人工智能視野下高等教育改革與發展研究

曹闖

摘 要 隨著人工智能技術的突破性發展，“智能+”時代到來，人工智能已深入社會生活的各個方面。高等教育是人才培養的重要場所，在推動人工智能技術發展的同時，也受到人工智能的深刻影響。本文在闡述人工智能發展現狀的基礎上，對人工智能技術在高等教育中的應用及改革進行了分析，最后指出人工智能視野下高等教育的發展趨勢，旨在推進我國高等教育的創新發展。

關鍵詞 人工智能 高等教育 改革 發展

中圖分類號：G640? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.02.003

Abstract With the breakthrough development of artificial intelligence technology， the era of "intelligence +" is coming， and artificial intelligence has penetrated into all aspects of social life. Higher education is an important place for personnel training. It not only promotes the development of AI technology， but also is deeply influenced by AI. Based on the development of artificial intelligence， this paper analyzes the application and reform of artificial intelligence technology in higher education， and finally points out the development trend of higher education in the perspective of artificial intelligence， aiming to promote the innovation and development of higher education in China.

Keywords artificial intelligence; higher education; reform; development

高等教育歷經了三個發展階段，即精英化、大眾化與普及化。在當前第四次科技革命的背景下，人工智能技術發展迅速，引發了社會不同領域的深刻變革。在當前人工智能時代，高等教育要適應時代要求，將人工智能技術與高等教育深度融合，不斷尋求高等教育領域的變革與突破，推動高等教育的智能化發展。

1 人工智能的發展現狀

隨著人工智能技術的發展，其已從實驗室逐步進入了人們的生產與生活。人工智能的發展主要表現在以下三個方面。

（1）以大數據為驅動力。大數據技術、高性能并行計算技術及機器學習模型的優化為人工智能的發展提供了技術支撐。“大數據+深度學習”已成為人工智能的主要代表，大數據及云計算技術是人工智能發展的重要驅動力。同時，大量數據的涌現，使人工智能算法得到進一步優化與發展。因此，大數據為人工智能提供了技術基礎，人工智能在數據獲取與挖掘的過程中實現有效應用。

（2）以自主學習為發展路徑。當前，人工智能技術已呈現出高速發展的態勢，但其發展仍達不到“強人工智能”時代的要求，在語言、認知、學習、推理與創作方面仍有較大的發展空間。近年來，國內外不斷開展對于人腦工作機制的研究，希望通過借鑒人類大腦的高級認知機理進一步優化人工智能技術，構建出人工智能的“最強大腦”，建立深度學習機制，形成更為強大的學習、推理、記憶等模型。

（3）以解放人類智力勞動為目標。關于人工智能的研究日益豐富，人工智能在各個領域中都展現出了強大的威力，人工智能開始成為人類的有力助手，可以替代人類完成機械化及重復性的相關勞動。當前，人工智能正在向實用性方向發展，努力加強模仿人腦完成信息并行化處理的功能，提高人機交互能力，最終達到解放人類智力勞動的目標。

2 人工智能技術在高等教育中的應用

人工智能技術的應用領域越來越廣泛，為人們的生活帶來了重要的變化。高等教育是社會發展的重要動力，同樣受到人工智能帶來的種種挑戰。面對人工智能技術的突破與創新，高等教育也需要適應時代的需要，進一步完善與改革。

（1）大數據技術在高等教育中的應用。人工智能的一個重要發展趨勢就是依托大數據技術，從而實現在教學、科研、管理等不同環節的數據獲取與分析，有效提升了教育評價及反饋的效率。傳統高等教育數據獲取的形式較為單一，過程也十分煩瑣，如通過調查問卷、課程評價等方式，反饋周期較長。而人工智能技術的運用不僅能夠提升反饋效率，同時還豐富了獲取數據的方式。人工智能技術能夠在高等教育中挖掘出海量數據，在教育的各個環節中形成閉環反饋，有效指導高等教育的發展方向。

（2）語音、圖像識別技術在高等教育中的應用。人工智能技術運用于高等教育之中，還表現為授課方式的改變。在傳統高等教育中，教師的講解是學生獲取知識的主要渠。如果學生在學習中遇到問題，教師只能在課下為其答疑解惑。而隨著人工智能技術的發展，學生可以通過網絡平臺進行學習。通過語音識別技術，學生能夠隨時提出學習中的問題，人工智能技術通過人機交互的形式，由機器人進行識別和解答，從而及時、準確地幫助學生解決問題。人工智能技術還可以通過對學生問題的分析，掌握學生的學習情況，從而為學生量身定制出個性化的學習方案。另外，學生還能夠通過人工智能技術中的圖像識別技術幫助學生對知識進行識別與記憶，提高學生的學習效率。

（3）虛擬現實技術在高等教育中的應用。人工智能中的虛擬現實技術也是高等教育中的重要應用，能夠有效改善傳統教育的弊端。傳統教育中，教師是占據主導地位的一方，學生只能被動跟隨教師的思路進行學習，學生參與學習的積極性與主動性較低，學習的體驗過程更無從談起。而虛擬現實技術的運用，能夠突破傳統教學中的局限性，為學生提供更加生動的學習材料與學習情景，增強學生學習的體驗感，真正將學生放在課堂的主體地位，幫助學生提高學習的注意力，提升學習效果。

總之，人工智能技術的應用改變了傳統高等教育的狀況，為教育的發展注入了新的活力。當然，大數據技術、語音圖像識別技術及虛擬現實技術僅僅只是人工智能技術的“冰山一角”，隨著人工智能技術與高等教育的深度融合，會有更多的人工智能技術運用于高等教育之中，不斷推動高等教育的改革與發展。

3 人工智能影響下高等教育的改革

人工智能技術的發展沖擊著傳統高等教育。為了適應人工智能時代的發展，高等教育必須進行改革，包括學科建設、教學方法、管理模式及教育理念等的改革，從而推動高校在教學、科研及管理等不同環節的智能化發展。

（1）學科建設和教學方法的改革。人工智能對高等教育的影響首先表現為教學內容與教學方法方面。就教學內容方面的改革而言，要根據社會需求與學校的綜合實力建立人工智能的相關學科，從而為人工智能產業的發展培養應用型人才。人工智能的發展在推動學科調整的同時，對學科的設置也產生了影響，“人工智能+X”的交叉性學科越來越多，學科間的界限日益模糊，逐漸將人工智能素養納入通識教育體系。在人工智能的影響下，高校教學方法也面臨改革。在傳統高等教育中，往往采用的是集體授課方式，所有課程的教學幾乎都在重復課前準備—知識講授—課后復習這一僵化單一的教學流程，教學中師生缺乏互動與交流，影響課堂教學效果。人工智能技術能夠大大改善傳統教學方法的弊端，通過人機的友好交互，突破教學時間與空間的限制。同時，人工智能技術還能夠結合教學中的知識點，對學生進行智能測試，從而全面考查學生知識的掌握情況，為教師開展個性化指導提供依據，真正做到因材施教。

（2）高校管理模式和教育理念的改變。我國高等教育中教學與科研投入不足，限制了高等教育的發展。在高校的教育成本中，管理成本是一項重要開支。利用人工智能技術，能夠實現對高校內部程式化事物的管理，包括學籍管理、科研管理、教學管理、財務管理等，從而降低管理人員的開支，實現管理的智能化，減少煩瑣的手續，提升管理效率。另外，利用智能平臺能夠采集與監測相關的管理數據，通過對數據的統計與分析，能夠實現對管理方法的智能決策，提高圖書館、實驗室等資源的利用率，保證高校的各項管理工作有序、高效進行。人工智能技術在影響高校管理模式的同時，也改變著高校的教育理念，促使教育者重視人工智能學科的發展，推進高等教育與社會發展的深度融合。教育者要構建“大教育”觀，打破學科界限，為學習者提供多樣化及個性化的學習空間，重視產教融合，真正將教育與社會發展相結合，使教育朝著多元化、綜合化與智能化方向發展。

4 人工智能視野下高等教育的發展趨勢

當前，各個高校都開始注重人工智能技術的應用，傳統課堂在人工智能技術的改造下成為多介質、多分支、即學即用的人工智能環境。但是，人工智能技術仍在創新與發展之中，國內外研究人員也在積極探究人工智能技術在教育領域的創新應用，未來人工智能技術在高等教育領域的發展可從以下幾個方面展開。

（1）指導學生互助學習：人工智能技術能夠為學生搭建智能學習平臺，可以根據學生的興趣、認知水平等對學生進行分組及單獨指導。學生能夠與同伴或教師進行實時交流，分享對課題研究的相關進度與成果，共同完成學習任務。

（2）學習分析與預測：人工智能技術能夠通過對學生學習相關數據的挖掘與分析，預測學生學習效果的趨勢，智能分析出每個學生在學習中遇到的困難及尚未掌握的教學內容，有針對性地對學習者給予學習指導。

（3）提供個性化教育信息：人工智能技術能夠將學生搜索頻繁的相關信息與資源反饋給教師，為教師對學生進行指導提供個性化的教育信息，并對學生的學習效果提供測驗與評估。

（4）成為學生的智能學習伙伴：人工智能技術將對學生的學習狀態、學習壓力及健康狀況進行監測，同時根據監測結果進行學習強化與指導。

（5）加強虛擬現實技術的運用：人工智能技術中的虛擬現實技術是利用計算機模擬現實環境，創造逼真的教學情景，使學生沉浸其中，并能夠對自身的選擇或互動有真切的體驗感。

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