AI技術賦能新學科建設研究

摘要：學科在大學體系內承載著人才培養、科學研究等重要使命，是大學提升核心競爭力的關鍵。人工智能技術（Artificial Intelligence，AI）作為引領科技革命和產業變革的核心力量，可以為高校新學科建設提供重要的支撐。高校在新學科建設中應用AI技術，可以更加高效地開展科學研究，推動學科交叉融合和創新發展。基于此，[5]"首先對AI技術中應用的相關技術與新學科建設進行了簡要論述，然后解析了AI技術賦能新學科建設的重要意義，并探討了行之有效的推進策略，旨在充分發揮人工智能的技術優勢，促進AI技術與學科建設的深度融合發展。

關鍵詞：人工智能技術" 新學科建設" 數據挖掘技術 機器視覺技術

[A6]"[7]

Research on the Construction of New Discipline of AI Technology Empowerment

QU Ru¹[A8]"[9]""" HU[10]"[A11]" Ruidong²

1. Xi 'an Traffic Engineering Institute， Xi’an， Shaanxi Province， 710000 China[A12]"[13]"；2. Sinotrans Logistics Northwest Co.， Ltd.， Xi 'an， Shaanxi Province， 710000 China

Abstract： Disciplines carry important missions such as talent cultivation and scientific research within the university system， and are the key to enhancing the core competitiveness of universities. Artificial Intelligence （AI） technology， as a core force leading the technological revolution and industrial transformation， can provide important support for the construction of new disciplines in universities. Applying AI technology in the construction of new disciplines in universities can enable more efficient scientific research， promote interdisciplinary integration and innovative development. Based on this， a brief discussion was first made on the relevant technologies applied in AI technology and the construction of new disciplines. Then， the significance of AI technology empowering the construction of new disciplines was analyzed， and effective promotion strategies were explored， aiming to fully leverage the technological advantages of AI and promote the deep integration and development of AI technology and discipline construction.

Key Words： AI technology; Construction of new disciplines; Data mining technology; Machine vision technology

現階段，人工智能（Artificial Intelligence， AI）[A14]"[15]"技術在科學研究中的應用日益廣泛，尤其在藥物研發、基因編輯、天文觀測等領域，AI技術已經取得了顯著的成果。這些成果推動了相關學科的發展，為高校新學科建設提供了重要的參考。因此，在新學科建設中，高校需要讓AI技術優勢與學科建設傳統優勢最大化地發揮出來，科學高效地開展科學研究工作，從而推進學科的融合發展。

1" AI技術概述

AI技術是研究和開發能夠模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術及應用系統的科學領域，通過讓計算機具備類似于人類的感知、學習、推理、決策等能力，實現智能化應用。AI技術涵蓋了多個子領域，如數據挖掘、虛擬仿真、機器視覺、深度學習、自然語言處理等，這些技術的發展共同推動了AI技術的全面進步^[1]。在教育領域，AI技術發揮著重要作用，通過智能教學系統、個性化學習推薦等方式，為學習者提供高效的學習體驗，新學科的建設發展探索新的路徑。常見的AI技術如下。

1.1" 數據挖掘技術

數據挖掘技術是依托大數據技術的數據處理的技術，是從大量復雜的數據中，提取有用信息和知識的過程。數據挖掘需要根據數據信息特點，選擇合適的分析工具，應用統計方法、事例推理、決策樹、規則推理、模糊集、神經網絡、遺傳算法等方法處理信息，得出有用的分析信息，數據挖掘過程如圖1所示。

1.2" 虛擬仿真技術

虛擬現實技術（Virtual Reality，[A18]"VR）[A19]"[20]"，是一種綜合集成技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等。它由計算機硬件、軟件、各種傳感器構成的三維信息的人工環境——虛擬環境，可以模擬現實世界（甚至是不存在的）的事物和環境，人可以在這在這種環境中自由操作，自然地與虛擬環境進行交互。虛擬仿真技術應用如圖2所示。

1.3" 聯網技術

物聯網技術起源于傳媒領域，是信息科技產業的第三次革命。物聯網是指通過信息傳感設備，按約定的協議，將任何物體與網絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能。

1.4" 機器視覺技術

機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支，是通過機器視覺產品將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作，機器視覺技術原理如圖3所示。

2 AI技術在新學科建設中應用的意義

2.1 促使新學科建設發展與先進技術緊密貼合

AI技術是包括大數據技術、虛擬仿真技術、信息通信技術等技術的統稱。AI技術在高校新學科教學中應用，能夠確保學生所學知識與未來社會的前沿的信息與技術保持同步，提高教學的針對性和實效性^[2]。例如[A24]"：北京大學口腔醫學院，依托大數據、虛擬仿真等AI技術，建立融合智能物聯、智能管理、智能學習與評估的多維度智能一體化虛擬仿真訓練實驗室，實驗室分為講授區、線上訓練區、虛擬仿真訓練區等。其中，線上訓練區可以進行線上虛擬仿真實驗教學和自動化評估，虛擬仿真訓練區可進行多類型、帶有力反饋的虛擬仿真訓練和評估，該實驗室的應用不僅為醫學學科的發展賦能，而且能夠讓學生近距離接觸前沿的AI技術，實驗室詳情如圖4所示。

2.2推進新學科建設創新

AI技術為新學科的研究提供了新的思路，在這一技術賦能下，高校的科研工作能夠更加深入。同時，AI技術能夠為教學提供新的手段和資源，如虛擬實驗、在線學習平臺等，提高教學的質量^[3]。此外，AI技術能夠為社會服務提供更多的可能性，如智慧城市、智能醫療等領域，推動新學科在社會服務中的應用和發展。高校學科與AI技術的融合創新發展，不僅能夠推動新學科的快速成長，而且能夠為社會帶來更大的價值。例如[A27]"：北京航空航天大學的“人工智能賦能的全過程交互式在線教學平臺”案例基于生成式大模型、機器深度學習等人工智能技術，打通教師線上線下各個教學環節，實現課前預習[A28]"[29]"—課中學習—課后復習—課程答疑全過程學習過程閉環，以學校覆蓋的323間智慧教室為基礎底座，對錄制的課程資源開展數字化加工。以全過程在線教學平臺為條件支撐，開發了全天候伴隨式知識智能答疑助手，實時解決學生在新學科學習過程中的各項問題，為新學科的發展賦能，具體如圖5所示。

3 AI技術賦能新學科建設的推進策略

3.1 計劃性加強各方面的投入

3.1.1人力的投入

高校需要積極培養、引進一批“雙師型”教師力量，既能夠在教學過程中利用AI技術輔助教學，還能夠立足專業特點，利用AI技術深化學科的建設，實現教學內容、教學方法、教學模式的創新。另外，高校還需要引進技術性人才，對AI工具進行維護，保證其運行正常。

3.1.2物力投入

高校要加大AI技術設備的投入，如高性能計算機設備、網絡設備、音頻設備等，為AI賦能新學科的建設提供先進優質的硬件保障，充分發揮AI技術的賦能優勢。

3.1.3資金投入

加大資金的投入是高校發揮AI技術賦能新學科建設的基礎，高校應打造科學的AI賦能財政體系，為AI技術與教育的融合制[A38]"[39]"訂預算計劃，并將此體系列為學校的重點發展項目，打造多元化的融資渠道和財政體系^[4]。

3.2構建隱私保護和信息安全體系

首先，要加強高校的隱私保護意識，從源頭上降低信息安全風險；要加強教育數據管理工作人員的安全意識培訓，確保其工作能夠符合要求；要加強個人信息保護的宣傳，讓學生、教師認識到個人信息保護的重要性，并采取必要的保護培訓，降低內部成員無意泄露數據的風險。其次，要加強高校信息技術應用與創新能力，為AI技術賦能學科建設提供強有力的安全保障。高校可以通過先進的信息安全技術打造全面且深入的信息安全體系，避免學校的信息系統受到惡意攻擊。同時，還要建立及時應對機制，對可能出現的信息安全問題制定應對措施，一旦出現問題，需要短時間內采取措施應對解決，力爭損失最小化。最后，需要打造安全的政策環境^[5]。政府部門應為AI技術在高校學科建設中的推進制定相關的幫扶政策，并要為高校的信息安全保護提供法規建設支持，提高AI技術在學科建設中的應用安全感，促進AI技術與各學科的融合，從而推進教育信息化建設。

3.3 加強教師AI技術應用能力與學生適應能力

從教師方面來看，高校要加強教師的AI技術應用能力的培養，保證教師能夠熟練地使用智能技術輔助教學。各高校應積極開展線上線下的人工智能技術相關課程，并根據行業發展及時進行調整，從而不斷提高教師對先進人工技術的理解與應用能力，為教學效果的提升奠定基礎^[6]。從學生方面來看，高校應建設人工智能的教學平臺，加強學生對人工智能技術的了解與應用能力，并且這類教學平臺可以跟蹤學生的學習情況，分析學生對知識的掌握水平，并以此為依據制定策略，輔導學生提升成績。另外[A41]"[42]"，高校應該要加強AI智能技術專業的開展，讓學生近距離的接觸新技術，并通過實踐，提高對該技術的理解與掌握，為提升學習效率奠定基礎。

4 結語

綜上所述，隨著AI技術的廣泛應用，社會對AI人才的需求不斷增加。當前，科技革命和產業變革正在加速推進，高校需要積極應對這一挑戰，加強新學科的建設和發展。AI技術在新學科建設中具有重要的作用，不僅能夠使教學與未來發展趨勢緊密結合，而且能夠推進新學科的建設與創新。目前，人類社會正在邁入智能時代，高等教育要想適應這一時代的發展，需要在學科建設、人才培養等方面創新改革。在新學科建設中，高校需要深入研究AI技術的特點和應用，結合新學科建設的實際需求，充分發揮AI技術的優勢，推動新學科的創新發展。

參考文獻

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