人工智能助力大学生个性化学习的培养

张连毅

摘要：在新工业革命的进程中，人工智能技术越来越受到重视。文章尝试结合人工智能及大学生个性化学习的特征，探讨高等教育如何利用人工智能助力大学生的个性化学习的培养。

关键词：人工智能，个性化，虚拟学业导师， 教育

人工智能作为国际竞争的新焦点与经济发展的新引擎，正在对经济社会产生全面深入的影响。在新工业革命的进程中，人工智能技术越来越受到重视。人工智能技术的相关讨论已经超越原有技术研发领域，正在成为不同行业中共同的热点话题。在教育领域中同样如此，高等教育也面临着前所未有的机遇和挑战，与人工智能技术相结合的“人工智能教育”领域也逐渐受到關注[1-4]。国务院在2017年7月印发的《新一代人工智能发展规划》中明确提出“智能教育”的概念：“利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。开展智能校园建设，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统。建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。”本文尝试结合人工智能及大学生个性化学习的培养，从个性化学习与虚拟导师两个方面来探讨高等教育如何利用人工智能助力大学生的个性化培养。

一、人工智能

“人工智能”（ Artificial Intelligence，AI） 的术语最早是在 1956 年夏季召开的为期 6 周的达特茅斯研讨会 （ Dartmouth Workshop） 中提出的，当时的定义为“人工智能是拥有模拟能够被精确描述的学习特征或智能特征的能力的机器[5]”。从那以后，研究者们发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展，因而目前人工智能的定义有不同的表述;但从本质上来讲，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

2016年 10月，美国白宫科技政策办公室发布了《为人工智能的未来做好准备》（Preparing for the Future of the Artificial Intelligence）和《国家人工智能研发战略规划》（The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）两份报告，认为人工智能已经历了“以基于规则的专家系统”为焦点的第一次热潮和以“机器学习”为特征的第二次热潮，目前正准备迎接以“解释性和通用人工智能技术”为特征的第三次热潮。

人工智能与教育始终是密不可分的，在人工智能发展的各个阶段，教育工作者始终积极尝试将人工智能技术融入教育过程之中。如1958年IBM用IBM650连接打印机终端进行二进制算术教学;1960年 由伊利诺伊大学开发的世界上第一个电脑辅助教学系统PLATO （Programmed Logic for Automated Teaching Operations）系统投入使用;1966年美国斯坦福大学与IBM合作开发IBM1500教学系统;以及之后的TICCIT、PLATO II等计算机辅助教学系统，期间还开发出各类专家系统、虚拟教学（实验）系统、智能问答系统、智能评价系统……。可以说，人工智能的发展史，也是人工智能教育应用的发展史。

人工智能对教育的核心影响，是带来了教育个性化、适应性的服务。在教育场景中，人工智能企图了解人类学习智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出教育教学反应的智能机器或工具，从而能够辅助教师给予学习者更加优质和高效的服务[6]。

二、目前大学生个性化学习培养的现状

个性化学习是信息时代的学习趋势。个性化学习的理念可追溯到我国古代教育家孔子提出的“因材施教”思想，然而由于资源及技术的限制，一直是教育界的一种奢望。如今随着人工智能技术的发展，特别是网络、多媒体、云计算、大数据等新技术在教育中的广泛应用，这种理念正逐渐成为现实[7]。技术支持下的个性化学习，是指学生在多样化需求、个人成长、兴趣特点等特征驱动下，利用虚拟现实、学习分析、人工智能等技术进行学习的行为活动，从而获得个性化的服务，最终按照自己的主观意愿实现个性化发展，具有较大的灵活性、可操作性和开放性等特点[8]。个性化学习与技术之间有着不可分割的联系。

个性化学习以学生为本，关注每位学生的人格特征和成长，让学生自主选择学习资源、内容、平台等进行知识技能迁移，进而学生能够按照自己的主观愿望进行发展，赋予学生更多的自由;数字化教育具有开放性、交互性、多样性的特征，能为学生提供多种选择，学生可以根据自己的需要自主选择学习内容，从而能够更好地实现因材施教。

有调查显示，近一半的大学生表示因为“自身学习需要”而利用信息技术环境进行个性化学习;大学生一般通过精品课程学习网站、各类专题学习网站、网络教学平台、数字图书馆等环境进行学习;近八成大学生平均每天利用计算机、互联网进行2小时左右的学习，绝大多数学生都制定有个人学习计划[7]。尽管个性化学习的现象已经日益普遍，但目前个性化学还存在着一些不足。首先，目前对个性化学习的关注不够，部分大学生对这一术语仍然比较陌生;其次，信息技术环境对大学生个性化学习提供的支持和服务不足，个性化服务功能不完善;第三，大学生的个性化学习效果无法充分彰显大学生的个体差异。

三、人工智能助力大学生个性化学习

以人工智能为代表的新技术井喷式发展，正在引导教育从封闭走向开放，在开放中进一步打破了权威对知识的垄断[9]。人类迈向人工智能时代，学习也会日渐走向个性化的道路[10]。

1）人工智能使虚拟大学生学业导师成为现实

高等教育中的学生导师制，是充分发挥学生主体、教师主导，建立新型师生关系，实现因材施教和个性化学习与培养，提高人才培养质量的重要途径。学生导师能够以个人所具有的丰富学识，引导大学生适应大学生活，在大学生个性化学习的过程中承担着传道、解惑的功能。基于人工智能的虚拟大学生学业导师，可以根据学校的人才培养计划与大学生自己的个人学习计划，建立大学生个人学业档案，按照大学生自己的学业状况与个人兴趣，帮助大学生制定学业规划，指导学生的专业选择、课程选择;能够依据学生的生活习性与个人性格，分析学生自己的学习方法与大学要求之间的差异性，对学生的学习方法进行指导，培养学生良好的学习习惯和学习方法。基于人工智能的虚拟大学生学业导师，会针对大学生在学习过程中随时出现的问题，为学生及时解答，并且根据学生的反馈调整解答方式，直到学生明白、掌握为止。

2）人工智能与互联网的融合，创造了诸如慕课、微课等全新的高等教育模式，满足了大学生个性化学习的需求。

慕课，Massive Open OnlineCourse，直译为“大规模开放的在线课程”，简称MOOC。慕课是一种开放的网络课程，它不受时空限制，学习者可以根据自己需求或喜好选择课程资源，学员、教师之间通过在线交流社区可以畅通地互动交流，深受全球学习爱好者的欢迎。基于人工智能与互联网技术的慕课，课程内容不仅涉及数学等自然科学，还有大量的社会科学及人文科学，其中不乏很多国家的精品开放课程，为在校大学生提供了多样、优质、便捷的课程资源。由于课程数量庞大，慕课极大地满足了求知者的需求;因为课程资源公开开放，慕课让学生有了学习名校名师课程的机会。

微课（Micro-course），是教师在教学过程中围绕某个知识点进行视频教学的一种教学方式。微课的核心组成内容是课堂教学视频，

3）人工智能使得基于移动终端的个性化学习成为现实

作为智能终端的移动式学习方式的一种，基于移动终端的个性化学习具有访问灵活性、内容碎片化、学习个性化、交互及时性的学习特征。与数字化学习相比较，学习者在人工智能与无线网域环境下，手持移动终端设备，即可实现任何时间、任何地方，以任何方式进行碎片化学习。学习者也可根据自己的兴趣、特点及需求选择学习内容和学习进度，不受任何时间和空间的限制随时获得教师、同学或他人的信息帮助，实现即时交流，帮助大学生获得成功体验和生存效能感。

四、结语

人工智能与信息技术的飞速发展给大学生个性化学习提供了各种支撑，为高校人才个性化学习培养模式的创新奠定了坚实的基础;个性化学习赋予了大学生更多的自主性，成为大学生的主流学习方式。个性化学习是人工智能与信息时代的迫切需要，也是未来个体发展的需要。人工智能会改变人们的学习方式和方法、改变教室的结构和功能、改变教师的教学和管理模式、改变学校的师生规模和比例。为此，高校必须采取相应的措施，以满足大学生个性化学习的要求：（1）高校应转变培养观念，把个性化学习能力放在人才培养的重要位置;（2）高校应充分发挥人工智能与信息技术的优势，在实践中真正落实其对教育发展的革命性影响。例如，加大对校园基础设施（智慧校园、智慧课堂等） 和软件平台建设的投入力度，开发支持个性化教学的系统/平台，通过变革教学模式来构建个性化、智慧化、数字化的课堂学习环境，培养学生个性化学习方式;（3）高校应合理设置教学评价体系，为个性化学习提供充足的发展空间。

人工智能作为国际竞争的新焦点与经济发展的新引擎，正在对越来越多的行业产生冲击。当下的高等教育，应基于危机意识，不断反思，并逐步走向自我完善，让人工智能成为促进教育进化的一剂良药。

参考文献

1）赵娟. 论人工智能时代教育的走向[J]. 郑州师范教育，2018，7（1）：10-15.

2）闫志明，唐夏夏，秦旋等. 教育人工智能（EAI）的内涵、关键技术与应用趋势[J]. 远程教育杂志，2017，（1）：26-35.

3）陈昂. 人工智能的发展意义及未来职教人才培养[J]. 当代职业教育，2017，（ 04） ： 11-15.

4）徐堅. 人工智能对制造业的挑战： 职业教育的视角[J]. 当代职业教育，2017，（ 04） ： 4-10.

5）Mccarthy J， Minsky M L， Rochester N， et al. A proposal for the Dartmouth Summer Research Project on Articial Intelligence [J]. Journal of Molecular Biology， 2006， （01）： 279-289.

6）郑勤华. AI尚未革命 教育不忘初心[J]. 教育经济评论，2018，（ 02） ： 8-12.

7）郑云翔. 信息技术环境下大学生个性化学习现状研究[J]. 中国远程教育，2015，（ 07） ： 19-25.

8）郎景坤. 信息技术视域下对大学生个性化学习的思考[J]. 西部素质教育，2018，（ 08） ： 113-114.

9）王凯. 人工智能应成为促进教育进化的良药[J]. 智能机器人，2017，（ 06） ： 24.

10）姜新杰. 人工智能如何助力教育未来[J]. 上海教育，2018，（ 01B） ： 48-49.