有具備高水平的人工智能素養(yǎng),才能在認(rèn)識(shí)技術(shù)的本質(zhì)、內(nèi)涵與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上辯證地看待其作用,以批判、合理、恰當(dāng)?shù)姆绞郊右允褂?。提升大學(xué)生人工智能素養(yǎng)已成為高校教育教學(xué)的重要工作之一。本研究對(duì)湛江市三所高校在校學(xué)生的人工智能素養(yǎng)現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行調(diào)查,以期為教育工作者更好地設(shè)計(jì)和開(kāi)展人工智能素養(yǎng)教育提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以湛江市三所高校的全日制本科生為研究對(duì)象,采用分層整群抽樣法,將研究對(duì)象按照專業(yè)、年級(jí)進(jìn)行分類(lèi),以班級(jí)為群進(jìn)行抽樣。共回收問(wèn)卷2054份,其中有效問(wèn)卷2018份,問(wèn)卷有效率達(dá)98.25%。

1.2 研究方法

本研究的調(diào)查工具為自制的“大學(xué)生人工智能素養(yǎng)與學(xué)習(xí)需求調(diào)查問(wèn)卷”,包括人工智能素養(yǎng)和人工智能學(xué)習(xí)需求兩部分。其中人工智能素養(yǎng)包含人工智能意識(shí)、人工智能實(shí)踐、人工智能評(píng)價(jià)和人工智能倫理等12個(gè)問(wèn)題;人工智能學(xué)習(xí)需求包含學(xué)習(xí)意愿、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)方式等16個(gè)問(wèn)題。研究所得數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 研究結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的基本信息

研究對(duì)象覆蓋5個(gè)年級(jí)、9個(gè)專業(yè)大類(lèi)(工學(xué)、理學(xué)、文學(xué)、醫(yī)學(xué)等)。其中,男生787人(39%),女生1231人(61%)。

2.2 人工智能素養(yǎng)分析

在人工智能意識(shí)方面,問(wèn)卷列舉了12項(xiàng)生活中常見(jiàn)的設(shè)備、技術(shù),如“小愛(ài)音響”“掃地機(jī)器人”“高德地圖導(dǎo)航”“天氣預(yù)報(bào)”“淘寶搜索”等,考察學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)和設(shè)備的感知和判斷能力。結(jié)果顯示,大學(xué)生能對(duì)大多數(shù)題目做出正確選擇(正確率為52.2%至89.2%),而“天氣預(yù)報(bào)”“淘寶搜索”則是學(xué)生熟知但非真知的技術(shù)應(yīng)用,令他們難以識(shí)別(正確率分別為42.0%、46.8%)。

在人工智能實(shí)踐方面,56.6%的學(xué)生能夠熟練應(yīng)用人工智能程序及產(chǎn)品,20.4%的學(xué)生認(rèn)為“很難學(xué)會(huì)使用一個(gè)新的人工智能程序或產(chǎn)品”,80.8%的學(xué)生表示能夠使用人工智能程序或產(chǎn)品來(lái)提高學(xué)習(xí)效率。在人工智能評(píng)價(jià)方面,53.7%的學(xué)生認(rèn)為自己能依據(jù)學(xué)習(xí)需要恰當(dāng)?shù)剡x擇人工智能程序或產(chǎn)品,58.9%的學(xué)生表示能夠在使用后進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估。

在人工智能倫理方面,多數(shù)學(xué)生在“遵守道德原則”和“警惕人工智能技術(shù)的濫用”方面做了正向選擇(累計(jì)占比為71.5%和51.0%);在“警惕隱私和信息安全方面”,只有不足半數(shù)的學(xué)生做了正向選項(xiàng)(44.4%),另有30.7%的學(xué)生選擇中立,24.9%的學(xué)生在隱私和信息安全方面警惕性不足。

2.3 人工智能學(xué)習(xí)需求分析

在學(xué)習(xí)意愿與學(xué)習(xí)基礎(chǔ)方面, 80%以上的學(xué)生表示對(duì)人工智能感興趣,希望在校期間學(xué)習(xí)與人工智能相關(guān)的知識(shí)和技能,另有68.4%的學(xué)生希望參加與人工智能相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目或競(jìng)賽活動(dòng)。同時(shí),學(xué)生在人工智能方面的基礎(chǔ)普遍較弱,23.1%的學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)沒(méi)有任何了解,59.8%的學(xué)生知道一些基礎(chǔ)知識(shí)。此外,77.3%的學(xué)生沒(méi)參加過(guò)相關(guān)課程或培訓(xùn)。

在人工智能學(xué)習(xí)內(nèi)容方面,學(xué)生最希望學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能排在前三位的依次為:編程語(yǔ)言和工具(62.8%)、人工智能在特定領(lǐng)域的應(yīng)用案例(50.6%)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)(50.5%);學(xué)生最想掌握的編程語(yǔ)言中,排在前三位的依次為:Python(74.3%)、C++(53.0%)、JAvA(41.3%);學(xué)生最想掌握的開(kāi)發(fā)人工智能的框架中,排在前三位的依次為:PyTorch(47.7%)、TensorFlow(40.1%)、VB(28.8%);學(xué)生希望通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的應(yīng)用中,排在前三位的依次為:提高學(xué)習(xí)效率以提升學(xué)習(xí)效果(74.7%)、改善醫(yī)療診斷和治療(69.5%)、提高交通安全和效率(61.8%)。

在人工智能學(xué)習(xí)方式和時(shí)間方面,44.9%的調(diào)查對(duì)象傾向于混合式學(xué)習(xí),46.3%的調(diào)查對(duì)象希望課程能理論和實(shí)踐相結(jié)合,63.9%的學(xué)生希望以交互式練習(xí)和游戲化方式進(jìn)行;學(xué)習(xí)時(shí)間上,44.7%的學(xué)生希望控制在一個(gè)學(xué)期或三個(gè)月內(nèi),43.2%的學(xué)生希望每周學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)5個(gè)小時(shí)。詳見(jiàn)表1。

表1 學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)時(shí)間Tab.1 Learning style and time

在人工智能學(xué)習(xí)支持方面,學(xué)生最希望獲得的支持和資源排在前三位的是:程序開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境(73.9%)、學(xué)習(xí)資料和文獻(xiàn)(67.4%)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)集(67.4%);學(xué)生最希望獲得的案例應(yīng)用場(chǎng)景排在前三位的是:語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理(71.7%)、人臉識(shí)別和物體檢測(cè)(66.5%)、醫(yī)療影像分析(64.7%)。詳見(jiàn)表2。

表2 學(xué)生的學(xué)習(xí)支持需求Tab.2 Needs of learning support

3 討論

3.1 學(xué)生的人工智能素養(yǎng)有待提升

本研究顯示,大學(xué)生對(duì)人工智能的了解程度較低,超過(guò)20%的學(xué)生對(duì)人工智能沒(méi)有任何了解,近60%的學(xué)生只了解一些基礎(chǔ)知識(shí),兩者累計(jì)占比接近90%;近80%的學(xué)生沒(méi)有參加過(guò)與人工智能相關(guān)的課程或培訓(xùn)。超半數(shù)的學(xué)生不能識(shí)別“天氣預(yù)報(bào)”“淘寶搜索”等常見(jiàn)人工智能技術(shù)或設(shè)備。另有20%多的學(xué)生在學(xué)習(xí)使用新的人工智能程序或產(chǎn)品中存在困難。該調(diào)查結(jié)果與其他學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)果接近[3-7],說(shuō)明在校大學(xué)生,尤其是非智能技術(shù)類(lèi)專業(yè)學(xué)生,相關(guān)知識(shí)與技能儲(chǔ)備不足,人工智能綜合素養(yǎng)有待提升。

國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出:利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革,推動(dòng)人工智能與神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、量子科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的交叉融合,實(shí)行全民智能教育項(xiàng)目,突破人工智能+教育的應(yīng)用[8]。然而還有高?，F(xiàn)有的課程設(shè)置尚未跟上時(shí)代發(fā)展的步伐,缺少與人工智能相關(guān)的教育和培訓(xùn)。一些開(kāi)設(shè)了智能科學(xué)和技術(shù)課程的院校,也存在課程“空心化”“高開(kāi)低走”的問(wèn)題[9]。建議各高校及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)方案,關(guān)注人工智能學(xué)科和師資隊(duì)伍的建設(shè),及時(shí)增設(shè)相關(guān)專業(yè)課程、選修課程。

3.2 學(xué)生的信息安全意識(shí)有待提升

研究結(jié)果顯示,有24.9%的學(xué)生在使用人工智能應(yīng)用程序或產(chǎn)品時(shí)對(duì)隱私和信息安全問(wèn)題的警惕性較低,說(shuō)明其風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)較弱。這可能是受社交媒體和互聯(lián)網(wǎng)文化的影響,很多學(xué)生習(xí)慣于分享個(gè)人信息和生活細(xì)節(jié),在使用各種人工智能產(chǎn)品時(shí),偏重于應(yīng)用的便利性和功能,而忽視了個(gè)人數(shù)據(jù)被泄露的潛在風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此,在校期間有必要加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生的隱私保護(hù)和信息安全意識(shí)的教育與宣傳,提供相關(guān)防范知識(shí)和案例,增強(qiáng)他們對(duì)個(gè)人隱私和信息安全的認(rèn)知,提醒他們審慎共享和使用個(gè)人數(shù)據(jù),使其在人工智能應(yīng)用過(guò)程中做出正確決策。

3.3 學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)烈、需求廣泛

人工智能既是未來(lái)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力,又是引人入勝的前沿學(xué)科領(lǐng)域,對(duì)大學(xué)生充滿吸引力。本研究表明,有80%以上的學(xué)生對(duì)人工智能感興趣、希望學(xué)習(xí)與人工智能相關(guān)的知識(shí)和技能。同時(shí),他們的學(xué)習(xí)需求廣泛、呈現(xiàn)多樣化態(tài)勢(shì)。無(wú)論是對(duì)人工智能在特定領(lǐng)域的應(yīng)用案例、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化技術(shù),還是Python、C++、JAvA、PyTorch、TensorFlow、VB等程序技能,均表現(xiàn)出較大的學(xué)習(xí)興趣。與此同時(shí),他們?cè)趯W(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)時(shí)間上的選擇相對(duì)集中,多數(shù)學(xué)生傾向于進(jìn)行理論和實(shí)踐相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí),喜歡以交互式練習(xí)和游戲化的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)。建議相關(guān)院校針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和偏好,制定具體的培養(yǎng)方案,設(shè)計(jì)并開(kāi)設(shè)相關(guān)課程,多為學(xué)生提供項(xiàng)目實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)課程,以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí),向?qū)W生推薦優(yōu)質(zhì)免費(fèi)的線上課程、教材等,鼓勵(lì)學(xué)生參與開(kāi)放式課程和自學(xué),補(bǔ)充線下教學(xué)資源的不足。

綜上所述,相對(duì)于人工智能技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用,大學(xué)生的人工智能素養(yǎng)明顯不足。高校應(yīng)該積極開(kāi)展人工智能教育,為學(xué)生提供相關(guān)的課程和資源,提高他們的人工智能素養(yǎng),以應(yīng)對(duì)未來(lái)社會(huì)對(duì)人工智能的需求和挑戰(zhàn)。