人工智能与教育重塑

摘 要：教育发展必须与时俱进，在人工智能蓬勃发展的今天，升级传统教育，全面创新教育模式，推进教育改革势在必行。

关键词：智能化; 新工科; 专业升级; 教育评价

中图分类号：G434           文献标识码：A      文章编号：1006-3315（2020）8-119-002

智能化时代即将要来了，第四次工业革命也要到了。近年来，人工智能在教育上应用的配套政策陆续出台。2017年，《新一代人工智能发展规划》发布，在规划中，明确要求随智能化的不断发展建立新型的教育体系，根据不同的个体定制个性化的教育服务，实现随时随地学习和终身学习。2019年2月，《中国教育现代化2035》发布，文件中强调教育体系的智能化、一体化，强调用人工智能来管理教育、服务教育，利用人工智能现代化改革人才培养模式。同年5月，中国政府与联合国教科文组织在北京合作举办关于人工智能与教育为主题的大会，来自全世界的专家和学者聚在一起共商教育大事，教育和人工智能化的融合是必然结果。会上，探讨现代教育新模式，并形成《北京共识——人工智能与教育》的文件，会议以“规划人工智能时代的教育：引领与跨越”为主题，达到这样的共识：教育必须融合人工智能，教育必须全面创新、必须建立智能化时代的教与学新模式，通过智能化推动教育的发展和升级，从而提高办学水平和质量。由此可见，深入推进教育与智能化的不断融合，是发展中国智能教育大势所趋，任重而道远。

一、目前教育现状

目前，我国高等教育无论在办学规模、办学质量、办学理念、办学方式都有较快的发展，教育投资、教育管理也有一定的进步，但仍低于发达国家的教育平均水平，不能满足社会现代科技发展的需求，不能满足生产力的发展。我国高等教育中，不论是教学理念、教学手段还是教学组织形式，都还是传统方式，没有与当前高速发展的科学技术相适应。老师就像流水线上的工人，学生则像流水线上的产品，教育体系被格式化了，学生接受没有个性的学习过程，个人兴趣和特长得不到培养和发挥。而教师们则会被各种简单的日常教学事务缠绕，比如课堂管理、统计学生的到课率，比如批改学生作业，学生的平时成绩的统计等等，这样老师势必减少了花在教学上的精力和时间，想要对每个学生的学习制订个性化的教学服务则更加难了。

创新求变是发展的必然规律，利用新一代信息技术，特别是人工智能科技的发展，使人工智能与教育紧密结合，从而对传统专业升级改造;建立一种全新的教与学关系是教育发展的大趋势，一场轰轰烈烈的新教育革命正在发生。人工智能与教育的系统融合探索之旅正扬帆起航。

人工智能技术会带来全新的实用专业和教学模式。通过智能化、数字化、立体化来重塑教育。智能化趋势的核心是在于人工智能，也在于大数据的采集和多维度的定义。目前教育行业人工智能化模式可分成以下几个方面：专业升级;教学智能化;教学评价智能化;教学管理智能化等。通过智能化和传统专业的融合升级成新工科;教学模式上，在线课程的建设，学校的管理系统互联网平台，3D打印、AR/VR甚至更多技术作为辅助教学的工具，把图片或场景立体化变得可视可感，把知识变得更生动，让知识更容易理解和接受等。

二、人工智能重塑教育的几个方面

人工智能对教育的重塑是多方位的，从传统专业的转型升级到教师教学方式方法、教师教学的方式方法;学生学习的方式方法;教学评价系统;教育的管理模式等各个方面，下面我们来看看智能化的这几个方面。

1.传统专业的升级改造

随着人工智能化的深入，我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点。2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，会上对新工科人才培养计划进行了深入的探讨，包括培养特征、培养模式、培养方法、培养标准、培养理念等等，并就此达成共识。目前，我国很多高校正在加快建设和发展新工科，新工科专业是在传统工科的基础上结合智能化进行的升级和改造，发展成为新工科。比如智能制造专业、智能科学与技术专业、人工智能专业、光电信息科学与工程专业。新工科是在高科技发展的今天应运而生的新专业，具有培养方案新、教学理念新、教学模式新、教学评价体系新等特点。相对于传统的专业，新工科专业实践能力强、创新能力强，是培养的高素质、高技术的复合型人才的重要途径，因此新工科的建设和发展是一次教育的大变革。

2.教师教学智能化

人工智能将替代教师教学过程中一些简单的、重复的、规律性的教学工作，比如做开课通知、上课考勤和没做作业的提醒、课堂管理等;通过在线课堂的强大功能可以将教师从繁重的批改作业和阅卷工作、统计成绩中解放出来;通过在线教学平台，协助教师为学生在线答疑解惑，统计各种在线学习的信息。除此之外，人工智能技术、数字处理系统还可以帮助教师处理以前无法处理的复杂问题，比如各种复杂的公式计算等。基于这样一些智能化的教学，老师就可以有时间对学生提供个性化的服务、针对不同的学生提供不同的学习内容和方法，关注每个学生在学习上的差异性，为学生提供精准的教学帮助，提高教育教学质量和效率。在线学习平台可以帮助学生预习和巩固基础知识，课堂上就有更充裕的时间翻转，组织各种问题的讨论，让同学们通过讨论巩固和加深理解重点知识，课堂上教师不再是一言堂，而是课堂的引领者，通过准确的引导，培养学生的自学能力、组织能力、思辨能力，发挥学生的学习积极主动性。

3D技术使知识变得可视化，以视觉的形式让知识呈现，使复杂的知识变得清晰明了。当老师讲解一些抽象的概念、一些难以想象或难以用语言描述的过程，比如数学课中的多维空间、化学课中的微观结构、生物课中的生化反应、物理课中的模拟实验等等，3D技术让学生有情境式体验，提高课堂趣味性，增进认识，让学习知识变得更容易。

3.学生学习智能化

各种在线学习平台给学生自主学习更多的帮助，学生可以利用碎片化的时间在自己喜欢的学习平台上随时随地的学习，让学习不再受时间地点的限制，学生还可以选择自己喜欢的名师讲授，用自己喜欢的方式学习，可以与自己的兴趣、志向、爱好和需求相结合，制订适合自己的学习计划，使学习变得更有趣味性，更有可操作性。智能化还可以通过视频教学模拟工厂式的教学场景，使知识更贴近实际工程，强化了学生的认知，让学生的学习不再盲目，从而更能激发学生的学习兴趣，挖掘出学生的内在学习天赋。在精准教学方面，借助智能化技术和大数据，将课堂讲解压缩至20-30分钟讲解共性问题，其余时间用于分组讨论或拓展学习，达到更好的教学效果，实现了对学生的个性化分析，以学定教，提升学习的效率与质量。

4.教学管理、教学评价系统智能化

教师借助虚拟增强教学、智能评阅管理等功能，对整个班级进行个性化的评估。比如，人工智能在试题的生成、学生的学习情况诊断、作业的自动批阅等方面发挥作用;给教师教学提供第一手学习数据，让老师根据基本数据对学生的学习进行初步诊断，找出每个学生的学习特点，可见人工智能在学生学习综合评价中发挥了非常重要的作用，评价了包括学生的自主学习能力、思辨能力、自控能力、发展潜力等。当然智能教育时代，还应该特别加强对学生个人隐私信息的保护，不能随随便便追踪学生的个体行为数据。

5.校园管理智能化

校园管理智能化是高校管理的新未来，大趋势。校园智能化可以让学校的管理更科学、更安全，为师生提供一个良好的生活、工作和学习环境。通过智能化的管理手段，互联网技术，摄像头、传感器等各类采集设备全面采集校园环境和人群的信息建立智慧校园，利用以人工智能对师生的方方面面进行有效管理，解决校园管理中存在的各类问题，比如学生心理疾病、欺凌等，另外让校园实现一卡通，对教师教学、科研和生活实现一卡通管理，对学生的学习、校园生活实现一卡通管理，一卡在手，师生工作、学习、生活信息一目了然。学校、老师、学生、家长、社会之间通过大数据、人工智能协同、应用软件、智能软件形成人机协同的合作模式，让校园管理变得井然有序，对校园管理中出现的问题早预防、早发现、早处理，同时通过不断的调整，使校园资源配置更趋合理，公平。

三、人工智能时代未来教育五个发展趋势

人工智能对教育产生深远巨大的影响，随着人工智能的不断渗透及相关技术的不断突破，未来人工智能技术无疑将会成为未来教育完成转型的强大推力。

1.人工智能与传统专业进一步融合成了必然趋势

现今，新工科正在取代传统的电子信息科学技术、机械、材料、自动化等专业，建筑工程、交通工程、冶金、采矿、系统工程等诸多专业，新科技的大潮流正在改造高校教育，第四次工业革命到来了。

2.创新教育方式、教育模式个性化、多样化

在智能技术的支持下，全面创新教育，是教育发展的必然。使每一个同学在其原有的基础上获得适合他自己的教育服务是未来教育应该追求的价值之一，教育碎片化、内容为王、个性化定制以及网络连接模式转变等是为了教育的特点和模式。

2.1将人工智能素养纳入普及教育体系。在人工智能时代，实现教育终身化，培养人工智能时代有竞争力的新一代接班人，将是现代教育追求的目标。

2.2教育更注重人机协作。通过3D打印、AR/VR甚至更多技术，把图片或场景立体化建立更准确的学习模型，实现更人性化的功能;通过互联网企业和传统教育机构的合作，能给教育机构做一个全面的升级改进，未来教育更关注人机协作，有效提升教育质量途径，探索“人工智能+教育”的制度体系设计。

2.3更加注重培养学生的健康成长。未来教育更应该是以人为本的教育，更加关注学生的身心健康。随着教育的智能化，教师更注重与学生交流互动，学习个性化定制变得可行，老师更加关注学生的心灵、精神和幸福，从而促进学生的全面发展。

教育家曾经顾明远说过，现代化的教育过程中，教育是终身和全时空的。教育发展必须与时俱进，在人工智能蓬勃发展的今天，升级传统教育，全面创新教育模式，推进教育改革势在必行。

参考文献：

[1]吴万伟.大学教育应对人工智能的方略[J]复旦教育论坛 2019，（4）：26-33

[2]曹培杰.智慧教育：人工智能时代的教育变革[J]教育研究2018，（8）：121-128

[3]陈颖博，张文兰.国外教育人工智能的研究热点、趋势和启示[J]开放教育研究 2019，（4）：43-58

[4]张慧.规划人工智能时代的教育：引领与跨越——解读国际人工智能与教育大会成果文件《北京共识》[J]现代远程教育研究2019，（6）：6-9