李蓓

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)逐漸步入了人工智能化的時(shí)代。高校創(chuàng)客教育有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，提高了大學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠更好地適應(yīng)社會(huì)的需求。我國(guó)創(chuàng)客教育尚處探索階段，人工智能技術(shù)在該領(lǐng)域的教學(xué)研究與實(shí)踐還不夠深入。文章分析了目前高校創(chuàng)客教育的發(fā)展困境，并運(yùn)用人工智能信息生態(tài)方法論構(gòu)建了創(chuàng)客教育的模型，提出了發(fā)展困境解決機(jī)制，考察了南通大學(xué)在該領(lǐng)域的探索與實(shí)踐。最后，從創(chuàng)客空間建設(shè)和課程建設(shè)兩個(gè)維度，探討了面向人工智能的創(chuàng)客教育在高校的實(shí)施策略。

關(guān)鍵詞：人工智能;創(chuàng)客教育;創(chuàng)客空間

早在上世紀(jì)50年代，人工智能就已經(jīng)被提出。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越傾向于構(gòu)建統(tǒng)一的人工智能研究方法。美國(guó)的《規(guī)劃未來(lái)，迎接人工智能時(shí)代》報(bào)告中，分析了人工智能的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀，明確其中存在的問(wèn)題，提出了應(yīng)對(duì)未來(lái)人工智能發(fā)展的建議和對(duì)策。我國(guó)在推進(jìn)教育信息化工作中，提出要探索創(chuàng)客教育、STEAM教育等模式，并利用現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建“眾創(chuàng)空間”，以提升學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新意識(shí)和信息意識(shí)。創(chuàng)客教育是教育領(lǐng)域重要的創(chuàng)新教育形式，為人工智能課程的開(kāi)展提供了新思路;同時(shí)，人工智能技術(shù)也為創(chuàng)客教育注入了新活力。

一、人工智能視域下創(chuàng)客教育人才培養(yǎng)目標(biāo)

人工智能大量替代了簡(jiǎn)單的勞動(dòng)力，為社會(huì)帶來(lái)了新的智能制造模式。人工智能的興起，深刻改變了教學(xué)形態(tài)。人工智能教育的基本教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)。但社會(huì)的發(fā)展迫切需要?jiǎng)?chuàng)新人才。因此，培養(yǎng)具備扎實(shí)技術(shù)素養(yǎng)的創(chuàng)新人才是人工智能教育的終極目標(biāo)。創(chuàng)客教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)，與人工智能教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)存在高度的同質(zhì)性。創(chuàng)客教育和人工智能教育都重視創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，并立足于善于運(yùn)用新興技術(shù)人才的培育。創(chuàng)客教育關(guān)注綜合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，并充分利用了開(kāi)源技術(shù)優(yōu)勢(shì)。人工智能教育注重人才的創(chuàng)新技能和信息素養(yǎng)，關(guān)注人才對(duì)智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠創(chuàng)新開(kāi)展個(gè)性化設(shè)計(jì)與創(chuàng)作。從人才培養(yǎng)模式來(lái)說(shuō)，創(chuàng)客教育培養(yǎng)的創(chuàng)新人才，對(duì)人工智能的多元?jiǎng)?chuàng)新具有積極意義;從工具本體來(lái)看，人工智能為創(chuàng)客教育提供了資源支撐以及技術(shù)平臺(tái)。人工智能視域下的高校創(chuàng)客教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，是要培養(yǎng)綜合性創(chuàng)新人才，堅(jiān)持綜合創(chuàng)新素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)相綜合的人才教育。

二、人工智能視域下高校創(chuàng)客教育面臨的困境

（一）主體困境

創(chuàng)客教育涉及教育者和被教育者，主體是人。人工智能創(chuàng)客教育要求教育者的綜合素質(zhì)要較高，并具備多學(xué)科的知識(shí)和能力。但目前一方面缺乏多學(xué)科知識(shí)背景的教育者，另一方面被教育者往往對(duì)創(chuàng)客教育目標(biāo)缺乏清晰的定位。在創(chuàng)客教育中，是提升創(chuàng)新能力，還是成為一名創(chuàng)客，成為被教育者迷茫的問(wèn)題，影響著創(chuàng)客教育的效果。創(chuàng)客教育要求被教育者具有一定的實(shí)踐動(dòng)手技能以及多學(xué)科知識(shí)。

（二）客體困境

對(duì)于人工智能創(chuàng)客教育來(lái)說(shuō)，客體主要是外部環(huán)境，包括軟件條件和硬件條件。這些是開(kāi)展創(chuàng)客教育必不可少的。但目前，在一些高校創(chuàng)客教育中，正面臨著客體困境。比如在軟件方面，缺乏支撐創(chuàng)客實(shí)踐的資金，這就影響實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展，且支持創(chuàng)客實(shí)踐的軟件條件也有待改進(jìn)。在硬件方面，高校的硬件資源和設(shè)備有限，無(wú)法有效支持創(chuàng)客活動(dòng)，如場(chǎng)所等。這些客體的困境需要校內(nèi)外多方協(xié)同才能解決。

（三）系統(tǒng)困境

高校人工智能創(chuàng)客教育也面臨著系統(tǒng)困境，創(chuàng)客教育活動(dòng)形式和資源相對(duì)集中，主要在創(chuàng)客空間內(nèi)部開(kāi)展。人工智能創(chuàng)客空間應(yīng)該是可發(fā)展的、開(kāi)放的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)自我更新發(fā)展、系統(tǒng)規(guī)則的開(kāi)放和可持續(xù)。系統(tǒng)自我更新主要是硬件和軟件的更新發(fā)展。系統(tǒng)規(guī)則包括創(chuàng)客空間規(guī)則、創(chuàng)客教育規(guī)則和創(chuàng)客規(guī)則等，但目前還不夠開(kāi)放、健全和完善。

三、信息生態(tài)方法論對(duì)創(chuàng)客教育的影響

（一）構(gòu)建創(chuàng)客教育模型

人工智能創(chuàng)客教育的困境相互關(guān)聯(lián)、不可分割。主體、客體和系統(tǒng)是創(chuàng)客教育的重要組成部分。解決人工智能創(chuàng)客教育的問(wèn)題，需要從全局的層面解決主體、客體和系統(tǒng)的困境。目前，信息生態(tài)方法論倍受關(guān)注。根據(jù)信息生態(tài)方法論，將人工智能的研究對(duì)象分為四要素，即主體、客體、客體信息和智能行為。四個(gè)要素視為一個(gè)整體，密切相關(guān)，并進(jìn)行整體研究。其中，智能行為，即創(chuàng)客行為，包括教育者或者被教育者的自主創(chuàng)造行為，在教育者引導(dǎo)下的被教育者的創(chuàng)造行為和教育者的教育行為?；诓煌闹黧w和主體行為實(shí)施，我們提出了如下圖1所示的創(chuàng)客教育行為模型、圖2所示的教育者行為模型以及圖3所示的被教育者行為模型，從而明確了創(chuàng)客教育在實(shí)踐中的運(yùn)作模式。

（二）困境解決機(jī)制

根據(jù)人工智能信息生態(tài)方法論，我們提出了解決系統(tǒng)困境的機(jī)制，包括主體困境的解決機(jī)制、客體困境的解決機(jī)制和系統(tǒng)困境的解決機(jī)制。

1.主體困境解決機(jī)制

人的知識(shí)技能要達(dá)到“大而全”很難，教育者的知識(shí)技能屬于有限性的困境。教育者不是單一的個(gè)體，而是團(tuán)隊(duì)式的。教學(xué)團(tuán)隊(duì)包括輔助教育者、專(zhuān)長(zhǎng)教育者。輔助教育者主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)被教育者，是有多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)技能的教育者。通過(guò)教育者的引導(dǎo)，使被教育者了解在創(chuàng)新主體方面的欠缺。專(zhuān)長(zhǎng)教育者包括創(chuàng)新意識(shí)教育者、創(chuàng)新技能教育者和創(chuàng)新綜合能力教育者。專(zhuān)長(zhǎng)教育者是讓該學(xué)科教育者擔(dān)任專(zhuān)長(zhǎng)領(lǐng)域的教育任務(wù)，涉及創(chuàng)客教育各個(gè)學(xué)科的知識(shí)、技能。隨著時(shí)代的發(fā)展，知識(shí)與技能不斷更新和發(fā)展，教育者自身需要不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)和新技能，提升多人組合的教學(xué)團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。被教育者需要進(jìn)行基于學(xué)習(xí)的創(chuàng)新和基于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)。被教育者進(jìn)行創(chuàng)客教育，一是需要在輔助教育者指引下發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新主體方面的欠缺，制定創(chuàng)新目標(biāo);二是在專(zhuān)長(zhǎng)教育者指導(dǎo)下進(jìn)行基于創(chuàng)新的學(xué)習(xí);三是進(jìn)行創(chuàng)客活動(dòng)，在活動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的知識(shí)、技能。

2.客體困境解決機(jī)制

通過(guò)創(chuàng)客行為，以人工智能創(chuàng)客教育客體信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)客教育主體作用于客體。高校要完善人工智能創(chuàng)客教育的機(jī)制體制，盡可能地豐富軟硬件基礎(chǔ)和資源基礎(chǔ)，提升創(chuàng)客教育的客觀物質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)，解決客體困境，促進(jìn)創(chuàng)客教育的順利進(jìn)行。創(chuàng)客載體的選擇沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只要能夠充分結(jié)合校地和師生的實(shí)際情況，無(wú)論采用何種載體，都能發(fā)揮其最大效能。也可以借鑒人工智能研究方法，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘來(lái)提高主體的信息數(shù)據(jù)挖掘能力，使主體能夠科學(xué)利用客體來(lái)開(kāi)展創(chuàng)客活動(dòng)，提高創(chuàng)新能力。

3.系統(tǒng)困境解決機(jī)制

創(chuàng)客教育系統(tǒng)困境的解決基于創(chuàng)客教育主（客）體，可劃歸為創(chuàng)客教育主體解決部分和創(chuàng)客教育客體解決部分，如圖4所示。創(chuàng)客主體在制定系統(tǒng)規(guī)則時(shí)包括規(guī)則更新機(jī)制的制定、創(chuàng)客主體學(xué)習(xí)和交流機(jī)制。這樣可保證主體的交互開(kāi)放性。創(chuàng)客主體在解決創(chuàng)客客體困境的基礎(chǔ)上，持續(xù)抓好對(duì)創(chuàng)客教育系統(tǒng)外客體的關(guān)注，做到適時(shí)更新。

（三）應(yīng)用分析

南通大學(xué)積極探索創(chuàng)客教育實(shí)施路徑，分別依托國(guó)家大學(xué)科技園、工程訓(xùn)練中心建設(shè)了眾創(chuàng)空間和創(chuàng)客空間。2015年，南通大學(xué)成為清華創(chuàng)客聯(lián)盟首批成員單位。近兩年，南通大學(xué)努力加強(qiáng)創(chuàng)客空間建設(shè)和改造升級(jí)，依托工程訓(xùn)練中心，建立人工智能在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展了一系列創(chuàng)客教育活動(dòng)，旨在將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)引入人工智能系統(tǒng)，讓不同技術(shù)級(jí)別的開(kāi)發(fā)者將更多的計(jì)算機(jī)認(rèn)知功能應(yīng)用到智能設(shè)備開(kāi)發(fā)中，創(chuàng)造更多自然的用戶交互。為了讓學(xué)生能夠在人工智能課程中進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，我校聯(lián)合了校友企業(yè)，開(kāi)始AI平臺(tái)的規(guī)劃和建設(shè)，建立“智能機(jī)器人”“無(wú)人機(jī)”“3D打印”和“Arduino開(kāi)源軟硬件”等諸多創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。學(xué)生可以免費(fèi)使用高性能集群進(jìn)行人工智能創(chuàng)新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。進(jìn)入“VR元年”后，在創(chuàng)客教育載體選擇上又引入了虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（如可穿戴裝備），以不斷進(jìn)行創(chuàng)客教育拓展實(shí)驗(yàn)。

近兩年，南通大學(xué)多次組織導(dǎo)師參加清華大學(xué)、浙江大學(xué)、西安理工大學(xué)等知名高校舉辦的“創(chuàng)客日”“創(chuàng)客高端論壇”等活動(dòng)。目前，超過(guò)上百支隊(duì)伍曾在南通大學(xué)創(chuàng)客空間接受創(chuàng)新訓(xùn)練和競(jìng)賽培訓(xùn)。多名教師獲得了清華大學(xué)頒發(fā)的“創(chuàng)客導(dǎo)師資格證”，成為了清華創(chuàng)客聯(lián)盟首批成員。學(xué)校每年資助大學(xué)生積極參加國(guó)家級(jí)、省級(jí)競(jìng)賽，如中國(guó)教育機(jī)器人大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、江蘇省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、江蘇省工程綜合創(chuàng)新競(jìng)賽等，并斬獲了諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。南通大學(xué)創(chuàng)客空間每年接待眾多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、創(chuàng)客和師生來(lái)訪參觀，受到了廣泛贊譽(yù)，起到了良好的示范效應(yīng)。

四、基于人工智能的高校創(chuàng)客教育實(shí)施策略

（一）面向人工智能的創(chuàng)客空間建設(shè)

高校要滿足基本的人工智能技術(shù)需求，建設(shè)面向人工智能創(chuàng)客教育的創(chuàng)客空間。高校要為大學(xué)生提供多元?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)，學(xué)生可根據(jù)實(shí)際情況選擇線上或線下學(xué)習(xí)形式。在線上，教師向?qū)W生發(fā)布人工智能體驗(yàn)信息，學(xué)生根據(jù)興趣愛(ài)好進(jìn)行自由選擇，完成人工智能體驗(yàn)活動(dòng)。在線下，學(xué)生開(kāi)展作品搭建與完善。在創(chuàng)客工作坊階段，線上要上傳整合項(xiàng)目的過(guò)程性資料，線下主要深加工作品;在挑戰(zhàn)賽階段，學(xué)生需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)修正和補(bǔ)充作品功能，并由線上專(zhuān)家遠(yuǎn)程輔導(dǎo)，討論項(xiàng)目情況，線下專(zhuān)家親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)于脫穎而出的作品，頒發(fā)相應(yīng)的獎(jiǎng)項(xiàng)和獎(jiǎng)勵(lì)。最后是產(chǎn)品的推廣。通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的層層篩選和打磨，一些優(yōu)秀作品達(dá)到了推廣的要求，甚至可以批量生產(chǎn)。至此，高校創(chuàng)客空間突破了學(xué)?；?qū)嵱眯缘木窒?，有效地?shí)現(xiàn)了創(chuàng)客教育的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值。

（二）人工智能融合的創(chuàng)客教育課程建設(shè)

面向人工智能的高校創(chuàng)客教育，要發(fā)揮人工智能的作用，實(shí)現(xiàn)人工智能與創(chuàng)客教育的深度融合，就要加強(qiáng)課程建設(shè)。學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)資源、活動(dòng)項(xiàng)目、課程評(píng)價(jià)等，都是創(chuàng)客教育課程的基本要素。創(chuàng)客教育可以利用人工智能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。創(chuàng)客教育課程建設(shè)根據(jù)整合難度、技術(shù)本體難度，可分為科普教育、嵌入式課程、項(xiàng)目型課程、整合性課程等，課程的實(shí)施形式可以是多種多樣的，從開(kāi)放體驗(yàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境到項(xiàng)目聚焦，從大班集體活動(dòng)到小組深入研討，從體驗(yàn)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)到能力導(dǎo)向。

在科普教育階段，主要是開(kāi)展互動(dòng)體驗(yàn)活動(dòng)，理解人工智能基本概念，幫助被教育者進(jìn)行基礎(chǔ)的認(rèn)知，明確人工智能核心技術(shù)的服務(wù)對(duì)象以及實(shí)際功能。通過(guò)互動(dòng)體驗(yàn)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生與人工智能技術(shù)的互動(dòng)，體會(huì)其技術(shù)魅力。在嵌入式課程中，需要融合學(xué)校校本創(chuàng)客課程以及人工智能入門(mén)技術(shù)。學(xué)生要學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)的基本規(guī)范和基本思想，掌握工程核心技能。學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的線下場(chǎng)所主要依靠創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，線上學(xué)習(xí)可以借助一些開(kāi)源人工智能編程平臺(tái)。課程驅(qū)動(dòng)基于工程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生掌握基本知識(shí)、技能，基本編程素養(yǎng)，提高創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)思維。教師定期組織線上研討，解答學(xué)生的疑問(wèn)，討論學(xué)生的課程作品。在項(xiàng)目型課程階段，要強(qiáng)化學(xué)生的工程設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)技術(shù)的深入學(xué)習(xí)。項(xiàng)目型課程是嵌入式課程的拓展。在項(xiàng)目型課程階段教育中，選取對(duì)高新科技、人工智能有濃厚興趣，相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)比較強(qiáng)的學(xué)生，在教師引導(dǎo)下進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，全面學(xué)習(xí)代碼化編程。在教育中，規(guī)范訓(xùn)練學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和項(xiàng)目研發(fā)能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新水平。在項(xiàng)目型課程的基礎(chǔ)上，開(kāi)展整合性課程。在整合性課程階段，主要培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目研發(fā)能力以及跨學(xué)科綜合創(chuàng)新能力。整合性課程的重要學(xué)習(xí)目標(biāo)，就是項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品化。整合性課程致力于完善大學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃，助力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科技創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化。

五、結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的重要科技力量，能夠推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有重要的意義。我國(guó)逐漸步入了人工智能化的時(shí)代。如何將人工智能與教育相結(jié)合，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，是世界各國(guó)面臨的重要議題。創(chuàng)客教育作為一種新型的教育模式，受到了廣泛關(guān)注。其目的是提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)具備創(chuàng)客素養(yǎng)的人。面向新時(shí)代，要抓住人工智能發(fā)展的有利契機(jī)，積極探索高質(zhì)量、有特色的創(chuàng)客教育。當(dāng)前的相關(guān)探討仍是初步的，人工智能創(chuàng)客教育的實(shí)施，仍面臨一些待解決的問(wèn)題，包括技術(shù)手段、法律法規(guī)和倫理道德等多個(gè)方面，值得我們?cè)诮窈蟮难芯恐羞M(jìn)一步探討。

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編輯∕姜雯