大學生人工智能素養及學習需求研究
——基于湛江市三所高校的調查

黎焯基,楊永麗

(1.廣東醫科大學附屬第二醫院,廣東 湛江 524023; 2.廣東醫科大學,廣東 湛江 524023)

經歷近70年的發展歷程,人工智能正以前所未有的速度實現技術進化、前沿突破及深度賦能,其改變著當下、塑造著未來。目前,以ChatGPT為代表的生成性人工智能已成為人類科技史上諸多具有標志意義和節點效應的重大科技新進展[1]。然而,單純掌握人工智能知識與技能還不能保障未來工作者以合理、高效且恰當的方式運用技術[2]。只有具備高水平的人工智能素養,才能在認識技術的本質、內涵與特點的基礎上辯證地看待其作用,以批判、合理、恰當的方式加以使用。提升大學生人工智能素養已成為高校教育教學的重要工作之一。本研究對湛江市三所高校在校學生的人工智能素養現狀和學習需求進行調查,以期為教育工作者更好地設計和開展人工智能素養教育提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以湛江市三所高校的全日制本科生為研究對象,采用分層整群抽樣法,將研究對象按照專業、年級進行分類,以班級為群進行抽樣。共回收問卷2054份,其中有效問卷2018份,問卷有效率達98.25%。

1.2 研究方法

本研究的調查工具為自制的“大學生人工智能素養與學習需求調查問卷”,包括人工智能素養和人工智能學習需求兩部分。其中人工智能素養包含人工智能意識、人工智能實踐、人工智能評價和人工智能倫理等12個問題;人工智能學習需求包含學習意愿、學習基礎、學習方式等16個問題。研究所得數據采用SPSS 26.0軟件進行統計分析。

2 研究結果

2.1 研究對象的基本信息

研究對象覆蓋5個年級、9個專業大類(工學、理學、文學、醫學等)。其中,男生787人(39%),女生1231人(61%)。

2.2 人工智能素養分析

在人工智能意識方面,問卷列舉了12項生活中常見的設備、技術,如“小愛音響”“掃地機器人”“高德地圖導航”“天氣預報”“淘寶搜索”等,考察學生對人工智能技術和設備的感知和判斷能力。結果顯示,大學生能對大多數題目做出正確選擇(正確率為52.2%至89.2%),而“天氣預報”“淘寶搜索”則是學生熟知但非真知的技術應用,令他們難以識別(正確率分別為42.0%、46.8%)。

在人工智能實踐方面,56.6%的學生能夠熟練應用人工智能程序及產品,20.4%的學生認為“很難學會使用一個新的人工智能程序或產品”,80.8%的學生表示能夠使用人工智能程序或產品來提高學習效率。在人工智能評價方面,53.7%的學生認為自己能依據學習需要恰當地選擇人工智能程序或產品,58.9%的學生表示能夠在使用后進行恰當的評估。

在人工智能倫理方面,多數學生在“遵守道德原則”和“警惕人工智能技術的濫用”方面做了正向選擇(累計占比為71.5%和51.0%);在“警惕隱私和信息安全方面”,只有不足半數的學生做了正向選項(44.4%),另有30.7%的學生選擇中立,24.9%的學生在隱私和信息安全方面警惕性不足。

2.3 人工智能學習需求分析

在學習意愿與學習基礎方面, 80%以上的學生表示對人工智能感興趣,希望在校期間學習與人工智能相關的知識和技能,另有68.4%的學生希望參加與人工智能相關的實踐項目或競賽活動。同時,學生在人工智能方面的基礎普遍較弱,23.1%的學生對人工智能技術沒有任何了解,59.8%的學生知道一些基礎知識。此外,77.3%的學生沒參加過相關課程或培訓。

在人工智能學習內容方面,學生最希望學習的知識和技能排在前三位的依次為:編程語言和工具(62.8%)、人工智能在特定領域的應用案例(50.6%)、數據分析和數據可視化技術(50.5%);學生最想掌握的編程語言中,排在前三位的依次為:Python(74.3%)、C++(53.0%)、JAvA(41.3%);學生最想掌握的開發人工智能的框架中,排在前三位的依次為:PyTorch(47.7%)、TensorFlow(40.1%)、VB(28.8%);學生希望通過學習人工智能技術實現其目標的應用中,排在前三位的依次為:提高學習效率以提升學習效果(74.7%)、改善醫療診斷和治療(69.5%)、提高交通安全和效率(61.8%)。

在人工智能學習方式和時間方面,44.9%的調查對象傾向于混合式學習,46.3%的調查對象希望課程能理論和實踐相結合,63.9%的學生希望以交互式練習和游戲化方式進行;學習時間上,44.7%的學生希望控制在一個學期或三個月內,43.2%的學生希望每周學習時長不超過5個小時。詳見表1。

表1 學習方式和學習時間Tab.1 Learning style and time

在人工智能學習支持方面,學生最希望獲得的支持和資源排在前三位的是:程序開發工具和環境(73.9%)、學習資料和文獻(67.4%)、實驗數據和數據集(67.4%);學生最希望獲得的案例應用場景排在前三位的是:語音識別和自然語言處理(71.7%)、人臉識別和物體檢測(66.5%)、醫療影像分析(64.7%)。詳見表2。

表2 學生的學習支持需求Tab.2 Needs of learning support

3 討論

3.1 學生的人工智能素養有待提升

本研究顯示,大學生對人工智能的了解程度較低,超過20%的學生對人工智能沒有任何了解,近60%的學生只了解一些基礎知識,兩者累計占比接近90%;近80%的學生沒有參加過與人工智能相關的課程或培訓。超半數的學生不能識別“天氣預報”“淘寶搜索”等常見人工智能技術或設備。另有20%多的學生在學習使用新的人工智能程序或產品中存在困難。該調查結果與其他學者的相關研究結果接近[3-7],說明在校大學生,尤其是非智能技術類專業學生,相關知識與技能儲備不足,人工智能綜合素養有待提升。

國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中明確指出:利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革,推動人工智能與神經科學、認知科學、量子科學、心理學、數學、經濟學、社會學等相關基礎學科的交叉融合,實行全民智能教育項目,突破人工智能+教育的應用[8]。然而還有高校現有的課程設置尚未跟上時代發展的步伐,缺少與人工智能相關的教育和培訓。一些開設了智能科學和技術課程的院校,也存在課程“空心化”“高開低走”的問題[9]。建議各高校及時調整人才培養方案,關注人工智能學科和師資隊伍的建設,及時增設相關專業課程、選修課程。

3.2 學生的信息安全意識有待提升

研究結果顯示,有24.9%的學生在使用人工智能應用程序或產品時對隱私和信息安全問題的警惕性較低,說明其風險防范意識較弱。這可能是受社交媒體和互聯網文化的影響,很多學生習慣于分享個人信息和生活細節,在使用各種人工智能產品時,偏重于應用的便利性和功能,而忽視了個人數據被泄露的潛在風險。鑒于此,在校期間有必要加強對大學生的隱私保護和信息安全意識的教育與宣傳,提供相關防范知識和案例,增強他們對個人隱私和信息安全的認知,提醒他們審慎共享和使用個人數據,使其在人工智能應用過程中做出正確決策。

3.3 學習意愿強烈、需求廣泛

人工智能既是未來社會和經濟發展的重要驅動力,又是引人入勝的前沿學科領域,對大學生充滿吸引力。本研究表明,有80%以上的學生對人工智能感興趣、希望學習與人工智能相關的知識和技能。同時,他們的學習需求廣泛、呈現多樣化態勢。無論是對人工智能在特定領域的應用案例、數據分析和數據可視化技術,還是Python、C++、JAvA、PyTorch、TensorFlow、VB等程序技能,均表現出較大的學習興趣。與此同時,他們在學習方式和學習時間上的選擇相對集中,多數學生傾向于進行理論和實踐相結合的混合式學習,喜歡以交互式練習和游戲化的方式開展學習。建議相關院校針對學生的學習需求和偏好,制定具體的培養方案,設計并開設相關課程,多為學生提供項目實踐和實驗課程,以滿足學生的學習需求。同時,向學生推薦優質免費的線上課程、教材等,鼓勵學生參與開放式課程和自學,補充線下教學資源的不足。

綜上所述,相對于人工智能技術的快速發展和普及應用,大學生的人工智能素養明顯不足。高校應該積極開展人工智能教育,為學生提供相關的課程和資源,提高他們的人工智能素養,以應對未來社會對人工智能的需求和挑戰。