人工智能驅動教育高質量發展路徑研究

嚴偉祥 孟德鋒

摘 要：本研究探討了運用人工智能構建教育大數據平臺，優化人才培養機制，豐富教學資源、教學方法、學習形式，構建智慧教育管理系統和保障機制，系統分析了人工智能多維度驅動教育高質量發展的路徑。研究結果顯示，只有推動教育高質量發展，才能持續穩定地培養高質量人才，服務我國經濟和社會的高質量發展。

關鍵詞：人工智能;高等教育;人才培養;智慧教育

我國已進入高質量發展階段，高質量人才是高質量發展的動力源泉，也是持續性高質量發展的重要保障。人工智能通過計算機模擬人的思維和行為，賦予其高階應用，促進產業升級和服務智能化發展。人工智能發展涉及計算機科學、機械工程、語言學、心理學、邏輯學等諸多交叉學科。如何運用人工智能驅動教育高質量發展，培養新時代經濟建設的高質量人才，是高等院校必須直面的問題。

我國非常重視人工智能的頂層設計和布局。2017年7月，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，致力于將人工智能打造成產業變革和未來技術的核心驅動力。在教育方面，教育部前瞻性地制定相關政策，如發布《高等學校人工智能創新行動計劃》，要求高校積極開展人工智能理論教學與探索，加快建立與人工智能領域相適應的人才培養模式，構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系。在此基礎上，教育部進一步出臺了《教育信息化2.0行動計劃》《中國教育現代化2035》等一系列文件，旨在全面、快速地推進人工智能與教育融合發展，培養高質量發展亟需的高質量人才。人工智能的發展已呈現多國競爭局面：美國、英國和日本等國家也紛紛制訂人工智能發展計劃，通過推出“人腦項目”“智慧數據項目”和“超能社會”等戰略項目，引導高校和科研院所挖掘和培養人工智能高層次人才。因此，持續穩定地培養高質量人才，服務我國經濟社會高質量發展是非常必要的。

一、人工智能與教育的關系

隨著信息技術與智能制造的快速發展，人工智能在多個場景中不斷被推廣應用。當前，人工智能在語音識別和處理、視頻和圖像處理、物體檢測等領域呈現出了比傳統處理方法更好的效果。在人工智能語境中，基于樣本數據通過一定的訓練方法得到包含多個層級的深度網絡結構的機器學習過程，即深度學習，已經開啟人工智能驅動教育應用的新時代。

國內外學者普遍認為，人工智能在推動教育發展方面已經取得初步成效。具體來說，在人工智能驅動下，教學評價、教學管理、教學場景、教育資源等方面呈現出智能化教育服務和教育形態。互聯網、5G等新興技術的飛速發展，給教師和學生提供了極大的教學和學習便利。人工智能有利于推動個性化教學資源建設，有利于促進互動教學與浸潤式情感教學，有利于推進線上線下教學融合。人工智能是教育發展的先進生產力，正掀起一場教與學的革命。

當前，利用人工智能技術升級教學環境已取得前所未有的成功。比如，通過虛擬現實技術（VR）和增強現實技術（AR）利用電腦模擬并形成虛實結合的教學環境，搭建同步協作教學空間，增強虛實互動的學習體驗，滿足學習者的學習需求。

當然，在教育中，人工智能并不能完全取代教師的地位。早在19世紀，馬克思就清楚地指出技術的雙重作用。人工智能雖然對人類社會有顯著的積極作用，但其帶來的負面影響也不能忽視。過度使用人工智能將會使人產生依賴，不利于自我習得，如在網上找機器人做作業、寫論文。人工智能在知識學習中明顯存在一定的應用邊界。此外，人工智能應用存在潛在風險與安全威脅，如信息泄露、算法亂用、網絡病毒和網絡攻擊。人們應該通過法規和倫理約束保持對人工智能的掌控。

二、人工智能驅動教育高質量發展路徑

（一）構建高質量的教育大數據平臺

人工智能之所以能夠如此快速地發展，是因為大數據為其提供了豐富的“養料”。因此，人工智能驅動教育高質量發展的首要條件應是集成教育大數據。新生入學時，高校相關部門就應該系統地收集師生在校的學習、生活、出勤、教學、消費、出行等行為數據。這些數據呈現方式可以是數字、文本、音頻、圖片和視頻等。然后由管理人員進一步歸類、篩選，進而構建教育大數據庫。高校通過大數據技術深度挖掘，為教育管理、教師教學、學生學習提供精準智能化服務。高校也可以將其與本地教育數據庫互聯，形成省級和國家級教育大數據庫，這也為我國實施與發展人工智能教育提供了重要基礎和保障。

（二）構建教與學創新體系

教師的人工智能素養直接關系到教與學創新體系的構建。首先，教師必須提升運用人工智能的能力。在人工智能支持下，教師可以將自然語言處理和機器學習技術用于批改課程作業、分析學生的學習情況，把自己從一些重復性、低效率的工作中解脫出來，從而將更多的精力投入創造性、移情性、啟發性的教學和科研，成為真正的師者。其次，教師可以開發人工智能自適應教學的資源，為學生提供適應性和個性化學習。通過調取教育數據庫中每個學生的學習數據和信息，利用人工智能逐步形成每個學生的學習方式、特點和習慣畫像，教師就可以根據畫像特征調整教學內容、方式和節奏，做到因材施教。再次，利用人工智能打造智慧課堂。學校可以將人工智能與大數據、物聯網、云應用等先進信息技術融合，配備虛擬現實和增強現實設備，形成師生、生生立體化互動的智能教學環境，全面提升教學質量。最后，形成人工智能與師生教學共同體。人工智能對教師的教學和學生的學習有著積極的促進作用，教師和學生在教與學的過程中形成的數據和反饋也為進一步開發人工智能提供了必要支撐。在此過程中，雙方形成了相互包容、相互依靠、相互促進的共同體。

（三）構建智慧教育管理服務系統

構建智慧教育管理服務系統有以下幾方面的作用：一是高校基于教育大數據，通過人工智能進行教學監測與調控、教師培訓、教師隊伍建設的精準調整和優化。二是高校設計智慧教育管理服務系統，有利于教育管理部門制訂可行適宜的教育計劃和政策，監測和評估教育過程與結果。三是高校通過智慧教育管理服務系統為教師和學生提供查詢功能，并推送教師授課、教學活動、學術講座等相關信息。四是高校根據學生的學習情況、生活行為、興趣愛好等，為其推薦就業單位，推動精準就業，滿足學生需求。

三、人工智能驅動教育高質量保障機制

（一）動態優化人才培養機制

首先，高校應針對本校所有專業的人才培養方案進行討論，即如何將人工智能專項課程與各個專業有機融合，并建立完善學科學位體系。其次，高校通過大數據、人工智能對人才培養方案進行模擬跟蹤，通過深度學習方法調整和優化人才培養方案。最后，高校推動產學研深度合作，借助人工智能的貝葉斯推斷對未來人才需求進行預測，進一步調整人才培養方案，形成動態優化的人才培養機制。人才培養以及課程設置要“嚴起來，難起來”，要讓學生“實起來，忙起來”。從根本上來說，為適應國家人工智能發展戰略，高校要培養具有前瞻性視野，具有新文科、新工科等創新思維的復合型、跨領域的高質量人才，從而服務我國高質量發展。

（二）倫理道德風險防控機制

人工智能可以對校園教育中的隱患進行風險預警。比如，提前對師德師風問題進行預警，對學生中可能發生的突發事件以及輿情進行預警，從而保證校園安全和良好的教育環境。此外，為保護教師和學生的個人隱私，防止數據濫用，防止信息泄露，高校必須采取教育數據和信息保護措施，并建立數據管理問責機制。在倫理道德約束下，高校應探討人工智能的風險防控機制，形成人工智能為高等教育高質量發展服務的長效機制。

高校應該以人工智能和信息技術發展為契機，推動既有的高等教育深度改革，從教育主體、學習主體和管理主體著手，動態優化人才培養機制，豐富教學資源、教學方法、學習形式，構建智慧教育管理系統和保障機制，形成以人工智能為核心的教育高質量發展載體，培養高質量人才，服務我國高質量發展。

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責編：桃 子