浙江大學(xué)教授吳飛:培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的復(fù)合型通才

人工智能推動著高等教育向著更加智能化和信息化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞 人工智能 教育目標(biāo) 高等教育 人工智能素養(yǎng)

在教育領(lǐng)域，人工智能正徹底改變著以知識積累和傳遞為中心的教學(xué)模式。如何通過多樣化的人機(jī)協(xié)同模式不斷提升學(xué)習(xí)者的主體性、能動性和實踐性，最終讓大規(guī)模的個性化學(xué)習(xí)普遍發(fā)生，成為“智能時代、高教何為”需要直面的重大命題。

“以ChatGPT為代表的生成式人工智能技術(shù)將促使人類教育目標(biāo)從知識本位和能力本位走向素養(yǎng)本位。”浙江大學(xué)于6月16日發(fā)布《大學(xué)生人工智能素養(yǎng)紅皮書》，參與并負(fù)責(zé)紅皮書項目的浙江大學(xué)教授吳飛對本刊表示，中國高校應(yīng)重構(gòu)智能時代各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、路徑以及支持系統(tǒng)，為社會培養(yǎng)大批量具有人工智能素養(yǎng)的復(fù)合型專業(yè)人才，助力未來社會朝著和諧、健康、可持續(xù)的方向發(fā)展。

智能化是高等教育的發(fā)展方向

在線學(xué)習(xí)：在您看來，人工智能發(fā)展給高等教育帶來了哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

吳飛：和歷史上蒸汽機(jī)、電力、計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)明一樣，人工智能正在成為一種通用的技術(shù)，以史無前例的速度全方位改變著人類社會。由人工智能引發(fā)的行業(yè)用人需求以及職場技能要求變化正在倒逼高等教育人才培養(yǎng)方向和方式的優(yōu)化和革新。

其一，人工智能引發(fā)知識生產(chǎn)模式變革。生成式人工智能的出現(xiàn)，意味著知識的生產(chǎn)不再完全依賴于人類的個體能力和時間成本，使得通過算法實現(xiàn)高效且大規(guī)模的知識生產(chǎn)成為可能。這種變革不僅提高了知識生產(chǎn)的效率和速度，還為人類知識的整合、傳播和創(chuàng)新提供了全新的可能性，推動著高等教育向著更加智能化和信息化的方向發(fā)展。

其二，人工智能引發(fā)高校課堂教學(xué)模式變革。當(dāng)前，全球很多高校在人工智能課堂應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)開展了有益的探索。人工智能為教育教學(xué)資源多樣化開發(fā)提供了更多的可能性；虛擬助教、聊天機(jī)器人、智能測評等工具正在助力教學(xué)提效增質(zhì)；生成式人工智能教育應(yīng)用將推動教學(xué)模式從“師—生”二元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向“師—生—機(jī)”三元結(jié)構(gòu)，推動學(xué)習(xí)空間泛在化，滿足學(xué)習(xí)過程全覆蓋的個性化需求。人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的泛在學(xué)習(xí)將更加普及，因材施教的千年夢想將成為可能。

其三，人工智能引發(fā)高校科研范式轉(zhuǎn)型。人工智能正全面融入科學(xué)、技術(shù)和工程研究，幫助研究者生成假設(shè)、設(shè)計實驗、計算結(jié)果、解釋機(jī)理，特別是輔助研究者在不同的假設(shè)條件下進(jìn)行大量重復(fù)的驗證和試錯，探索先前無法觸及的知識領(lǐng)域。

其四，人工智能在高校的廣泛應(yīng)用可能產(chǎn)生負(fù)面影響。這種負(fù)面影響包括教師地位邊緣化、歧視和偏見、倫理風(fēng)險、安全和隱私問題、數(shù)字應(yīng)用鴻溝等。

人工智能觸及教育的根本問題

在線學(xué)習(xí)：近幾年的人工智能浪潮給教育帶來了巨大的沖擊，但這已不是高校第一次面對人工智能技術(shù)的沖擊了。高校應(yīng)該克服哪些傳統(tǒng)思維，才能應(yīng)對新的人工智能技術(shù)的挑戰(zhàn)？

吳飛：1936年10月，愛因斯坦在美國高等教育300周年紀(jì)念會上發(fā)表了一篇名為《論教育》的演講。他認(rèn)為，“教育的首要目標(biāo)永遠(yuǎn)應(yīng)該是培養(yǎng)獨立思考和判斷的總體能力，而不是獲取特定的知識。如果一個人掌握了他的學(xué)科的基本原理，并學(xué)會了如何獨立地思考和工作，他肯定會找到屬于他的道路。除此之外，與那些接受的訓(xùn)練主要只包括獲取詳細(xì)知識的人相比，他更加能夠使自己適應(yīng)進(jìn)步和變化。”

可見，今天教育所面臨的挑戰(zhàn)不僅僅是“獲取特定知識”，而是如何讓學(xué)習(xí)者形成創(chuàng)造性解決問題的能力，通過形式化、程序化和機(jī)械化把實際問題抽象為可形式化表達(dá)的數(shù)學(xué)問題，用計算機(jī)語言來編程，自動優(yōu)化求解數(shù)學(xué)問題所表達(dá)的模型，從而解決實際問題。實際上，歷史上刻畫人口變遷的“胡煥庸線”和疾病傳播模式的手段，都源于計算思維。

同時，科技發(fā)展的事實已經(jīng)表明，重大科技問題的突破，新理論乃至新學(xué)科的創(chuàng)生，常常是不同學(xué)科理論交叉融合的結(jié)果。人工智能天然具備推動學(xué)科交叉的潛力，如人工智能預(yù)測蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)，為探秘“生命之舞”提供全新視角，是一項改變游戲規(guī)則的技術(shù)。就像費馬定理的最終證明或發(fā)現(xiàn)引力波一樣，它解決了一個在“待辦清單”上已經(jīng)存在了50年的科學(xué)問題；人工智能這一“非凡工具”幫助數(shù)學(xué)家找到單獨依靠人類思維不容易發(fā)現(xiàn)的內(nèi)在聯(lián)系，“進(jìn)軍”數(shù)學(xué)領(lǐng)域，輔助數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的數(shù)學(xué)猜想和證明新的數(shù)學(xué)定理。因此，今天的教育要勇于讓學(xué)科突破專業(yè)束縛，在學(xué)科交叉中尋找解決問題的樂趣。

強(qiáng)化對大學(xué)生人工智能素養(yǎng)的培養(yǎng)

在線學(xué)習(xí)：大學(xué)生應(yīng)該具備哪些人工智能素養(yǎng)，才能適應(yīng)這個時代的要求？

吳飛：為了應(yīng)對人工智能給社會各行各業(yè)所帶來的前所未有的挑戰(zhàn)，高校需要培養(yǎng)大學(xué)生了解人工智能、使用人工智能、創(chuàng)新人工智能和恪守人與人造物關(guān)系等綜合能力，提升他們的人工智能素養(yǎng)，讓他們能夠在智能社會中更好地生活和發(fā)展。具體而言，大學(xué)生人工智能素養(yǎng)包括體系化知識、構(gòu)建式能力、創(chuàng)造性價值和人本型倫理等四個有機(jī)整體，其中，知識為基、能力為重、價值為先、倫理為本，四者間相輔相成、相互融合。

在線學(xué)習(xí)：為培養(yǎng)大學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，高校在課程設(shè)置及教材方面應(yīng)該做哪些工作？

吳飛：培養(yǎng)大學(xué)生的人工智能素養(yǎng)最重要的手段之一就是學(xué)習(xí)系列課程。針對不同專業(yè)、不同層次大學(xué)生的實際要求，高校可設(shè)置通識課程、專業(yè)課程、學(xué)科交叉課程、微課程等多類別課程，應(yīng)對不同類型學(xué)生對人工智能的知識需求。

教材方面，要重視數(shù)字化教學(xué)資源的構(gòu)建。數(shù)字教材在強(qiáng)化音視頻的信息傳輸優(yōu)勢、極大地拓展讀者閱讀邊界的同時，還可以有效聚焦讀者目光、提升學(xué)習(xí)專注力、升級閱讀體驗，為學(xué)生個性化地學(xué)和教師創(chuàng)造性地教提供燃料。人工智能教材所對應(yīng)的視頻、音頻、實訓(xùn)案例和PPT等教學(xué)資源可按照知識點組織，形成“知識圖譜—能力圖譜”為結(jié)構(gòu)的組織方式，為“學(xué)生更加主動地學(xué)、教師更加創(chuàng)造性地教”開辟廣闊天地。

在線學(xué)習(xí)：那么，教師團(tuán)隊?wèi)?yīng)該如何構(gòu)建呢？

吳飛：人工智能是一個高度綜合性的交叉學(xué)科，涉及計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)等多個領(lǐng)域。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，高校應(yīng)積極吸引不同學(xué)科背景的教師參與人工智能課程建設(shè)。此外，還要加強(qiáng)校企合作，引入企業(yè)專家參與教學(xué)。人工智能是一個與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密的應(yīng)用導(dǎo)向型學(xué)科，加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)合作，引入企業(yè)專家、工程師參與教學(xué)，可以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的前沿性和實踐性。