人工智能时代下高等教育改革和创新

邵建峰 李宁 沈玥 程永霞

关键词：人工智能;高等教育;改革和创新;教育新特征

一、引言

在1956年，“人工智能”的概念首次被数学博士约翰麦卡锡提出[1]。随后，在2016年围棋世界冠军被阿尔法狗战胜的事件给人们带来极大的振奋，同时，也标志着人工智能时代的到来。现如今互联网技术、大数据以及云计算等新一代信息技术正处于飞速发展中，对人们的生产生活和经济社会发展都有不同程度的渗透和影响。在此基础上，人工智能技术以模拟人脑中信息存储和处理机制等智能行为，让制造出来的机器具有一定程度上的智能水平。近年来，随着人工智能技术的不断发展，人工智能给我们所生活的社会带来了许多积极的改变，像智能手机的开发、人脸识别技术的创新、搜索引擎的智能化推荐等智能技术层出不穷，正时时刻刻地影响着人们生活工作的方方面面，成为改变人们生活方式，提升生活品质的重要技术[2]。

教育领域被波及的程度相对较小，但越来越多的教育工作者也开始探索人工智能对教育行业是否会产生革命性的影响。这样的讨论从两个角度出发，一是技术给教育革命带来的影响，主要指人工智能技术对教学和学习的过程以及对教育管理和服务两方面的影响;二是通过人工智能技术对未来产业的影响，逐步延伸到教育行业。近年来，越来越多的公司企业开始致力于开发教育行业与人工智能有关联的产品，研究开发最多的要数学习方面的智能软件，例如，数学学习、英语口语考试、AI教师辅导等。人工智能作为现阶段最具有革命性的技术，正在慢慢改变人们的生产生活，也在推动教育行业的变革与优化。

二、人工智能发展趋势及历程

20世纪50年代，“人工智能”的概念被提出，经过60多年的变化发展，已经成为一门前沿的交叉学科[3]。起初，人们认为只要赋予机器逻辑推理能力就是人工智能，然而随着时代发展，人们对智能的要求越来越高，但技术支撑去越来越薄弱，识别效果并不稳定，而且远远达不到人们心中所想，不能真正达到智能水平，更不用说要取代人力进行工作了，所以，人工智能无法实现大范围推广应用，也无法与商业模式进行接轨。21世纪后，研究者提出了许多种机器可以进行学习的算法和应用，学习技术和大数据分析技术不断发展与成熟，与此同时，计算机运行速度也大幅度提升，这都使人工智能技术更上一层楼。在这一时期，人们慢慢地开始认可人工智能技术，并将其与商业模式接轨，争取创造出更多的价值。

AI 是与计算机和控制学科关系密切的一个研究领域，20世纪70年代以来被称为世界三大尖端技术之一，也被认为是21世纪三大尖端技术之一。2017年11月15日，科技部在京召开新一代人工智能发展规划暨重大科技项目启动会，该会公布了中国第一批国家人工智能开放创新平台[4]。2019年5月16日，习近平主席在国际人工智能与教育大会开幕中致贺信，深刻阐述了人工智能带给教育行業的革命性影响，并强调：中国愿同世界各国一道，聚焦人工智能发展前沿问题，深入探讨人工智能快速发展条件下教育发展创新的思路和举措，凝聚共识、深化合作、扩大共享，携手推动构建人类命运共同体。人工智能是科技革命和产业变革的重要支撑，正在潜移默化的改变着人们的生产生活，不断推动人类社会的进步。习近平强调，中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。随着人工智能技术不断发展与创新，互联网、大数据等相关技术的不断成熟，人工智能正在不断影响人类的生活，我国的人工智能也进入了发展的新时代，其趋势发展主要包括以下几点内容：一是基于大数据分析下的人工智能;二是具有自主学习能力的人工智能;三是替代人类智力劳动的人工智能。这三点概括性地描述出人工智能的出发点和落脚点，而人工智能正大规模改变着全球经济结构，给人类的生活带来了巨大变化，高等教育作为社会发展的力量源泉，如何利用好人工智能技术，成为教育变革道路上的一大挑战。马云在2017年的一场大数据峰会上说：“如果我们继续以前的教学方法，我可以保证，30年后我们的孩子们将找不到工作”。由此可见高等教育的改革势在必行。

三、中国高等教育状况

（一） 基础化培养

高等教育不仅仅是要求学生具有良好的公共文化知识，还要有某个行业的基础专业知识，我国所有的学科都有基础知识做支撑，学生要想成为高素质人才，基础知识的学习是必不可少的。另外，基础外专业知识是将来工作的前提条件，高等教育要通过基础知识的学习培养学生的逻辑思维能力、分析和解决问题的能力。我国基础教育在课程设置上，不仅有通识课程，也有专业课程，并积极引导学生在实践中加以学习应用。

（二） 综合化培养

我国高等教育必须走向综合化的道路是由当今的国际形势和我国的国情决定的，我们要致力于培养一代既有专业知识又有综合素质的人才。目前所说的综合化主要是指各个学科之间的交叉融合，近年来的许多交叉综合性学科正在快速发展，传统课堂教育模式也在不断发展改变，教师的教育途径和手段也在朝着综合化方向逐步发展。

（三） 个性化培养

一直以来，我国的高等教育在高素质创新性人才培养方面有局限，主要是受我国传统办学体制、管理体制的制约，传统高等教育不够重视学生的个性化培养。现在发展的高等教育开始注重个性的培养，从中激发学生的潜能，促进学生学和用的全面发展，为了达到个性化培养的目的，高校在课程设置、教学计划方面都有所改变。

（四） 实践化培养

高等教育的最终环节为实践教学，任何理论知识都是为实践做准备。学生可以通过实践达到学以致用的目的，对所学理论进行验证与深化，真正将知识内化为自己的东西，强化自身的综合能力。但是我国现在的高等教育对实践教学的改革还不深入，实践教学环境有待于进一步改善，来帮助培养更多的创新型人才[5]。随着人工智能时代的到来，当代中国的教育模式也在进步发展，如何将AI技术应用到教育改革，培养适应时代的人才，成为高等教育亟需解决的问题。

四、AI时代高等教育特征

（一） 学生学习的新特征

在我国的传统高等教育教学的过程中，学生们往往都是被动的接受教师所传授的知识，往往缺乏对自己主体意识的认知和重视。而随着人工智能时代的到来，高等教育教学过程中人工智能技术不断深入，两者不断融合，面对新技术的应用，学生学习也表现出新的特点。

1、学生需求个性化。互联网快速發展时期，尤其在今天AI技术不断进步，应鼓励学生不再仅限于从教师教授这单一的传播渠道来获取知识、提升知识层面以及完善知识结构，学习目的也不再是为了毕业以后从事某一种职业而进行学习。目前教育的重点主要在培养学生的创新思维与能力，让学生进行自主学习，拥有正确的价值观等，从而使所学的知识更加符合自身的性格和梦想，且更加个性化。

2、学习形式多样化。人工智能下的传统教育形式被打破了，打破了先前学生仅在课堂上从老师那学习知识的形式，学习形式更加丰富多样，授课老师可以利用智能设备进行问题的收集与分析，然后根据学生的知识掌握程度进行有针对性的讲解，类似这种的学习方式将成为学生获取知识的重要形式。

3、学习时间弹性化。随着人工智能系统的不断发展，学生可以根据自身知识掌握程度更加高效、快速地寻找学习资源，避免了传统课程固定时间安排来进行学习的弊端，让学生可以灵活选择学习时间，从而进一步推动自主学习。

4、学习目标创新化。在人工智能的时代，程式化、机械化的东西将逐渐被淘汰，凭借记忆和反复练习来掌握知识、获得技能的时代将一去不复返了[6]。目前人们更关注的是对学生综合素质、人文精神和科学精神的综合的培养，因此，我们应重点培养学生的动手能力、实践能力和分析创新能力，增强就业竞争能力和职业变换的适应能力，增强学生的自学能力和可持续发展性。

（二） 教师教学的新特征

我国传统的高等教育教学模式是以教师课上讲解灌输为主，学生课下内化吸收为辅[7]，这样的教学模式会导致学生学习被动化现象的产生，往往是老师讲什么就是什么，学生缺少自主思考环节，这样的教学模式不利于学生创新思维能力的发展。而随着AI技术的飞速发展，教师越来越注重培养学生提出问题和解决问题的能力，因此，如何鼓励学生进行自主学习并将所学知识真正内化成为自己的东西，将成为未来的教学形式变革发展的方向[8]。

1、教师指导多样性。人工智能条件下，学生获取知识和信息的途径，不再仅仅局限于老师课堂上的教学，随着人工智能技术的不断开发，在教育领域中应用，人机互动可以实现自动化批改作业、教学测评、语音识别、翻译等。因此，老师除了在课堂教授学生基础知识之外，在智能技术的开发和运用中也发挥参与、修正的作用，不仅可以带动科研团队和学生一起研究，还可以完善、改进人工智能系统的功能。

2、教师为学生“私人订制”学习放是和学习内容。随着AI人脑识别技术研究的不断深入和大数据的不断丰富，老师为学生个性定制也成为了可能。教师通过了解学生们的需求、兴趣爱好、学习能力、专注能力等各个方面的内容，对学生个性化订制教学任务，准确掌握学生的优势和劣势，帮助学生规划正确的学习方向和学习目标，寻找相互帮助的同学，使每个学生充分发挥自己的个性，最大限度地发挥自己的长处，真正做到取长补短、全方面发展。

五、结语

教育部出台的高等学院人工智能创新行动计划中指出，高校要体现出人才高地的优势，要为我国大踏步进入创新型国家前列提供科技支撑和人才保障，要成为人工智能创新中心的核心力量，培养优秀人才为新一代人工智能的发展做出有效贡献，无疑，这对高等教育来说是挑战，同时也是新机遇。人工智能与高等教育的融合，将减少教学中程式化、重复性工作，提高教育质量。AI时代下教育结构的重新构建和规划是趋势也是要求，未来是人类和机器人共存的时代，高校教师和人工智能将直接形成一个全新的共生关系。面对新时代、新要求，高校学生要探索学习新技能，在提升自身综合能力上多下功夫，高校教师一定要主动转变观念，积极应对挑战，才能不被时代淘汰。