人工智能與教育重塑

夏燕 陳云信

摘 要：教育發展必須與時俱進，在人工智能蓬勃發展的今天，升級傳統教育，全面創新教育模式，推進教育改革勢在必行。

關鍵詞：智能化; 新工科; 專業升級; 教育評價

中圖分類號：G434 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-3315（2020）8-119-002

智能化時代即將要來了，第四次工業革命也要到了。近年來，人工智能在教育上應用的配套政策陸續出臺。2017年，《新一代人工智能發展規劃》發布，在規劃中，明確要求隨智能化的不斷發展建立新型的教育體系，根據不同的個體定制個性化的教育服務，實現隨時隨地學習和終身學習。2019年2月，《中國教育現代化2035》發布，文件中強調教育體系的智能化、一體化，強調用人工智能來管理教育、服務教育，利用人工智能現代化改革人才培養模式。同年5月，中國政府與聯合國教科文組織在北京合作舉辦關于人工智能與教育為主題的大會，來自全世界的專家和學者聚在一起共商教育大事，教育和人工智能化的融合是必然結果。會上，探討現代教育新模式，并形成《北京共識——人工智能與教育》的文件，會議以“規劃人工智能時代的教育：引領與跨越”為主題，達到這樣的共識：教育必須融合人工智能，教育必須全面創新、必須建立智能化時代的教與學新模式，通過智能化推動教育的發展和升級，從而提高辦學水平和質量。由此可見，深入推進教育與智能化的不斷融合，是發展中國智能教育大勢所趨，任重而道遠。

一、目前教育現狀

目前，我國高等教育無論在辦學規模、辦學質量、辦學理念、辦學方式都有較快的發展，教育投資、教育管理也有一定的進步，但仍低于發達國家的教育平均水平，不能滿足社會現代科技發展的需求，不能滿足生產力的發展。我國高等教育中，不論是教學理念、教學手段還是教學組織形式，都還是傳統方式，沒有與當前高速發展的科學技術相適應。老師就像流水線上的工人，學生則像流水線上的產品，教育體系被格式化了，學生接受沒有個性的學習過程，個人興趣和特長得不到培養和發揮。而教師們則會被各種簡單的日常教學事務纏繞，比如課堂管理、統計學生的到課率，比如批改學生作業，學生的平時成績的統計等等，這樣老師勢必減少了花在教學上的精力和時間，想要對每個學生的學習制訂個性化的教學服務則更加難了。

創新求變是發展的必然規律，利用新一代信息技術，特別是人工智能科技的發展，使人工智能與教育緊密結合，從而對傳統專業升級改造;建立一種全新的教與學關系是教育發展的大趨勢，一場轟轟烈烈的新教育革命正在發生。人工智能與教育的系統融合探索之旅正揚帆起航。

人工智能技術會帶來全新的實用專業和教學模式。通過智能化、數字化、立體化來重塑教育。智能化趨勢的核心是在于人工智能，也在于大數據的采集和多維度的定義。目前教育行業人工智能化模式可分成以下幾個方面：專業升級;教學智能化;教學評價智能化;教學管理智能化等。通過智能化和傳統專業的融合升級成新工科;教學模式上，在線課程的建設，學校的管理系統互聯網平臺，3D打印、AR/VR甚至更多技術作為輔助教學的工具，把圖片或場景立體化變得可視可感，把知識變得更生動，讓知識更容易理解和接受等。

二、人工智能重塑教育的幾個方面

人工智能對教育的重塑是多方位的，從傳統專業的轉型升級到教師教學方式方法、教師教學的方式方法;學生學習的方式方法;教學評價系統;教育的管理模式等各個方面，下面我們來看看智能化的這幾個方面。

1.傳統專業的升級改造

隨著人工智能化的深入，我國高等工程教育改革發展已經站在新的歷史起點。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，會上對新工科人才培養計劃進行了深入的探討，包括培養特征、培養模式、培養方法、培養標準、培養理念等等，并就此達成共識。目前，我國很多高校正在加快建設和發展新工科，新工科專業是在傳統工科的基礎上結合智能化進行的升級和改造，發展成為新工科。比如智能制造專業、智能科學與技術專業、人工智能專業、光電信息科學與工程專業。新工科是在高科技發展的今天應運而生的新專業，具有培養方案新、教學理念新、教學模式新、教學評價體系新等特點。相對于傳統的專業，新工科專業實踐能力強、創新能力強，是培養的高素質、高技術的復合型人才的重要途徑，因此新工科的建設和發展是一次教育的大變革。

2.教師教學智能化

人工智能將替代教師教學過程中一些簡單的、重復的、規律性的教學工作，比如做開課通知、上課考勤和沒做作業的提醒、課堂管理等;通過在線課堂的強大功能可以將教師從繁重的批改作業和閱卷工作、統計成績中解放出來;通過在線教學平臺，協助教師為學生在線答疑解惑，統計各種在線學習的信息。除此之外，人工智能技術、數字處理系統還可以幫助教師處理以前無法處理的復雜問題，比如各種復雜的公式計算等。基于這樣一些智能化的教學，老師就可以有時間對學生提供個性化的服務、針對不同的學生提供不同的學習內容和方法，關注每個學生在學習上的差異性，為學生提供精準的教學幫助，提高教育教學質量和效率。在線學習平臺可以幫助學生預習和鞏固基礎知識，課堂上就有更充裕的時間翻轉，組織各種問題的討論，讓同學們通過討論鞏固和加深理解重點知識，課堂上教師不再是一言堂，而是課堂的引領者，通過準確的引導，培養學生的自學能力、組織能力、思辨能力，發揮學生的學習積極主動性。

3D技術使知識變得可視化，以視覺的形式讓知識呈現，使復雜的知識變得清晰明了。當老師講解一些抽象的概念、一些難以想象或難以用語言描述的過程，比如數學課中的多維空間、化學課中的微觀結構、生物課中的生化反應、物理課中的模擬實驗等等，3D技術讓學生有情境式體驗，提高課堂趣味性，增進認識，讓學習知識變得更容易。

3.學生學習智能化

各種在線學習平臺給學生自主學習更多的幫助，學生可以利用碎片化的時間在自己喜歡的學習平臺上隨時隨地的學習，讓學習不再受時間地點的限制，學生還可以選擇自己喜歡的名師講授，用自己喜歡的方式學習，可以與自己的興趣、志向、愛好和需求相結合，制訂適合自己的學習計劃，使學習變得更有趣味性，更有可操作性。智能化還可以通過視頻教學模擬工廠式的教學場景，使知識更貼近實際工程，強化了學生的認知，讓學生的學習不再盲目，從而更能激發學生的學習興趣，挖掘出學生的內在學習天賦。在精準教學方面，借助智能化技術和大數據，將課堂講解壓縮至20-30分鐘講解共性問題，其余時間用于分組討論或拓展學習，達到更好的教學效果，實現了對學生的個性化分析，以學定教，提升學習的效率與質量。

4.教學管理、教學評價系統智能化

教師借助虛擬增強教學、智能評閱管理等功能，對整個班級進行個性化的評估。比如，人工智能在試題的生成、學生的學習情況診斷、作業的自動批閱等方面發揮作用;給教師教學提供第一手學習數據，讓老師根據基本數據對學生的學習進行初步診斷，找出每個學生的學習特點，可見人工智能在學生學習綜合評價中發揮了非常重要的作用，評價了包括學生的自主學習能力、思辨能力、自控能力、發展潛力等。當然智能教育時代，還應該特別加強對學生個人隱私信息的保護，不能隨隨便便追蹤學生的個體行為數據。

5.校園管理智能化

校園管理智能化是高校管理的新未來，大趨勢。校園智能化可以讓學校的管理更科學、更安全，為師生提供一個良好的生活、工作和學習環境。通過智能化的管理手段，互聯網技術，攝像頭、傳感器等各類采集設備全面采集校園環境和人群的信息建立智慧校園，利用以人工智能對師生的方方面面進行有效管理，解決校園管理中存在的各類問題，比如學生心理疾病、欺凌等，另外讓校園實現一卡通，對教師教學、科研和生活實現一卡通管理，對學生的學習、校園生活實現一卡通管理，一卡在手，師生工作、學習、生活信息一目了然。學校、老師、學生、家長、社會之間通過大數據、人工智能協同、應用軟件、智能軟件形成人機協同的合作模式，讓校園管理變得井然有序，對校園管理中出現的問題早預防、早發現、早處理，同時通過不斷的調整，使校園資源配置更趨合理，公平。

三、人工智能時代未來教育五個發展趨勢

人工智能對教育產生深遠巨大的影響，隨著人工智能的不斷滲透及相關技術的不斷突破，未來人工智能技術無疑將會成為未來教育完成轉型的強大推力。

1.人工智能與傳統專業進一步融合成了必然趨勢

現今，新工科正在取代傳統的電子信息科學技術、機械、材料、自動化等專業，建筑工程、交通工程、冶金、采礦、系統工程等諸多專業，新科技的大潮流正在改造高校教育，第四次工業革命到來了。

2.創新教育方式、教育模式個性化、多樣化

在智能技術的支持下，全面創新教育，是教育發展的必然。使每一個同學在其原有的基礎上獲得適合他自己的教育服務是未來教育應該追求的價值之一，教育碎片化、內容為王、個性化定制以及網絡連接模式轉變等是為了教育的特點和模式。

2.1將人工智能素養納入普及教育體系。在人工智能時代，實現教育終身化，培養人工智能時代有競爭力的新一代接班人，將是現代教育追求的目標。

2.2教育更注重人機協作。通過3D打印、AR/VR甚至更多技術，把圖片或場景立體化建立更準確的學習模型，實現更人性化的功能;通過互聯網企業和傳統教育機構的合作，能給教育機構做一個全面的升級改進，未來教育更關注人機協作，有效提升教育質量途徑，探索“人工智能+教育”的制度體系設計。

2.3更加注重培養學生的健康成長。未來教育更應該是以人為本的教育，更加關注學生的身心健康。隨著教育的智能化，教師更注重與學生交流互動，學習個性化定制變得可行，老師更加關注學生的心靈、精神和幸福，從而促進學生的全面發展。

教育家曾經顧明遠說過，現代化的教育過程中，教育是終身和全時空的。教育發展必須與時俱進，在人工智能蓬勃發展的今天，升級傳統教育，全面創新教育模式，推進教育改革勢在必行。

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