鐘鳴宇 洪炎 蘇靜明 王仲根 朱宗玖

摘?要：人工智能將對高校的教育模式產(chǎn)生深刻的沖擊。為了順應(yīng)人工智能時代的潮流，發(fā)揮人工智能帶來的便利條件，迎接其帶來的挑戰(zhàn)，有必要研究如何利用新的教育教學(xué)技術(shù)，推進(jìn)人工智能與教育的深度融合和創(chuàng)新發(fā)展，適應(yīng)時代的要求。本文首先分析了人工智能時代學(xué)校教育的不可替代性，在于學(xué)校教育所能夠提供的獨(dú)特的教育資源和教育環(huán)境。簡要介紹了智慧教育的內(nèi)涵，說明了人工智能技術(shù)通過收集學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，提供針對性教學(xué)服務(wù)影響教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，在教育教學(xué)領(lǐng)域帶來的深刻變革，對新技術(shù)革命條件下的教學(xué)方案提出了設(shè)想。指出了新技術(shù)革命背景下，教師的地位以及積極應(yīng)對的措施。

關(guān)鍵詞：人工智能時代;地方高校;數(shù)據(jù)分析;教學(xué)方案

1?緒論

隨著科技的發(fā)展對生產(chǎn)力的提升，總有舊的生產(chǎn)方式，組織結(jié)構(gòu)，職業(yè)隨之淘汰。同樣，人工智能大發(fā)展，已經(jīng)越來越表現(xiàn)出對生產(chǎn)力的提升作用，在極大地節(jié)省人力的同時，也意味著大量的基礎(chǔ)工作崗位的消失。人工智能的發(fā)展使部分人悲觀地認(rèn)為，傳統(tǒng)的學(xué)校教育方式可能會消失，主要基于以下原因：（1）人工智能的發(fā)展，導(dǎo)致了社會資本紛紛投資面向教育的技術(shù)。信息資源在網(wǎng)絡(luò)上具有免費(fèi)、易得的特征，人工智能導(dǎo)致的精準(zhǔn)化教育比傳統(tǒng)的學(xué)校教育更加接近“因材施教”的宗旨。（2）人工智能時代的來臨，使許多重復(fù)性的工作被取代。知識容易獲取，可能會導(dǎo)致教師引以為傲的專業(yè)知識儲備受到一定的沖擊，教師需要證明自己的不可替代性。部分水平平庸的教師將被淘汰。（3）傳統(tǒng)的教學(xué)場所在教室。然而隨著線上教育的日臻成熟，慕課等網(wǎng)上教學(xué)平臺的廣泛應(yīng)用，學(xué)生不必再在教室里學(xué)習(xí)知識，使得學(xué)?，F(xiàn)場教學(xué)的方式逐漸消亡。

而一項(xiàng)綜合了牛津大學(xué)、麥肯錫、普華永道、創(chuàng)新工場等的研究報(bào)告顯示，大學(xué)教師失業(yè)的概率僅有3.2%，該調(diào)查結(jié)果顯示了大學(xué)教師這個職業(yè)存在的特有的優(yōu)勢。作為高校教師，不應(yīng)該被動地適應(yīng)人工智能的浪潮，而應(yīng)該主動思考人工智能對傳統(tǒng)學(xué)校教學(xué)方式的沖擊。針對新技術(shù)帶來的感知能力的提升導(dǎo)致的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變，高校老師應(yīng)該提前布局，利用人工智能技術(shù)帶來的教學(xué)過程的便利性，使人工智能技術(shù)成為教學(xué)過程的輔助工具，更進(jìn)一步提升教學(xué)效果，而不是讓教師成為人工智能的附庸。

2?學(xué)校教育存在的積極意義

“學(xué)校消亡論”出現(xiàn)多年之后，傳統(tǒng)的學(xué)校教育仍然沒有消失，是因?yàn)閷W(xué)校的作用不僅僅是在課堂上傳授知識，還具備很多其他在線教育不具備的功能。

（1）從地方高校的教育現(xiàn)狀來說，地方高校根據(jù)當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)狀況以及學(xué)校、教師和學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)置的課程體系具有一定的針對性。經(jīng)過一次次的選拔性考試，進(jìn)入地方高校的學(xué)生基本上具有與高校層次相對應(yīng)的學(xué)習(xí)能力。從教師這方面來說，課堂教學(xué)時間只占教師工作時長的小部分，更多的時間用來備課和調(diào)整教學(xué)方案。根據(jù)多年的教學(xué)效果對教學(xué)方案進(jìn)行調(diào)整之后，教學(xué)方案逐漸和學(xué)生的能力、地方經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、地方高校的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)條件等具體情況相適應(yīng)，達(dá)到總體教學(xué)效果的最大化，這是在線網(wǎng)絡(luò)教育所不能提供的。

（2）地方高校的教師在緊跟學(xué)科發(fā)展的最前沿，將前沿技術(shù)和個人知識結(jié)構(gòu)融入教學(xué)過程當(dāng)中。目前的地方高校普遍要求教師具有博士學(xué)歷，并且需要終身進(jìn)行科學(xué)研究。在地方高校中，教師本身就有可能是某個具體研究方向的專家，提供的知識具有鮮明的個人知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而互聯(lián)網(wǎng)時代非常容易造成“贏家通吃”的狀況，不管一門在線課程的觀眾人數(shù)多龐大，都不可能面面俱到地講到所有的專業(yè)知識。長此以往，容易造成整個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的僵化。

（3）學(xué)校不僅提供了教學(xué)內(nèi)容，更提供了一個環(huán)境。在學(xué)校環(huán)境中，學(xué)生形成了互幫互助又互相競爭的關(guān)系，互相學(xué)習(xí)又互相辯論，形成的學(xué)校氛圍更加有利于知識的掌握和創(chuàng)造新的知識，這就是傳統(tǒng)意義上的“學(xué)風(fēng)”的一部分。在學(xué)校教育中學(xué)生之間的關(guān)系是參加工作走向社會的預(yù)演，形成的各種社會團(tuán)體也增進(jìn)了學(xué)習(xí)效果，引導(dǎo)學(xué)生向某個特定的方向發(fā)展。在學(xué)校中建立的友誼和相互信任，在進(jìn)入社會之后仍然對學(xué)生的職業(yè)和生活產(chǎn)生影響，這種影響甚至是終生的。

除了以上具體情況，學(xué)校還具有道德培養(yǎng)和價值觀塑造等功能，也進(jìn)一步增進(jìn)了學(xué)校教育的不可替代性。

3?智能教學(xué)的機(jī)遇及內(nèi)涵

在人工智能技術(shù)為信息技術(shù)的發(fā)展帶來了新的變化，對地方高校來說，如果將新的技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，使人工智能技術(shù)成為教學(xué)的機(jī)遇，而不是讓教師成為人工智能技術(shù)的附庸。如果能以此為契機(jī)，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，必將為實(shí)現(xiàn)“因材施教，有教無類”宗旨帶來新的助力。筆者認(rèn)為，人工智能背景下的智能教學(xué)，就是要發(fā)揮人工智能在教學(xué)過程中的技術(shù)優(yōu)勢，通過在課堂上以及課后收集教學(xué)效果的信息，分析教學(xué)過程的得失，調(diào)整教學(xué)方案，并為學(xué)生的未來發(fā)展方向提供建議。

智能學(xué)校在最近正成為現(xiàn)實(shí)，通信技術(shù)的發(fā)展使校內(nèi)實(shí)時信息交流變?yōu)榭赡堋哪壳暗膽?yīng)用情況來看，人工智能技術(shù)比較成熟的應(yīng)用主要在人臉識別、表情識別和數(shù)據(jù)分析這幾個方面。如果能對這些技術(shù)善加應(yīng)用并結(jié)合學(xué)生的反饋，課堂教學(xué)的效果將以一種更加深刻的方式呈現(xiàn)在教師眼前。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)思路、興趣需求掌握得更加具體。通過課堂作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、考試成績的分析，教師既能從宏觀、又能從微觀上掌握教學(xué)情況。對教學(xué)效果反饋的反應(yīng)更加靈敏，更加快速和精確的調(diào)整教學(xué)方案。收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的信息，對學(xué)生進(jìn)行畫像，提醒學(xué)生彌補(bǔ)知識面上的缺漏，并引導(dǎo)學(xué)生選擇更適合自身特長的后續(xù)課程。

4?構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學(xué)環(huán)境

一對一教學(xué)、小班教學(xué)一直是理想的學(xué)校教學(xué)模式，但是教師數(shù)量和教育資源的有限性是阻礙這些教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)的根本原因。

在人工智能背景下，教師首先可以根據(jù)培養(yǎng)方案的規(guī)定和個人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)確定初步的教學(xué)方案。傳統(tǒng)的學(xué)校教育構(gòu)筑了一個封閉的“象牙塔”，在阻絕不良信息的同時，也減少了與外界的有益交流。由于人工智能技術(shù)的應(yīng)用，可以將學(xué)生、家長、社會的要求作為一個總的數(shù)據(jù)集，分析各方面要求的本質(zhì)特征，從中提取出最具有價值和可操作性的意見，作為修正初步教學(xué)方案的參考信息，刪改不合時宜的知識點(diǎn)并加入新的知識點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)點(diǎn)的先后順序并合理分配課堂教學(xué)時間。

在過去，教師難以用傳統(tǒng)的方式了解每個學(xué)生對課堂知識的實(shí)際掌握情況。利用人臉識別技術(shù)和表情識別技術(shù)，可以將學(xué)生的表情大致分為理解、迷惑、走神等類型，將這些表情類型和學(xué)生的個人資料相結(jié)合，估計(jì)課堂教學(xué)效果，幫助教師實(shí)時調(diào)整課堂教學(xué)的難度和進(jìn)度。如果數(shù)據(jù)表明課堂上的某個時間段內(nèi)，多數(shù)學(xué)生都處于迷惑狀態(tài)，說明課堂知識點(diǎn)的進(jìn)展速度過快，這種情況下，教師需要將知識點(diǎn)進(jìn)行分解，把一步完成的步驟分成幾步來完成。如果多數(shù)學(xué)生處于走神狀態(tài)，教師應(yīng)根據(jù)知識點(diǎn)的難度，必要的時候可以通過數(shù)據(jù)系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行問卷，確定學(xué)生走神的原因，是過于困難、過于簡單還是過于抽象枯燥，如果過于簡單，可以將知識點(diǎn)合并或者一帶而過，如果過于枯燥，可在PPT中加入圖像、動畫，在講解過程中與日常生活中的某些常識進(jìn)行類比。根據(jù)課堂教學(xué)的統(tǒng)計(jì)情況與上次作業(yè)的統(tǒng)計(jì)情況，調(diào)整本次作業(yè)題目的難度。課堂時間總是寶貴而有限的，利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力，更加精準(zhǔn)地提取出普遍感到困難和迷惑的知識點(diǎn)，利用課堂時間進(jìn)行講解。經(jīng)過幾年對學(xué)生信息的收集，就可以對學(xué)生的特長和需求等進(jìn)行個人畫像，幫助學(xué)生確定自己的興趣愛好，選擇適合自身情況的選修課，為學(xué)生畢業(yè)后是工作、考研等提供參考意見。在學(xué)科競賽的時候，也有助于學(xué)生選擇合適的競賽項(xiàng)目，找到合適的搭檔。

這些數(shù)據(jù)也對學(xué)生開放，學(xué)生可以通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)了解本班、本年級甚至歷屆學(xué)生對本門課程、本章、本節(jié)知識點(diǎn)掌握的統(tǒng)計(jì)信息，利用這些數(shù)據(jù)估計(jì)自身掌握知識點(diǎn)的不足。同時能夠利用該系統(tǒng)了解用人單位對本門課程的需求，使學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就能做到心中有數(shù)。學(xué)生在應(yīng)聘的過程中，可選擇向招聘單位授權(quán)查看學(xué)習(xí)履歷，把學(xué)習(xí)過程和招聘過程有機(jī)融為一體。

5?結(jié)語

人工智能技術(shù)潮流對傳統(tǒng)的教師地位構(gòu)成了挑戰(zhàn)。面對新技術(shù)的挑戰(zhàn)，以最積極的態(tài)度擁抱新技術(shù)顯然是最佳選擇。由于人工智能技術(shù)本身的復(fù)雜性，要求每一個高校教師都稱為人工智能方面的專家是不切實(shí)際的。對大多數(shù)教師來說，了解現(xiàn)有人工智能的能力，熟練使用人工智能作為輔助教學(xué)手段是一個現(xiàn)實(shí)的選擇。應(yīng)該注意到，對高校教師來說，人工智能是一種采集監(jiān)控和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段，對教學(xué)方案進(jìn)行調(diào)整和成績評判的決定權(quán)仍然在教師手上，教師仍然是課堂的主導(dǎo)者。人工智能技術(shù)一方面方便了教師對學(xué)習(xí)效果的判斷，使教學(xué)反饋更加靈敏;另一方面，需要高校教師對人工智能技術(shù)有一定的了解，也提高了對高校教師的要求。高校教師不但是課堂教學(xué)的主導(dǎo)者，也是人工智能教學(xué)系統(tǒng)的操作者和維護(hù)者。

參考文獻(xiàn)：

[1]林健.卓越工程師創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2012（5）：1-17.

[2]陳松，馬丹，高琳琳，等.大數(shù)據(jù)時代下的智慧教育應(yīng)用探析[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2017（4）.

[3]朱建平，李秋雅.大數(shù)據(jù)對大學(xué)教學(xué)的影響[J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（9）.

[4]鄭潔紅，彭建升.新一代人工智能變革大學(xué)教育的方向與限度[J].中國高?？萍迹?018，364（12）：47-49.

基金項(xiàng)目：安徽省教學(xué)研究項(xiàng)目（2019jyxm1177，2019?jyxm1168，2018jyxm0338，2018jyxm0203）;安徽省智慧課堂試點(diǎn)項(xiàng)目（2017zhkt180）;教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201901260018）;安徽理工大學(xué)校級重點(diǎn)教研項(xiàng)目：通信電子類本科雙語教學(xué)課程建設(shè)及教學(xué)改革研究;新工科背景下移動通信教學(xué)改革研究;電氣工程及其自動化專業(yè)特色人才培養(yǎng)探索;安徽理工大學(xué)校級一般教研項(xiàng)目：面向行業(yè)的“三合一”應(yīng)用型通信人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式研究;校級重大線上教改項(xiàng)目：電氣信息類課程線上教學(xué)改革研究

作者簡介：鐘鳴宇（1982—），男，漢族，四川綿陽人，碩士，中級職稱，研究方向：信號與信息處理、大氣光學(xué)監(jiān)測。