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人工智能技术如何推动高等教育发展

在建设教育强国的背景下,如何大力开展“人工智能+行动”,已经成为教育人关注的热点话题。高等教育迫切需要在育人理念、办学路径、教学模式、学习范式、评价方式等方面进行深层次变革,塑造“智能+”高等教育新生态。

人工智能技术如何推动高等教育发展

人工智能技术在高等教育中的应用处于什么阶段,未来将在哪些部分进一步深入发展?人工智能技术对于高校育人和教育变革的价值体现在哪些方面?针对人工智能技术如何推动高等教育发展的一系列问题,联合国教科文组织人工智能与教育教席主持人、教育部教育信息化战略研究基地(北京)主任黄荣怀教授这样回答——

在人工智能技术的赋能下,高等教育正在经历着怎样的变革?

面对人工智能发展引发的新浪潮,高等教育在学习环境、教学形态、评价机制和科研方式等方面正在经历着系统性变革,从而主动适应智能社会发展的动态变化。具体体现在以下几个方面:

一是正形成“智联融通”的学习环境。在人工智能、物联网等关键技术的赋能下,联结人、机、环境,以构建全面感知、虚实融通互联、智能交互的新型空间正成为新一代学习环境变革的发展方向。例如,教育部正在探索推进未来学习中心试点,发挥高校图书馆优势,整合学校各类学习资源,利用人工智能技术按需、高效、精准地提供学习服务,推动学习空间变革。

二是正形成“人机协同”的教学形态。智能时代高等教育的教学实践进入到人类教师与智能机器共存、共教的多元协同场域,通过机器的优势弥补人类教师的局限,以实现教学效率与质量提升、满足多元化教学需求的趋势不断凸显。例如,麻省理工学院积极探索通过人工智能的手段帮助教师改进教学方法,提高教学效率,并在其工程和计算机科学等课程中广泛应用生成式人工智能驱动的个性化学习系统,根据学生表现和学习风格调整课程内容,从而帮助学生更好地掌握复杂概念。

三是正形成“动态多元”的评价机制。基于人工智能、大数据等技术,打造跨场景的教育测评平台,正成为各高校数字校园建设的重要部分。高等教育的评价机制正从分数为主、结果评价的单一方式向技术支持、数据驱动的多维度、过程性评价方式完善优化。例如,北京师范大学开展创新“AI+”课堂教学智能评测实践,通过整合计算机视觉、自然语言处理、集成学习和统计建模等多种智能技术,构建课堂教学过程化智能评测系统,以克服传统教学评价的主观性、滞后性,极大降低了人力成本,实现更加精确的教学过程化监控。

四是正形成“交叉创新”的科研方式。人工智能的强大能力为科研问题的解决提供了新手段,正加速科研效率提升、推动科研范式创新、改变高等教育科研工作形态。

当前,人工智能技术在高等教育中的应用处于什么阶段,未来将从哪些部分进一步深入?

高等教育凭借其敏捷的适应力与深厚的研究底蕴,正处于教育深度变革的前夜。然而,在科技赋能高等教育创新变革的同时,教育系统依旧面临着多维矛盾。第一,资本推进方式与教育内在逻辑之间的矛盾。对于人工智能等技术在教育中的应用,资本加速了资源的聚集与技术的推广,但其追求快速回报的特性可能扭曲教育的公益性质和长期发展目标。第二,技术全面应用与教育评价灵活性之间的矛盾。学生需拥抱并适应技术的快速发展,但其在享受技术便利的同时,易形成过度依赖甚至不当使用的现象,如借助人工智能完成作业或考试作弊等行为,对教育评价体系构成挑战。第三,“标准化教育”与学生发展需求之间的矛盾。当前学校的“主流”人才培养模式仍然沿用源自工业时代的“标准化教育”,导致教学活动紧紧围绕基础知识和基本技能的掌握而展开,难以满足学生全面发展的需求。第四,教学行为惯性与教学方式创新之间的矛盾。大多教师在面对高校大班额时,难以在教学过程中有效兼顾学生的差异性,极有可能选择继续沿用“轻车熟路”的传统教学方式。第五,专业设置与社会需求之间的矛盾。面对人工智能技术的快速迭代以及社会需求的持续更新,大学在相关学科设置、课程内容更新中往往滞后,导致人才培养与社会需求的“错位”,形成结构性供需矛盾。

面对现有的多重矛盾,高等教育的未来发展需进一步利用人工智能优化教育教学模式和评价方式,以及开展人工智能教育社会实验。第一,持续优化教育教学模式和评价方式。通过线上线下融合教学、基于项目的学习等多样化的教学方式,丰富学生学习体验并提升整体教育效能。在线上线下融合教学中,使用人工智能技术探索和实施个性化学习路径与混合式课程设计,以实现课程内容和难度的动态调整及资源优化配置。在基于项目的学习中,利用人工智能技术推荐契合学生兴趣与能力的项目主题,智能调度相关学习资源,使用智能化项目管理工具提供实时反馈,有效培养学生的创新能力。在评价方面,采用多样化的教育评测方式,深入洞察并准确评价学生的思维能力,包括逻辑思维、批判性思维和创造性思维等。评测方式不限于传统的考核形式,还包括开放性问题讨论、现场答辩、项目创新性评估等,并使用智能测评系统,利用自然语言处理和大数据分析,理解并剖析学生的思考过程与问题解决思路,实现对学生多维度能力的全面评估。

第二,深化开展智能时代教育社会实验。教育社会实验能够为探索人工智能融入高等教育的规律与路径提供有力的证据和方法论支撑,围绕育人理念革新、教学模式创新、学习范式转型等核心问题,揭示智能技术应用于高等教育的演化机制,加速高等教育的创新发展。随着人工智能技术的快速发展,国内外高校需加快在高等教育变革中应用人工智能的合作步伐,共同实施人工智能教育社会实验,观察其对教育模式、学习效率、教学方法、课程设计、评估体系和行政管理等方面的影响。通过实验和实践数据的分析,探索人工智能在不同教育环境和文化背景下的适应性和效果,为全球高等教育机构提供人工智能应用工具和范例。

人工智能技术在高等教育的应用过程中可能存在或者需要警惕哪些问题?

技术持续创新引发的伦理问题一般包含三方面,一是享有技术服务权利的不平等,二是技术风险,三是技术使用过程中产生的威胁。三者并非完全独立的关系,而是相互关涉,共同形成了技术发展及应用过程中需警惕的问题。

第一,数字鸿沟可能加剧教育不公平。数字鸿沟是一种社会排斥现象,人工智能技术可能会进一步加深数字鸿沟,带来“新”的不公平。不同高校的数字化基础设施水平各异,不同背景师生所享有的技术权力和具备的新技术适应力也不尽相同。

第二,难以预料的技术风险时刻存在。数字技术系统日益复杂,技术的方法和目的之间发生断裂,难以预料到的技术风险正在系统中产生。一是数据泄露引发隐私侵犯担忧。智能系统掌握了大量的个人行为信息,这有可能造成用户个人信息、商业机密、甚至涉及国家安全的信息泄露。二是算法或内部结构的不透明。高度复杂算法的在应用中存在不确定性,同时算法可能存在偏见与歧视,人工智能等技术可能生成带有部分群体价值偏向的结果。三是以ChatGPT为代表的生成式人工智能可能提供错误信息。尽管聊天机器人在大量商业、法律和学术考试中表现出色,如果问题的措辞稍有不同,它就容易出错,甚至会胡编乱造。

第三,多种潜在威胁并存。人工智能技术在高等教育的应用过程中,不当使用、过度使用或逃避使用都有可能给师生个体、师生关系、生生关系等带来潜在威胁,引发大量的伦理争议和监管难题。一是不当使用。相关主体应用智能技术的活动不符合基本伦理规范与教育规律,造成技术的功能异化。从学生角度看,部分学生用ChatGPT代写论文、利用技术在考试中作弊等,引发教育诚信危机。二是过度使用。当前技术产品内容与服务的智能化与便利化极易诱发学生过度使用。海量信息的无序性、娱乐信息的刺激性、对记忆和决策外包的依赖性等正影响着学生的成长,已造成身心健康累积性伤害、思维钝化、数字致瘾、记忆下降、社交障碍等一系列负面影响,如果不加以审慎应对,人的身体机能、认知功能、社交能力等将可能面临系统性退化。三是逃避使用。现实中师生依然存在畏惧、逃避、甚至拒斥应用技术的现象,特别是人工智能教育应用的缺失,可能带来一系列威胁,包括教师丧失主体性价值与角色能动性,面临巨大的就业压力和失业风险,错失科技与教育系统性融合的机遇。

如何评价人工智能技术对于高校育人和教育变革的价值?

人工智能技术对于高校育人和教育变革的价值是多维度的,具体表现在助力学生个性化学习、赋能教师教学模式改变、促进学校智能化学习环境升级和推动科学研究方式创新等方面,其核心价值在于培养智能时代的新公民,包含以下关切:一是持续终生的自主学习能力。这一能力将成为智能时代的核心学习能力,意味着学生在高等教育中要保持自我效能感和主观能动性,通过自我规划、自我决策、自我监控、自我管理、自我评价等行为,不断更新知识结构,以适应未来工作和生活的需求。二是利用人工智能的创新能力。创新性地使用人工智能不仅要求掌握基本的技术应用,更在于如何将人工智能与已有经验融合,创造性地解决日常生活中的复杂问题,以及整合不同观点创新解决方案。三是多次灵活就业的适应能力。在智能时代,学生需要具备较强的专业技能和跨学科素养,灵活应对工作环境的变化,能够自如地在不同的角色与职责之间转换,满足各种职业需求和工作要求,以有效地适应不同行业的动态发展。四是不确定性状况的处理能力。应对社会不确定性,要求学生具备批判性思维和风险评估能力,能够在快速变化的复杂环境和未知挑战中,作出敏捷性和适应性的判断和决策。同时,还要求学生具备技术伦理意识和伦理判断能力,合理使用技术资源,保护个人隐私和信息安全。五是富智能环境中的生存能力。在人机协同层次日益密切且复杂的环境中,优先考虑个人主观能动性的同时,最大限度地发挥人类的创造力和机器的多任务处理效率,实现最佳效能。

师生需要如何应对人工智能带来的机遇和挑战?

智能时代,无论教师和学生,都需要适应教育教学理念的变革,包括关于知识、学习、课程和教学等认识的根本性改变。一是要形成众创共享的知识观。每一个个体都是知识的生产者与传播者。二是要形成智联建构的学习观。在智联融通的学习环境中需要学习者更加主动地深度学习。三是要形成融通开放的课程观。课程从单一孤立、完全预设的群体性课程走向综合多样的个体式课程。四是要形成人机协同的教学观。教师与人工智能共存、共教、共学,并保持人类的主体性价值与角色能动性。

具体而言,教师作为实施高质量教育的根本力量,应强化角色转变的自觉意识,并积极探索与应用智能技术的教育效益。其一,加强教师角色转变意识。未来的教师将在智能机器的辅助下,充当学生“启发者”和“引路人”。教师既要保持人类教师的主体性价值与角色能动性,还要特别关注对学生的情感补位,依据学生的学情、兴趣和品性等在教学中保持灵活性。在教学活动中,鼓励学生主动输出、表达自己的观点,通过项目式学习、团队协作等形式,培养他们的实践能力和创新精神。其二,教师与学生“教学相长”。一是洞察学习需求。教师应善于观察和倾听,洞察学生的真实需求。二是持续了解和学习新技术。教师应勇于放下权威,主动向学生交流学习如何利用ChatGPT等新兴技术来提高工作效率。三是提升“生成问题”的能力。教师可以与学生共同探讨如何提出开放性问题,挑战既有的知识框架,引导学生利用人工智能深度学习。在“师-生-机”持续有效的协同交互中,实现双向赋能的教学互动。

学生应当重视并强化自主学习能力与复杂问题解决能力,以确保自己在智能时代的胜任力。其一,自我激发并努力提升自身学习能力,在快速迭代的智能时代,新技术、新理论层出不穷,自主学习成为个人成长的核心驱动力。个体需保持自我效能感与主体能动性,不断自我激发,主动寻找学习资源,设定学习目标,灵活调整学习策略,以适应未来工作和生活的需求。其二,在真实情境的实践中提升问题解决能力。一方面,大学生需有意识地运用多角度、跨文化视角思考问题,利用沉浸式、参与式、实践式的问题解决过程来持续培养系统思维、创新思维和批判性思维。另一方面,面对快速变化、不确定性、模糊的复杂环境,作出敏捷性和适应性的判断和决策,并高效利用人工智能创造性地解决现实中的复杂问题。其三,积极承担智能时代的社会责任。大学生不仅要加强自身的人工智能伦理意识,开展符合规范的技术应用实践,还需关注社会问题,认识到自身责任,主动思考如何利用人工智能解决这些问题,积极参与构建一个公平、和谐、可持续的智能社会。


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