人工智能赋能高校本科拔尖创新人才培养的路径重构

2024-12-31赵凯鹏王俊力

浙江理工大学学报 2024年12期

摘要：人工智能赋能高校本科拔尖创新人才培养，是推进高等教育现代化进程的重要驱动，是教育科技人才一体化发展的客观要求，也是促进人的全面又个性发展的需要。在此过程中需坚持“以人为本”，把握变化规律，警惕“双面效应”，在路径上要有效融入高校本科拔尖创新人才培养目标、选拔方式、课程体系、教学方式、评价机制的系统重构，推动形成数智引领、交叉复合、导向鲜明的本科拔尖创新人才培养新模式，从而推进人才培养路径的时代性优化，着力培养更加符合时代需要、具备创新潜质的拔尖人才。

关键词：人工智能；赋能；拔尖创新人才；路径；重构

中图分类号： G642

文献标志码： A

文章编号： 1673-3851 （2024） 12-0730-06

The path reconstruction of the cultivation of top-notch innovative

undergraduates enabled by artificial intelligence in universities

Abstract： "The cultivation of top-notch innovative undergraduates in universities empowered by artificial intelligence is an important drive in the process of promoting advanced education modernization. It is also an objective requirement for the integrated development of education， technology， and talents， as well as a need to promote the all-round and individualized development of people. In the process， it is necessary to adhere to the \"people-oriented\" principle， grasp the change rules， and be vigilant about the \"two-sided effects\". In terms of the path， it is necessary to effectively integrate into the systematic reconstruction of the cultivation goals， selection methods， curriculum systems， teaching methods， and evaluation mechanisms for top-notch innovative undergraduates in universities， and promote the formation of a new model of top-notch innovative undergraduates with the guidance of digital intelligence， cross-combination， and distinct orientation， so as to promote the optimization of the cultivation path in the era and cultivate top-notch talents who are more in line with the needs of the times and have innovative potential.

Key words： artificial intelligence; enable; top-notch innovative undergraduates; path; reconstruction

党的二十届三中全会强调，面对新一轮科技革命和产业变革，必须自觉把改革摆在更加突出位置［1］。随着数智时代和人工智能的浪潮奔涌而来，包括教育领域在内的各领域都受到前所未有的冲击，需要做出积极响应。2024年全国两会期间，政府工作报告首次提出要大力开展“人工智能+”行动，这体现了国家对人工智能技术应用和普及推广的重视［2］。

拔尖创新人才作为评估国家发展实力的重要指标，在国际竞争和长远发展中具有关键作用。拔尖创新人才培养是高校尤其是高水平大学的独特重要使命之一，本科拔尖创新人才培养更是重中之重。培养基础宽厚，具有创新能力、跨学科思维能力、高尚道德品质和强烈社会责任感的优秀人才，对于加快实现第二个百年奋斗目标，建设教育强国、科技强国和人才强国具有重要意义。党的二十大报告强调“推进教育数字化”［3］34，据此，高校应强化先导进行合理变革，通过人工智能技术改变教育的方式和方法，提高教育的效率和质量，赋能高质量本科拔尖创新人才培养。

目前，学界关于本科拔尖创新人才培养的研究主要聚焦其历史、价值、困境等方面，探索构建自主培养拔尖创新人才的中国模式［4］，探讨“人工智能+高等教育”的未来发展［5］，以及一些人工智能技术应用于高等教育的典型案例与风险［6］，但对于人工智能如何赋能本科拔尖创新人才这一特殊群体的培养研究相对较少。总体而言，新形势下我国高校本科拔尖创新人才的培养还没有完全跟上数智时代的要求，主要体现在：培养理念落后，没有及时根据人工智能等科技革命对高等教育的新要求新挑战进行更新和调整；人才选拔不够精准，无法科学评估学生的能力和潜力；教学模式守旧，过于注重灌输式的知识传授，缺乏针对学生创新思维和实践能力的培养；教师技能匮乏，部分教师在人工智能技术应用方面的知识有限，无法有效地引导学生在人工智能领域进行实践创新；培养路径不畅，缺乏系统有效的拔尖创新人才培养路径和体系，学生缺乏在实际项目中深度参与和实践的机会；与行业需求脱节，现有培养模式与不断变革的产业需求和技术发展脱节，毕业生的实际应用能力和创新能力较为薄弱；全面评估学生在人工智能领域的创新能力和技术水平的相关体系不完善，缺乏科学有效的标准。鉴于此，本文将基于人工智能赋能高校拔尖创新人才培养的逻辑分析，提出人工智能驱动高校拔尖创新人才的培养目标、选拔方式、课程体系、教学方式、评价制度等方面的实践改革路径，以期为培养引领数智时代的高素质专业化拔尖创新人才提供参考。

一、人工智能赋能高校本科拔尖创新人才培养的逻辑

作为第四次工业革命的核心推动力和高科技的典型代表，人工智能在颠覆式智能应用和原创性基础研究上引领着全面革新，并成为发展新质生产力的重要动力。它对高质量高等教育具有重要的战略赋能价值，是实现教育强国的战略新起点和新核心［7］。在理论层面上，人工智能赋能高校拔尖创新人才培养符合历史逻辑、实践逻辑和现实逻辑。

（一）历史逻辑：高水平科技创新能力是高等教育现代化进程的重要驱动

随着中国不断深化改革开放和加快经济全球化的进程，我国始终坚持“科学技术是第一生产力”的理念，并积极推动实施“创新驱动发展”战略，以推动社会的进步和经济的持续增长。2006年，我国首次提出“创新型国家建设”这一战略部署，认识到我国科技创新能力不足，亟需加强拔尖创新人才队伍建设。党的十八大、十九大指出要加快建设创新型国家，强调科技创新对于推动经济转型升级、实现高质量发展的重要性。党的二十大进一步提出了实施科教兴国、人才强国和创新驱动发展战略的重要举措，强调打造具备全球竞争力的科技创新体系，推动教育科技人才一体化发展［3］33。此外，“十四五”时期提出“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进”的新发展格局，对高等教育现代化和教育强国建设提出了全方位要求，其中最为迫切的需要是为经济社会发展培养大量高科技、尖端基础研究领域人才以及卓越人才［8］。在这一历史和现实结合点上，以内循环为切入点，将科技自主自强作为关键战略支撑，实现人工智能对高等教育的赋能具有重要的战略引领意义。

（二）实践逻辑：推进教育科技人才一体化发展的客观要求

从国外看，通过审视欧洲发达国家的历史演进，可知欧洲高等教育的现代化是以科技进步为主要推动力，技术革新构筑了工业变革的基石和前提。从18世纪中叶的蒸汽技术，到19世纪中叶的电气技术、20世纪中叶的信息技术，再到21世纪中叶的智能技术，人类社会经历了从蒸汽化、电气化、信息化到智能化的时代演变，高等教育也在此过程中不断焕发新活力。从国内看，中国自改革开放以来，从引进高科技到内化再生，再到人工智能领域的自主创新和产教融合，在国家战略设计和科研实践方面都取得了重大突破，然而关键技术领域如芯片、集成电路和通信工程仍存在受人制约的现实问题，迫切需要解决［9］，而解决的关键在于人才和基础研究，这正是教育科技人才一体化发展的题中之义。一方面，高水平科技自立自强要求培养顶尖人才，建设世界级人才高地，必须提升人才自主培养的能力，培养战略领导者和科技创新人才，实现国家原创技术的重大突破，构建人才和创新高地。另一方面，高水平科技自主自强也要求完善基础研究，形成相关创新链和产业链，巩固提升国家科技实力和竞争力。因此，在第四次工业革命即智能革命的浪潮下，要将人工智能核心技术与拔尖创新人才培养相结合，充分体现科技自立自强是国家强盛之基、安全之要，为高质量的高等教育现代化和拔尖创新人才培养注入源源不断的动力。

（三）现实逻辑：培养全面又个性发展的拔尖创新人才的现实需要

全面又个性发展是拔尖创新人才区别一般人才的重要特征。马克思认为，人的全面发展是和谐的、充分的、自由的发展，只有在生产力高度发展、社会物质资料极其丰富、旧式分工彻底消除的情况下才有可能实现［10］。科学技术既是人的全面发展的重要产物，也是人的全面发展的必然结果。人工智能作为科学技术发展的最新成果之一，对人类的全面发展既是一种机遇，也是一种挑战。人工智能可以促进生产力的发展，促进人类的交往实践，促进社会的融合和思想观念的变化，是促进人的全面发展的有效工具之一。同时，它还会给人的全面发展造成更多的“物化”社会、“虚拟现实”陷阱和“主体地位”的缺失。而人的个性解放和发展是马克思主义哲学变革的重要内容［11］。人的个性发展是人发展的目标，它既是人的自由而充分发展的具体体现，也是对其评价的尺度。虽然人工智能为人的发展提供了充足的物质基础，激发了人的个性化发展需求，有利于个体定制个性化学习路径和加强素质教育，但也带来了消极的后果，那就是人的个性化发展被狭隘化、不平衡，间接地侵占了人的个性化发展时间。因此，从拔尖创新人才培养角度，需要在培养过程中扬长避短，善用人工智能培养既全面又个性发展的拔尖创新人才。

二、人工智能赋能高校本科拔尖创新人才培养应把握的原则

本科拔尖创新人才是高校人才培养的先导和试验田，也是高等教育的创新产出所在，人工智能赋能高等教育理应从拔尖创新人才的培养开始试验和应用。在此过程中，核心是坚持“以人为本”，明晰和把握人工智能对高等教育的作用机制，并且警惕其“双面效应”。

（一）坚持“以人为本”

无论科技如何强大，教育还是要以人为本，在人工智能对教育带来的冲击面前，必须坚持“以静制动”，以不变应万变。首先，人工智能、教育学、心理学等领域专家研究人工智能在高等教育中的角色认为，人工智能对高等教育造成的影响，仍停留在人为控制与计划的范畴。其次，科技改变了教育的方式和手段，但教育的本质仍然是教育。无论人工智能的作用有多大，教育最终还是要落实到学生，所以“立德树人”的根本任务不会变，“以人为本”的教学导向也不会变。在人工智能推动高等教育发展的进程中，必须坚持以人为本的教育主体地位。从教师的角度，人工智能机器能够取代并帮助完成一些简单重复、低认知度和低技术含量的工作，比如承担部分传授知识、批改作业等教学任务，但更高层次的任务还是要靠教育者来完成，比如帮助学生树立理想信念、引导创新等。从学生的角度，要探索从传统知识能力培养向未来创造能力培养转变，形成每个自我的“拔尖”优势。与此同时，随着人的需求不断变化，教育也在不断迭代更新，高校培养的人才要有随机应变的本领，做到“以动制动”。人工智能技术是“人”在改造世界中的本质力量对象化的结果。在高等教育领域，教育工作者要深刻地认识到新时期国际高等教育的发展方向以及对人才要求的变化，主动接受人工智能技术在教育中的应用，积极探索人工智能在高等教育中应用的新方法、新途径、新功能和新价值，匡正运用之道。

（二）把握变化规律

要充分运用人工智能赋能本科拔尖创新人才培养，最重要的是明确和把握人工智能对高等教育的作用规律。一是转变观念。认识和改造世界是人类历史发展中一个不变的主题，而人工智能技术作为发展新质生产力的重要引擎，是一种技术的突破，将给人们带来新的机遇和挑战。人工智能的核心是通过预处理，使人们能够更好地了解问题的前因后果以及数据间的相互关系，进而提升决策的科学性与执行力。二是要转变形态。在教育方面，人工智能将传统的师生二元关系将转换为“老师—机器—学生”三元关系。它将成为智能的助教、学伴或教师，与学生一起学习，一起成长。它要求教育者更多地关注学生的价值观，培养学生的创新思维，提高学生的动手能力。三是转变方式。人工智能辅助教学将会产生很多新的学习方式，比如游戏式的学习、社会化的学习、协作的学习、以问题为导向的学习，以及以课题为导向的学习方式。人工智能也会带来新的学习环境，比如，利用虚拟现实和增强现实技术，为学生提供更生动、更直观的学习环境。而教育知识工程的开发，则可以将各种类型的教学资源转换成结构化的知识系统，让学生在知识地图的指导下进行更有效地学习。四是转变生态。建立人工智能生态系统，是一项涉及数据、算法和安全等多个方面的系统工程。在此过程中，要重视如何保障人工智能的“向上向善”，以及如何有效地防范信息泄漏、侵犯个人信息等问题。

（三）警惕“双面效应”

人工智能技术的广泛应用给社会带来了诸多便利，但同时也带来了一系列潜在的风险和挑战，要把握好其“两面性”。高校不仅需要重视教授人工智能技术的应用，更需要警惕技术可能带来的潜在风险，以免学生误入歧途。首先，必须致力于培养提升拔尖创新人才的独立思考能力。虽然智能化搜索技术为学习提供了便利和高效的途径，但也可能带来一定的负面影响。过分依赖智能化搜索可能导致学习者对知识的深度和意义产生认知偏差。学生可能倾向于追求表面的信息获取，而忽视对知识的深入思考和理解。因此，教师应当引导学生在使用智能化搜索的同时，保持对知识的深度挖掘和思考，以避免知识获取的肤浅化和泛化。其次，应该明确人工智能技术在拔尖创新人才培养中作为“助手”的定位，所以在应用人工智能时需谨慎，防止过度依赖工具和形式化方法，避免学生陷入工具化思维的误区，以免工具主义对学生产生负面影响，使他们沦为技术的附庸，成为技术的被动使用者。同时，要重视人工智能的科技伦理教育。科技理性是控制人工智能技术发展风险的关键，在注重学术水平和科学创新能力的本科拔尖创新人才培养上，高校应该重视科技伦理教育，培养学生对人工智能技术发展的理性认知，使其能够客观、全面地评估技术的利与弊，以及人工技能可能带来的风险，比如数据安全、个人隐私、学术诚信等。只有这样，高校才能更好地应对人工智能技术带来的挑战，为社会培养出更多具有原创精神和社会责任感的拔尖创新人才。

三、人工智能重构高校本科拔尖创新人才的培养路径

当前，大部分高校本科拔尖创新人才培养主要以实验班或创新班的形式开展，形成了优先选拔、集中资源、重点培养的特征，培养理念方法多年未有大的改变，已逐渐不能适应智能化时代的发展。在数智时代，高校应充分发挥大数据与人工智能技术带来的智能教育平台、智能评估和辅导、虚拟现实、语言文字处理等技术优势，重塑传统的教育理念和范式，在培养目标、招生选拔、课程体系、教学方式、评价机制等各环节主动变革，形成数智引领、交叉复合、导向鲜明的新模式，从而推进人才培养路径的优化。

（一）人才培养目标的重构：从知识教育转向智慧教育

人工智能时代，各国之间为获取高新知识及其应用技术的竞争日趋激烈，这是一个备受重视且充满挑战的战略议题。为了迎接这一挑战，高校需要培养能适应并引领人工智能发展的顶尖创新人才。一是要突出人工智能作为本科拔尖创新人才的必备核心素养。随着人工智能应用的不断普及，国家对人工智能相关的人才需求不断增加。本科拔尖创新人才的培养必须从知识教育转向智慧教育，突出以数字思维的培养为根基、数字素养的锻造为拓展，为培养复合型的创新人才打好基础。二是要提升探索未知性的能力。面对未来的不确定性，人工智能时代需要培养具有超强探索未知的拔尖创新人才。高校应当注重培养学生的创新意识和创新能力，引导学生敢于挑战现有的学科边界和技术极限，培养他们勇于探索未知领域的态度和能力，尤其要突出培养学生数字思维、数字素养与智算技能及解决数智时代问题的数字能力，以应对未来日益复杂的社会和科技挑战。三是要适应全球科技创新的要求。人工智能时代培养的拔尖创新人才需要具备全球胜任力，高校应当通过强化国际交流合作，引进国外先进的教学理念和方法，培养学生具有开放的国际化视野，促进国际人才的流动和合作，培养具有国际竞争力的创新人才，以适应全球科技创新的人才需求。

（二）招生选拔方式的重构：从传统转向智能

目前，高校本科拔尖创新人才的生源主要有两类：一类是通过高考直招，一般会根据学科的要求限定学生选考科目，最终根据各科目高考总分排序录取，往往存在只看分数、无法综合考查考生能力素质等问题。另一类是新生入校后通过笔试、面试等传统形式选拔，往往存在过于依赖于考官的主观评价，容易出现主观性评价偏差，学生的创新能力、专注度等因素难以量化等问题，导致选拔不够精准，出现错选或者漏选的情况。虽然在人才培养的过程中可以通过“选拔—淘汰”机制进行不断优化选拔，但前期的选拔仍然是资源有效配置的关键环节。人工智能技术在拔尖创新人才培养的招生选拔中可以帮助提升精准性。一方面，人工智能技术能够基于大数据和算法对考生的个人信息、创新表现、潜在特质等多方面数据进行全面而客观地分析，构建应用模型，提高选拔的公平性和准确性，同时还可以通过模拟分析和预测，提供更科学的招生计划和选拔策略，从而更好地培养和挖掘人才。另一方面，可以改进笔试、面试方式，比如在笔试方面，可以通过大数据分析和机器学习算法，实现对考生答卷的快速准确评估，还可以通过分析学生的答题情况、学习能力等信息，提供针对性强、个性化定制的试题，从而更好地评估学生的综合能力和潜力。在面试层面，人工智能技术可以通过语音识别、情感分析等功能，对面试过程进行全程监控，并根据科学算法评估考生的表达能力、沟通能力、逻辑思维等关键能力，这样不仅可以减少评价偏差，还可以为考生提供更加客观、公正的评价。

（三）课程体系的重构：从单一转向交叉

课程设置作为人才培养的核心环节，必须与社会需求和知识发展保持同步更新，以确保学生获得最新、最全面、最科学的知识和技能。特别是在人工智能时代，新兴的职业领域如数据科学、机器学习和人工智能工程等对人才的需求不断增长，因此课程设置应该紧密关注这些领域的专业知识和技能。对于拔尖创新人才的培养，更加需要进一步优化课程体系，兼顾“拔尖”和“创新”。一是要推动学科交叉融合。党的二十届三中全会强调，要加强交叉学科建设和拔尖人才培养［1］。未来的拔尖创新人才需要具有多学科交叉的背景，这就要求从高等教育阶段开始，高校对课程体系重构不断审视和更新，集成最新的人工智能技术理念和知识开拓数字化、智能化相关课程，以培养具备创新能力和适应能力的人工智能型专业人才。如南京邮电大学启动“人工智能+创新人才培养”行动方案，通过开设“AI通识课程模块”“AI+专业交叉课程模块”“高阶AI创新课程模块”等课程，探索人工智能与创新人才培养的融合发展之道。二是要强化创新思维训练。一方面要强化学生的知识基础。人工智能时代看似可以不必再“死记硬背”，但拥有牢固的基础知识仍是培养高阶思维的前提。以ChatGPT为例，使用科学高阶的指令与普通的指令，得到的结果、辅助的效果完全不同。可想而知，这是未来决定人能力高低的新的重要内容。另一方面要提升学生创造性解决问题的能力。不排除今后的人工智能将会有创造性解决问题的能力，但现有的人工智能能提供的还是基于现实的、线性的解决方案，创新性存在不足，这是人类智慧高于机器的地方。因此，需要通过理论和实践相结合的课程训练，有效培养本科拔尖创新人才的创新思维，提高他们的创新能力和实践能力。

（四）教学方式的重构：从大同转向个性

随着人工智能技术的迅速发展，传统教学方式正面临前所未有的挑战，整个社会已逐渐迈入超级学习时代。在这个时代背景下，高校教育需要积极调整教学形式和内容，以更好地迎合人工智能时代对拔尖创新人才培养的新要求。一是要突出“个性化”。人工智能相关工具可以精准掌握学生个体的学习进度和短板弱项，教师可以据此给予个性化的指导，帮助学生在全面发展的同时发挥特色优势，形成个性化发展。在拔尖创新人才的教学中，一方面要开发更多种个性化的人工智能“新手段”，比如人物画像、虚拟教师、虚拟同伴等，形成人机协同的教学模式，让学生与虚拟人实时交互，实时掌握学生各项学习指标数据，实时生成诊断学习报告。另一方面，要开展探究式教学进行因材施教，引导学生充分利用人工智能工具开展自主性学习，同时精准获取学生学习信息，帮助制订个性化学习规划，课后也可以布置个性化的作业，有针对性地强化学生个人的学习效果。比如香港理工大学鼓励学生借助生成式人工智能相关工具完成课程作业、实践论文等，但要求注明哪些部分是在人工智能的帮助下完成的；美国斯坦福大学专门开发了一款名为“Prodigy”的智能系统，帮助拔尖创新人才显著提升了学习成效［12］。二是要凸显“国际化”。一方面，可以通过人工智能技术突破时间和空间的限制，学生可以远程与国外的优秀学生进行跨文化交流与合作，共同解决问题，增进了解和友谊；可以通过虚拟技术，让学生足不出户体验异国文化，了解不同文化的差异，促进文化间的互通。另一方面，创造条件组织学生到人工智能研究和应用走在前列的国家和地区进行沉浸式体验和学习，激发学生的求知欲和创新力。

（五）评价机制的重构：从结果转向多元

作为人才培养的风向标，评价制度是一项至关重要的工具。尤其在人工智能时代，评价制度扮演着更为关键的角色，它更加专注于提升拔尖创新人才培养的质量。一是要重构评价理念，从单一的学科认知到系统的认知转变。人工智能时代，教学评价制度不仅要评估学生的学习成绩，更重要的是要激励师生运用智能技术，关注师生人机协同的素养和能力，从而促进教学和学习的内在动力。这种内驱力的培养不仅可以提高教学效果，还可以为学生未来在人工智能领域的发展奠定良好基础。二是要重构评价内容，要特别重视拔尖创新人才的创造竞争力评价，可以建立专门的数字化平台，通过学生—导师双向反馈机制，对学生创造力进行全程化的测量、评估和管理。三是要重构评价方式，可以利用人工智能的手段，建立长周期评价和短周期评价有机结合的评价机制，根据德智体美劳等方面素质发展进行综合评价动态调整、灵活处理、刚性约束。此外，改革教学评价制度也有助于推动其他教学制度的改革，比如学分制度和导师制度。学分制度应当更加灵活，赋予学生更多的自主选择权，以更好地满足人工智能时代对学生自我成长的需求。而在导师制度方面，人工智能的介入对导师提出了新的挑战，需要他们更好地承担起立德树人的责任，引导学生在人工智能环境下成长，培养学生的自主学习能力和创新能力。因此，本科拔尖创新人才评价制度的改革应当以提高人才培养质量为中心，鼓励师生更好地应用智能技术，引导他们建立自主学习和创新学习的意识，促进学生个性化和多样化发展。同时，学分制度和导师制度也需要紧密结合，共同助力学生全面发展，为人才培养提供更加坚实的基础和可靠的支持。这样的评价制度可以真正帮助学生应对未来人工智能时代的挑战，培养出更多具有创新精神和全面素养的拔尖创新人才。

四、结语

人工智能赋能高校本科拔尖创新人才培养，既是国家经济发展对于科技创新动力的需要，也是技术革命倒逼高等教育转型的要求，还体现了人的全面发展和个性化发展的需求。随着人工智能与教育的融合发展不断深入，数据、算法和算力等已经成为支撑教学的关键要素，而教育的侧重点正在逐渐转向数字时代所需的创新思维和数字素养等高阶思维和能力，而非仅仅局限于传授工业时代所需的知识技能。这一转变正在重新定义培养高校拔尖创新人才的培养理念，驱动高校在本科拔尖创新人才的各环节进行系统的变革重塑。因目前人工智能赋能高等教育还在初始阶段，学界对其相关规律把握还不够，需要在未来的研究中进一步加强。同时，可以综合应用定性研究和定量研究的方法，多角度地对人工智能赋能高校拔尖创新人才培养的影响因素进行研究，进一步揭示人工智能时代本科拔尖创新人才的成长规律，让人工智能助力高校培养出更符合社会需求、具备创新潜质的高质量人才提供更广阔的空间和更深层次的支持。

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