人工智能時代地方高校教育方案初探

鐘鳴宇 洪炎 蘇靜明 王仲根 朱宗玖

摘?要：人工智能將對高校的教育模式產生深刻的沖擊。為了順應人工智能時代的潮流，發揮人工智能帶來的便利條件，迎接其帶來的挑戰，有必要研究如何利用新的教育教學技術，推進人工智能與教育的深度融合和創新發展，適應時代的要求。本文首先分析了人工智能時代學校教育的不可替代性，在于學校教育所能夠提供的獨特的教育資源和教育環境。簡要介紹了智慧教育的內涵，說明了人工智能技術通過收集學生學習的數據，分析數據，提供針對性教學服務影響教學的各個環節，在教育教學領域帶來的深刻變革，對新技術革命條件下的教學方案提出了設想。指出了新技術革命背景下，教師的地位以及積極應對的措施。

關鍵詞：人工智能時代;地方高校;數據分析;教學方案

1?緒論

隨著科技的發展對生產力的提升，總有舊的生產方式，組織結構，職業隨之淘汰。同樣，人工智能大發展，已經越來越表現出對生產力的提升作用，在極大地節省人力的同時，也意味著大量的基礎工作崗位的消失。人工智能的發展使部分人悲觀地認為，傳統的學校教育方式可能會消失，主要基于以下原因：（1）人工智能的發展，導致了社會資本紛紛投資面向教育的技術。信息資源在網絡上具有免費、易得的特征，人工智能導致的精準化教育比傳統的學校教育更加接近“因材施教”的宗旨。（2）人工智能時代的來臨，使許多重復性的工作被取代。知識容易獲取，可能會導致教師引以為傲的專業知識儲備受到一定的沖擊，教師需要證明自己的不可替代性。部分水平平庸的教師將被淘汰。（3）傳統的教學場所在教室。然而隨著線上教育的日臻成熟，慕課等網上教學平臺的廣泛應用，學生不必再在教室里學習知識，使得學校現場教學的方式逐漸消亡。

而一項綜合了牛津大學、麥肯錫、普華永道、創新工場等的研究報告顯示，大學教師失業的概率僅有3.2%，該調查結果顯示了大學教師這個職業存在的特有的優勢。作為高校教師，不應該被動地適應人工智能的浪潮，而應該主動思考人工智能對傳統學校教學方式的沖擊。針對新技術帶來的感知能力的提升導致的教學方式轉變，高校老師應該提前布局，利用人工智能技術帶來的教學過程的便利性，使人工智能技術成為教學過程的輔助工具，更進一步提升教學效果，而不是讓教師成為人工智能的附庸。

2?學校教育存在的積極意義

“學校消亡論”出現多年之后，傳統的學校教育仍然沒有消失，是因為學校的作用不僅僅是在課堂上傳授知識，還具備很多其他在線教育不具備的功能。

（1）從地方高校的教育現狀來說，地方高校根據當地的產業狀況以及學校、教師和學生的實際情況，設置的課程體系具有一定的針對性。經過一次次的選拔性考試，進入地方高校的學生基本上具有與高校層次相對應的學習能力。從教師這方面來說，課堂教學時間只占教師工作時長的小部分，更多的時間用來備課和調整教學方案。根據多年的教學效果對教學方案進行調整之后，教學方案逐漸和學生的能力、地方經濟結構、地方高校的教學和實驗條件等具體情況相適應，達到總體教學效果的最大化，這是在線網絡教育所不能提供的。

（2）地方高校的教師在緊跟學科發展的最前沿，將前沿技術和個人知識結構融入教學過程當中。目前的地方高校普遍要求教師具有博士學歷，并且需要終身進行科學研究。在地方高校中，教師本身就有可能是某個具體研究方向的專家，提供的知識具有鮮明的個人知識結構特點。而互聯網時代非常容易造成“贏家通吃”的狀況，不管一門在線課程的觀眾人數多龐大，都不可能面面俱到地講到所有的專業知識。長此以往，容易造成整個網絡教學的僵化。

（3）學校不僅提供了教學內容，更提供了一個環境。在學校環境中，學生形成了互幫互助又互相競爭的關系，互相學習又互相辯論，形成的學校氛圍更加有利于知識的掌握和創造新的知識，這就是傳統意義上的“學風”的一部分。在學校教育中學生之間的關系是參加工作走向社會的預演，形成的各種社會團體也增進了學習效果，引導學生向某個特定的方向發展。在學校中建立的友誼和相互信任，在進入社會之后仍然對學生的職業和生活產生影響，這種影響甚至是終生的。

除了以上具體情況，學校還具有道德培養和價值觀塑造等功能，也進一步增進了學校教育的不可替代性。

3?智能教學的機遇及內涵

在人工智能技術為信息技術的發展帶來了新的變化，對地方高校來說，如果將新的技術應用到教學過程中，使人工智能技術成為教學的機遇，而不是讓教師成為人工智能技術的附庸。如果能以此為契機，將人工智能技術應用到教學過程中，必將為實現“因材施教，有教無類”宗旨帶來新的助力。筆者認為，人工智能背景下的智能教學，就是要發揮人工智能在教學過程中的技術優勢，通過在課堂上以及課后收集教學效果的信息，分析教學過程的得失，調整教學方案，并為學生的未來發展方向提供建議。

智能學校在最近正成為現實，通信技術的發展使校內實時信息交流變為可能。從目前的應用情況來看，人工智能技術比較成熟的應用主要在人臉識別、表情識別和數據分析這幾個方面。如果能對這些技術善加應用并結合學生的反饋，課堂教學的效果將以一種更加深刻的方式呈現在教師眼前。教師對學生的學習思路、興趣需求掌握得更加具體。通過課堂作業、實驗報告、考試成績的分析，教師既能從宏觀、又能從微觀上掌握教學情況。對教學效果反饋的反應更加靈敏，更加快速和精確的調整教學方案。收集學生在學習過程中的信息，對學生進行畫像，提醒學生彌補知識面上的缺漏，并引導學生選擇更適合自身特長的后續課程。

4?構建數據驅動的智能教學環境

一對一教學、小班教學一直是理想的學校教學模式，但是教師數量和教育資源的有限性是阻礙這些教學模式實現的根本原因。

在人工智能背景下，教師首先可以根據培養方案的規定和個人教學經驗確定初步的教學方案。傳統的學校教育構筑了一個封閉的“象牙塔”，在阻絕不良信息的同時，也減少了與外界的有益交流。由于人工智能技術的應用，可以將學生、家長、社會的要求作為一個總的數據集，分析各方面要求的本質特征，從中提取出最具有價值和可操作性的意見，作為修正初步教學方案的參考信息，刪改不合時宜的知識點并加入新的知識點，調整教學點的先后順序并合理分配課堂教學時間。

在過去，教師難以用傳統的方式了解每個學生對課堂知識的實際掌握情況。利用人臉識別技術和表情識別技術，可以將學生的表情大致分為理解、迷惑、走神等類型，將這些表情類型和學生的個人資料相結合，估計課堂教學效果，幫助教師實時調整課堂教學的難度和進度。如果數據表明課堂上的某個時間段內，多數學生都處于迷惑狀態，說明課堂知識點的進展速度過快，這種情況下，教師需要將知識點進行分解，把一步完成的步驟分成幾步來完成。如果多數學生處于走神狀態，教師應根據知識點的難度，必要的時候可以通過數據系統對學生進行問卷，確定學生走神的原因，是過于困難、過于簡單還是過于抽象枯燥，如果過于簡單，可以將知識點合并或者一帶而過，如果過于枯燥，可在PPT中加入圖像、動畫，在講解過程中與日常生活中的某些常識進行類比。根據課堂教學的統計情況與上次作業的統計情況，調整本次作業題目的難度。課堂時間總是寶貴而有限的，利用系統的數據分析能力，更加精準地提取出普遍感到困難和迷惑的知識點，利用課堂時間進行講解。經過幾年對學生信息的收集，就可以對學生的特長和需求等進行個人畫像，幫助學生確定自己的興趣愛好，選擇適合自身情況的選修課，為學生畢業后是工作、考研等提供參考意見。在學科競賽的時候，也有助于學生選擇合適的競賽項目，找到合適的搭檔。

這些數據也對學生開放，學生可以通過統計數據了解本班、本年級甚至歷屆學生對本門課程、本章、本節知識點掌握的統計信息，利用這些數據估計自身掌握知識點的不足。同時能夠利用該系統了解用人單位對本門課程的需求，使學生在學習之初就能做到心中有數。學生在應聘的過程中，可選擇向招聘單位授權查看學習履歷，把學習過程和招聘過程有機融為一體。

5?結語

人工智能技術潮流對傳統的教師地位構成了挑戰。面對新技術的挑戰，以最積極的態度擁抱新技術顯然是最佳選擇。由于人工智能技術本身的復雜性，要求每一個高校教師都稱為人工智能方面的專家是不切實際的。對大多數教師來說，了解現有人工智能的能力，熟練使用人工智能作為輔助教學手段是一個現實的選擇。應該注意到，對高校教師來說，人工智能是一種采集監控和反饋學生學習效果的手段，對教學方案進行調整和成績評判的決定權仍然在教師手上，教師仍然是課堂的主導者。人工智能技術一方面方便了教師對學習效果的判斷，使教學反饋更加靈敏;另一方面，需要高校教師對人工智能技術有一定的了解，也提高了對高校教師的要求。高校教師不但是課堂教學的主導者，也是人工智能教學系統的操作者和維護者。

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作者簡介：鐘鳴宇（1982—），男，漢族，四川綿陽人，碩士，中級職稱，研究方向：信號與信息處理、大氣光學監測。