人工智能助力大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的培養(yǎng)

張連毅

摘要：在新工業(yè)革命的進(jìn)程中，人工智能技術(shù)越來(lái)越受到重視。文章嘗試結(jié)合人工智能及大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的特征，探討高等教育如何利用人工智能助力大學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：人工智能，個(gè)性化，虛擬學(xué)業(yè)導(dǎo)師， 教育

人工智能作為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎，正在對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)產(chǎn)生全面深入的影響。在新工業(yè)革命的進(jìn)程中，人工智能技術(shù)越來(lái)越受到重視。人工智能技術(shù)的相關(guān)討論已經(jīng)超越原有技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，正在成為不同行業(yè)中共同的熱點(diǎn)話(huà)題。在教育領(lǐng)域中同樣如此，高等教育也面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，與人工智能技術(shù)相結(jié)合的“人工智能教育”領(lǐng)域也逐漸受到關(guān)注[1-4]。國(guó)務(wù)院在2017年7月印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確提出“智能教育”的概念：“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，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。開(kāi)展智能校園建設(shè)，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等全流程應(yīng)用。開(kāi)發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育定制化。”本文嘗試結(jié)合人工智能及大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的培養(yǎng)，從個(gè)性化學(xué)習(xí)與虛擬導(dǎo)師兩個(gè)方面來(lái)探討高等教育如何利用人工智能助力大學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。

一、人工智能

“人工智能”（ Artificial Intelligence，AI） 的術(shù)語(yǔ)最早是在 1956 年夏季召開(kāi)的為期 6 周的達(dá)特茅斯研討會(huì) （ Dartmouth Workshop） 中提出的，當(dāng)時(shí)的定義為“人工智能是擁有模擬能夠被精確描述的學(xué)習(xí)特征或智能特征的能力的機(jī)器[5]”。從那以后，研究者們發(fā)展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之?dāng)U展，因而目前人工智能的定義有不同的表述;但從本質(zhì)上來(lái)講，它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。

2016年 10月，美國(guó)白宮科技政策辦公室發(fā)布了《為人工智能的未來(lái)做好準(zhǔn)備》（Preparing for the Future of the Artificial Intelligence）和《國(guó)家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》（The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）兩份報(bào)告，認(rèn)為人工智能已經(jīng)歷了“以基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)”為焦點(diǎn)的第一次熱潮和以“機(jī)器學(xué)習(xí)”為特征的第二次熱潮，目前正準(zhǔn)備迎接以“解釋性和通用人工智能技術(shù)”為特征的第三次熱潮。

人工智能與教育始終是密不可分的，在人工智能發(fā)展的各個(gè)階段，教育工作者始終積極嘗試將人工智能技術(shù)融入教育過(guò)程之中。如1958年IBM用IBM650連接打印機(jī)終端進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)教學(xué);1960年 由伊利諾伊大學(xué)開(kāi)發(fā)的世界上第一個(gè)電腦輔助教學(xué)系統(tǒng)PLATO （Programmed Logic for Automated Teaching Operations）系統(tǒng)投入使用;1966年美國(guó)斯坦福大學(xué)與IBM合作開(kāi)發(fā)IBM1500教學(xué)系統(tǒng);以及之后的TICCIT、PLATO II等計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，期間還開(kāi)發(fā)出各類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)、虛擬教學(xué)（實(shí)驗(yàn)）系統(tǒng)、智能問(wèn)答系統(tǒng)、智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)……。可以說(shuō)，人工智能的發(fā)展史，也是人工智能教育應(yīng)用的發(fā)展史。

人工智能對(duì)教育的核心影響，是帶來(lái)了教育個(gè)性化、適應(yīng)性的服務(wù)。在教育場(chǎng)景中，人工智能企圖了解人類(lèi)學(xué)習(xí)智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出教育教學(xué)反應(yīng)的智能機(jī)器或工具，從而能夠輔助教師給予學(xué)習(xí)者更加優(yōu)質(zhì)和高效的服務(wù)[6]。

二、目前大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)培養(yǎng)的現(xiàn)狀

個(gè)性化學(xué)習(xí)是信息時(shí)代的學(xué)習(xí)趨勢(shì)。個(gè)性化學(xué)習(xí)的理念可追溯到我國(guó)古代教育家孔子提出的“因材施教”思想，然而由于資源及技術(shù)的限制，一直是教育界的一種奢望。如今隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)、多媒體、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用，這種理念正逐漸成為現(xiàn)實(shí)[7]。技術(shù)支持下的個(gè)性化學(xué)習(xí)，是指學(xué)生在多樣化需求、個(gè)人成長(zhǎng)、興趣特點(diǎn)等特征驅(qū)動(dòng)下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)、學(xué)習(xí)分析、人工智能等技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的行為活動(dòng)，從而獲得個(gè)性化的服務(wù)，最終按照自己的主觀意愿實(shí)現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展，具有較大的靈活性、可操作性和開(kāi)放性等特點(diǎn)[8]。個(gè)性化學(xué)習(xí)與技術(shù)之間有著不可分割的聯(lián)系。

個(gè)性化學(xué)習(xí)以學(xué)生為本，關(guān)注每位學(xué)生的人格特征和成長(zhǎng)，讓學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)資源、內(nèi)容、平臺(tái)等進(jìn)行知識(shí)技能遷移，進(jìn)而學(xué)生能夠按照自己的主觀愿望進(jìn)行發(fā)展，賦予學(xué)生更多的自由;數(shù)字化教育具有開(kāi)放性、交互性、多樣性的特征，能為學(xué)生提供多種選擇，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而能夠更好地實(shí)現(xiàn)因材施教。

有調(diào)查顯示，近一半的大學(xué)生表示因?yàn)椤白陨韺W(xué)習(xí)需要”而利用信息技術(shù)環(huán)境進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí);大學(xué)生一般通過(guò)精品課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、各類(lèi)專(zhuān)題學(xué)習(xí)網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、數(shù)字圖書(shū)館等環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí);近八成大學(xué)生平均每天利用計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行2小時(shí)左右的學(xué)習(xí)，絕大多數(shù)學(xué)生都制定有個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃[7]。盡管個(gè)性化學(xué)習(xí)的現(xiàn)象已經(jīng)日益普遍，但目前個(gè)性化學(xué)還存在著一些不足。首先，目前對(duì)個(gè)性化學(xué)習(xí)的關(guān)注不夠，部分大學(xué)生對(duì)這一術(shù)語(yǔ)仍然比較陌生;其次，信息技術(shù)環(huán)境對(duì)大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)提供的支持和服務(wù)不足，個(gè)性化服務(wù)功能不完善;第三，大學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)效果無(wú)法充分彰顯大學(xué)生的個(gè)體差異。

三、人工智能助力大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)

以人工智能為代表的新技術(shù)井噴式發(fā)展，正在引導(dǎo)教育從封閉走向開(kāi)放，在開(kāi)放中進(jìn)一步打破了權(quán)威對(duì)知識(shí)的壟斷[9]。人類(lèi)邁向人工智能時(shí)代，學(xué)習(xí)也會(huì)日漸走向個(gè)性化的道路[10]。

1）人工智能使虛擬大學(xué)生學(xué)業(yè)導(dǎo)師成為現(xiàn)實(shí)

高等教育中的學(xué)生導(dǎo)師制，是充分發(fā)揮學(xué)生主體、教師主導(dǎo)，建立新型師生關(guān)系，實(shí)現(xiàn)因材施教和個(gè)性化學(xué)習(xí)與培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。學(xué)生導(dǎo)師能夠以個(gè)人所具有的豐富學(xué)識(shí)，引導(dǎo)大學(xué)生適應(yīng)大學(xué)生活，在大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的過(guò)程中承擔(dān)著傳道、解惑的功能。基于人工智能的虛擬大學(xué)生學(xué)業(yè)導(dǎo)師，可以根據(jù)學(xué)校的人才培養(yǎng)計(jì)劃與大學(xué)生自己的個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃，建立大學(xué)生個(gè)人學(xué)業(yè)檔案，按照大學(xué)生自己的學(xué)業(yè)狀況與個(gè)人興趣，幫助大學(xué)生制定學(xué)業(yè)規(guī)劃，指導(dǎo)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)選擇、課程選擇;能夠依據(jù)學(xué)生的生活習(xí)性與個(gè)人性格，分析學(xué)生自己的學(xué)習(xí)方法與大學(xué)要求之間的差異性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。基于人工智能的虛擬大學(xué)生學(xué)業(yè)導(dǎo)師，會(huì)針對(duì)大學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中隨時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，為學(xué)生及時(shí)解答，并且根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整解答方式，直到學(xué)生明白、掌握為止。

2）人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的融合，創(chuàng)造了諸如慕課、微課等全新的高等教育模式，滿(mǎn)足了大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

慕課，Massive Open OnlineCourse，直譯為“大規(guī)模開(kāi)放的在線(xiàn)課程”，簡(jiǎn)稱(chēng)MOOC。慕課是一種開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)課程，它不受時(shí)空限制，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己需求或喜好選擇課程資源，學(xué)員、教師之間通過(guò)在線(xiàn)交流社區(qū)可以暢通地互動(dòng)交流，深受全球?qū)W習(xí)愛(ài)好者的歡迎。基于人工智能與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的慕課，課程內(nèi)容不僅涉及數(shù)學(xué)等自然科學(xué)，還有大量的社會(huì)科學(xué)及人文科學(xué)，其中不乏很多國(guó)家的精品開(kāi)放課程，為在校大學(xué)生提供了多樣、優(yōu)質(zhì)、便捷的課程資源。由于課程數(shù)量龐大，慕課極大地滿(mǎn)足了求知者的需求;因?yàn)檎n程資源公開(kāi)開(kāi)放，慕課讓學(xué)生有了學(xué)習(xí)名校名師課程的機(jī)會(huì)。

微課（Micro-course），是教師在教學(xué)過(guò)程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行視頻教學(xué)的一種教學(xué)方式。微課的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻，

3）人工智能使得基于移動(dòng)終端的個(gè)性化學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)

作為智能終端的移動(dòng)式學(xué)習(xí)方式的一種，基于移動(dòng)終端的個(gè)性化學(xué)習(xí)具有訪(fǎng)問(wèn)靈活性、內(nèi)容碎片化、學(xué)習(xí)個(gè)性化、交互及時(shí)性的學(xué)習(xí)特征。與數(shù)字化學(xué)習(xí)相比較，學(xué)習(xí)者在人工智能與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)域環(huán)境下，手持移動(dòng)終端設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地方，以任何方式進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者也可根據(jù)自己的興趣、特點(diǎn)及需求選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度，不受任何時(shí)間和空間的限制隨時(shí)獲得教師、同學(xué)或他人的信息幫助，實(shí)現(xiàn)即時(shí)交流，幫助大學(xué)生獲得成功體驗(yàn)和生存效能感。

四、結(jié)語(yǔ)

人工智能與信息技術(shù)的飛速發(fā)展給大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了各種支撐，為高校人才個(gè)性化學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式的創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);個(gè)性化學(xué)習(xí)賦予了大學(xué)生更多的自主性，成為大學(xué)生的主流學(xué)習(xí)方式。個(gè)性化學(xué)習(xí)是人工智能與信息時(shí)代的迫切需要，也是未來(lái)個(gè)體發(fā)展的需要。人工智能會(huì)改變?nèi)藗兊膶W(xué)習(xí)方式和方法、改變教室的結(jié)構(gòu)和功能、改變教師的教學(xué)和管理模式、改變學(xué)校的師生規(guī)模和比例。為此，高校必須采取相應(yīng)的措施，以滿(mǎn)足大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的要求：（1）高校應(yīng)轉(zhuǎn)變培養(yǎng)觀念，把個(gè)性化學(xué)習(xí)能力放在人才培養(yǎng)的重要位置;（2）高校應(yīng)充分發(fā)揮人工智能與信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中真正落實(shí)其對(duì)教育發(fā)展的革命性影響。例如，加大對(duì)校園基礎(chǔ)設(shè)施（智慧校園、智慧課堂等） 和軟件平臺(tái)建設(shè)的投入力度，開(kāi)發(fā)支持個(gè)性化教學(xué)的系統(tǒng)/平臺(tái)，通過(guò)變革教學(xué)模式來(lái)構(gòu)建個(gè)性化、智慧化、數(shù)字化的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)方式;（3）高校應(yīng)合理設(shè)置教學(xué)評(píng)價(jià)體系，為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供充足的發(fā)展空間。

人工智能作為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎，正在對(duì)越來(lái)越多的行業(yè)產(chǎn)生沖擊。當(dāng)下的高等教育，應(yīng)基于危機(jī)意識(shí)，不斷反思，并逐步走向自我完善，讓人工智能成為促進(jìn)教育進(jìn)化的一劑良藥。

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