新工科背景下智能教育在人才培養中的探索與實踐

張國良

摘 要 人工智能促進教育改革已成必然趨勢，新工科作為未來教育改革的戰略性工程，技術與教育的深入融合將為教育的改革提供重要支柱。本文深入剖析當前新工科教育改革中面臨的困難，結合新工科發展的需求，智能教育的優勢，從教育生態構建、資源組織、雙師教學模式、質量評估分析、智能服務推送、推進路徑等六個方面進行研究，探索解決規模化教育下個性化、創新型人才的培養，全面推進智能教育在新工科建設中的應用。

關鍵詞 新工科 智能教育 教育生態 人工智能

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.004

Exploration and Practice of AI Education in Talent Cultivation

under the Background of New Engineering

ZHANG Guoliang

（College of Undergraduate， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710126）

Abstract Artificial intelligence has become an inevitable trend to promote educational reform. The new engineering as a strategic project of future educational reform， the in-depth integration of technology and education will provide an important pillar for educational reform. This paper deeply analyzes the difficulties faced in the current new engineering education reform， combines the needs of the development of new engineering and the advantages of intelligent education， research from six aspects including educational ecological construction， resource organization， double-qualification teaching mode， quality evaluation analysis， intelligent service and promotion path， solve the cultivation of personalized and innovative talents under large-scale education， promote the application of intelligent education in the construction of new engineering in an all-round way.

Keywords new engineering; AI education; education ecological; artificial intelligence

1 新工科人才培養與智能教育模式的辯證關系

新工科教育是中國高等工程教育改革的現在進行時、最前沿和新方向，引領高等工程教育改革甚至高等教育創新發展的總體方向和整體進程。[1]新工科人才培養具有更高的能力要求。工業化時代的生產模式呈現出規模化、機械化和標準化的特征，需要大量具備基礎知識技能、具有嚴格服從精神的標準化、專業化人才。而在AI技術日益滲透到各行各業的智能時代，科技創新已成為產業的核心競爭力，生產模式從單一重復性的流水線轉變為大規模、個性化、自動化的智能制造模式，更需要大批具備創新能力的個性化人才。

智能教育是利用新工科思維，是以新技術、新業態、新產業等為主要特征，意在通過新技術對教育進行轉型升級，開展新工科背景下的人才培養。新工科人才培養支撐未來時代的人才需求，滿足國家經濟社會的發展，新工科發展需要新教育模式的支撐，其中包括資源組織形式、人才培養模式、實踐能力培養、精準評價開展、個性化的教育教學服務，培養具有創新性的綜合性人才。

智能教育是服務于新工科人才培養的未來教育新生態，是面向未來社會發展需求、學生個性化學習需求、重點從三個方面解決人才培養的核心問題，第一，如何在規模化教育模式下更加高效的滿足學生個性化的學習需求;第二，如何培養學生自主學習、自主完善，自主指導的能力;第三，如何在學習過程中開展啟發式的教育，培養學生思維能力和創新能力，將知識內化于心、內化于行。[2]

2 當前教育面臨時代的挑戰

2.1新工科背景下人工智能技術與人才培養模式的融合問題

新時代開啟新教育，新教育呼喚新工科，智能時代人才需求不僅在數量上，更需要面向未來新興產業和社會發展所需要的個性化、創新型人才。

2.2新技術對傳統課堂教學模式變革不深入的問題

新技術對課堂教學模式更多是形式上的變革，還未實現深層次的變革。我們需要的不僅是“有學上”，而是“上好學”;不僅是“能上課”，而是“上好課”，我們要培養學生自主學習、自主服務、自主管理的能力，我們要開展深層次的課堂革命，構建探究式課堂，開展啟發智慧的教育，培養學生思維能力和創新能力。

2.3新工科人才培養要求與現實師生比等資源供給不足問題

目前新工科高標準的人才培養要求與現實師生比等資源供給存在差異，應該充分發揮人工智能技術協助教師從機械重復性的工作中解脫出來，投入到“研討式”課堂的構建和學生創新能力的培養中，提高教師的教學價值。通過大數據分析，開展高效且有針對性的教學活動，通過數據拉近師生的“供需關系”，協助學生快速獲取學習資源，定位學習不足，提高學習效率，促進未來新工科人才的培養的效率和質量。

3 智能教育在新工科人才培養過程中的應用

本文提出智能教育是指構建以學習者為中心，重在培養學習者思維能力、創造能力的教育模式。包含三方面內容：一是將人工智能技術應用到教學過程中，遵從教學規律，創新教學過程;二是創新人才培養目標和教育內容、重新定義人才培養模式、教學大綱;三是將智能技術深度融合到教學過程中，加強交互，創新教學方法。智能教育在新工科人才培養過程中的主要從以下幾個方面開展：

3.1構建深度融入新工科思維的智能教育新生態

以國家新工科戰略為綱，以新時代人才需求為導向，以智能技術為動力，以高校人才培養模式改革為抓手，明確細化未來教育的目標及內涵，既要遵從教育的本質規律，又要對教育的內涵進行重新領悟，深入推進教育改革，構建與人才培養目標相適應的教育新體系。

3.2重構教育教學資源組織形式

近年來，隨著互聯網+教育的全面發展，傳統課堂被MOOC時代所顛覆，教師已經成從封閉走向開放，從教室走向雙空間，教師成為學習的引導者、學習資源的創造者。通過人工智能技術的深入應用，知識圖譜技術為資源組織提供了技術支撐，可以將資源組織更加便捷、知識關聯更加豐富，機器學習技術可以提供實時、個性化的教學交互體驗，通過資源的組織和學生個性化的學習需求，助力規模化教育模式下的個性化人才培養。

3.3建立“人機協同”的雙師教學模式

資源組織形式的優化，為雙師協同教學提供了基礎支撐。在教學內容組織維度，可以分為兩類，可陳述知識和不可陳述知識，實體教師更多圍繞“為什么”“怎么用”去開展探究式的課堂教學，帶領學生開展啟迪式的教學體驗，真正將知識內化于心，外化于行，做到三個創新，創新知識傳授方式，采用人機結合進行教學;創新課堂課程設計，以探究式為引導培養學生的綜合能力;第三，創新人才培養模式，培養以德育為先，能力為重，知識為基的創新性人才。

3.4構建“三全”教學質量評估分析體系

深入分析線上教學的教學設計、教學組織、教學實施過程、學生學習模式與成效等教學流程中的各個環節，研究線上智能教學與線下教學模式的“全流程、全維度、全方位”的教學質量評估方式，研究教學質量評估內容的變化、線上教學質量監控標準和多元化評價體系、全流程全維度教學質量評估方式等，通過全流程評估形成線上教學的閉環機制，形成有效的綜合教學質量評估體系。

3.5開展精準化、個性化的智能服務

學習路徑的合理規劃是將學生培養成更具競爭力的人才，使他們擁有終身學習的能力的關鍵。從傳統的標準化學習流程向個性化推薦的組合式學習轉變，動態規劃學生學習路徑及內容，將使學生學習效率更加高效。

3.6實施“以點帶面，逐步推進”的“人工智能+教育”新工科推進路徑

設立智能教育示范課程建設項目，形成優秀課程改革案例庫，以點帶面，由課程、課程組、相關課程、專業、學院逐步擴展的方式進行推進，逐步應用到教學全過程，在充分研究、試點、總結的基礎上，將經驗上升為理論，形成可復制、可實施的人工智能+教育新工科建設方案，進行推廣應用，輻射校內校外，形成示范效應，推進高等教育的改革。

4 結語

智能教育將會成為后疫情時代高等教育的發展趨勢，是堅持以學生為中心的教育，充分發揮人工智能等現代信息技術對現有的教育模式進行重構，融入資源組織、教學設計、課堂革命、質量評價、個性化指導等人才培養過程，培養德育為先、能力為重、知識為基的個性化的新工科人才。

項目支撐：2020年國家級新工科新工科背景下“人工智能+教育”模式改革探索與實踐

參考文獻

[1] 劉坤.新工科教育治理情境綜論[J].天津大學學報，2020，（5）：411-416.

[2] 石光明.智能時代的大學人才培養[J].中國教育網絡，2019（7）：9-10.