人工智能時代高等教育創(chuàng)新發(fā)展新趨勢

[摘  要]在人工智能時代，高等教育面臨諸多新趨勢，包括生成式人工智能成為重要學習工具、虛擬與現(xiàn)實教學空間融合、智能化設(shè)施與資源改善教學質(zhì)量、機器人與自然人教師相輔相成、促進教育公平以及解決技術(shù)與倫理沖突等。深入探討人工智能時代高等教育創(chuàng)新發(fā)展新趨勢，可以為高校高質(zhì)量發(fā)展提供新思路。

[關(guān)鍵詞]人工智能；擴展現(xiàn)實技術(shù)；教育資源；教育公平；高等教育

人工智能技術(shù)飛速發(fā)展延伸著人類能力的邊界，同時給高等教育帶來了機遇和挑戰(zhàn)。例如，生成式人工智能使學習場域不再局限于大學課堂，學生可以隨時隨地通過問答互動方式進行探索式學習，學習方式變得更加靈活；在教學資源開發(fā)方面，大語言模型以其強大的知識儲備和計算能力打破地區(qū)和專業(yè)限制，為大學生提供符合其需要的個性化學習資源；不僅如此，它還可以幫助教師進行教學設(shè)計、作業(yè)批改等基礎(chǔ)性工作，代替教師完成許多教學任務(wù)。VR（虛擬現(xiàn)實）、AR（增強現(xiàn)實）等技術(shù)在大學教學中的應(yīng)用，打破了虛擬學習空間和物理教學空間的邊界，使學生能夠身臨其境地把握和探索已知和未知的文化科技領(lǐng)域，既不受時空限制又保證了學習的主動性。交互式白板、智能課桌、智能教學助手等智能教學設(shè)備使得教學更加高效和個性化，對于提高教學效率和水平有著重要意義。本文分析人工智能時代高等教育教學和學習方式的變革，探討人工智能技術(shù)促進高等教育創(chuàng)新發(fā)展的新空間和可能性，助力大學更好地把握機遇、迎接挑戰(zhàn)，實現(xiàn)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。

生成式人工智能成為大學生重要的學習工具

2023年，ChatGPT的廣泛應(yīng)用成為高等教育領(lǐng)域最熱門的話題之一。ChatGPT基于強大的內(nèi)部算法，能夠支持并實現(xiàn)信息檢索以及文本、圖片、詩詞生成等多項功能，為科技界、教育界和社會輿論所廣泛關(guān)注。隨著時間的推移與算法的發(fā)展，聯(lián)合學習和機器學習等新的人工智能模型得到不斷開發(fā)，并在工業(yè)、教育、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)行業(yè)場景中被廣泛采用。以ChatGPT為代表的大語言模型等人工智能技術(shù)正在重構(gòu)學習場景、學習方式、學習風格等，使大學生學習更具多樣性、更加個性化，并成為大學生學習的重要工具。

從學習地點看，生成式人工智能使大學生的學習場域變得更加多樣化。在課堂之外，大學生基于自己的學習時間與學習習慣幾乎可以隨時隨地進行知識學習和能力訓練。生成式人工智能技術(shù)不僅支持校內(nèi)學習也支持校外學習，不僅支持正式學習也支持非正式學習，使學習邊界越來越模糊，學習環(huán)境更加智慧多元，學習的空間限制將得到極大的突破，大學生將真正成為學習的主人。

從學習指導看，生成式人工智能技術(shù)能夠給予大學生極具針對性的學習指導，提升他們的學習體驗。大語言模型等生成式人工智能可以根據(jù)大學生的學習需求，即時生成他們所需要的文本、視頻、故事、代碼等產(chǎn)品，不僅有助于解決學習困惑，還為學生提供了與傳統(tǒng)學習不一樣的渠道，使他們在學習過程中獲得了與過去完全不同的學習體驗。除了支持知識學習，生成式人工智能還能為大學生提供學科專業(yè)及相關(guān)前沿領(lǐng)域的知識動態(tài)和潛在研究方向指導。

從學習評估看，生成式人工智能可以實時分析大學生的學習進度和認知能力發(fā)展程度，并為他們提供即時反饋和相關(guān)建議。這種個性化動態(tài)評估有助于大學生及時調(diào)整學習策略，提高學習效率和質(zhì)量。在測驗反饋方面，基于機器算法的人工智能技術(shù)能夠?qū)Υ髮W生的作業(yè)及測驗進行即時反饋和定期數(shù)據(jù)分析匯總，包括拼寫檢查、作業(yè)校對等，使他們能及時、準確、快速地了解自己某個階段的學習狀態(tài)與學習效果。在學習內(nèi)容完成之后，基于生成式人工智能的教學平臺能夠根據(jù)大學生的學習習慣及學習偏好對他們的學習作出更準確與個性化的評價，包括準確識別學習風格、強項和弱項，并據(jù)此為他們提供更適切的學習資源與輔導。

虛擬教學空間與現(xiàn)實教學空間融合構(gòu)建教學新生態(tài)

隨著VR、AR等擴展現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，虛擬教學空間和物理教學空間之間的界限逐漸模糊。這種融合不僅提升了教學的靈活性，還能為大學生創(chuàng)造沉浸式學習體驗。擴展現(xiàn)實技術(shù)可以將日常學習和生活中難以觀測的場景展現(xiàn)在大學生面前，并通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多重感官刺激使他們擁有身臨其境般的體驗。

擴展現(xiàn)實技術(shù)帶來的空間融合符合經(jīng)典學習理論對于學習環(huán)境的重視。例如，行為主義學習理論認為，學習是一個被動的過程，需要依賴外界的刺激和反饋。認知主義學習理論認為，學習是大學生基于已有的知識，主動獲取知識以建構(gòu)和完善自身知識結(jié)構(gòu)的過程，這個過程需要環(huán)境提供支持，以促進知識的同化和吸收。建構(gòu)主義學習理論認為，學習是一個主動的、建構(gòu)的過程，教學設(shè)計需要考慮學生自身原有經(jīng)驗并提供相應(yīng)支持，以促進學生建構(gòu)新的經(jīng)驗知識。經(jīng)典學習理論無一例外地都強調(diào)了環(huán)境在學習過程中的重要性，而擴展現(xiàn)實技術(shù)通過創(chuàng)設(shè)沉浸式的仿真學習環(huán)境使大學生身臨其境地進行學習，既保證了大學生在學習中的主體地位，又突破了現(xiàn)實環(huán)境的限制，提升了學生的學習主動性。

擴展現(xiàn)實技術(shù)使學習不受傳統(tǒng)的物理時間和空間限制，能夠為來自不同學?；虻貐^(qū)的大學生創(chuàng)設(shè)相同的學習情境，有助于遠程合作教學的組織開展，為更好地實現(xiàn)教育公平和跨文化交流帶來了可能。且擴展現(xiàn)實技術(shù)可以覆蓋各學科領(lǐng)域的海量教學資源，并呈現(xiàn)出日常生活中難以創(chuàng)設(shè)或無法用肉眼觀察到的知識情境，使大學生對抽象的知識有更直觀和感性的認識，從而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)的沉浸式環(huán)境中自主探索感興趣的學習內(nèi)容，實現(xiàn)個性化的學習與發(fā)展。不僅如此，擴展現(xiàn)實技術(shù)還有助于進一步打破學科專業(yè)之間的壁壘，促進跨學科專業(yè)學習。對于有轉(zhuǎn)專業(yè)或擇業(yè)意愿和需求的大學生，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對未來的學習和工作場景進行模擬，從而幫助大學生對自己的生涯規(guī)劃和發(fā)展方向有更加清晰具體的認知。

此外，擴展現(xiàn)實技術(shù)還有助于大學生開展仿真實驗。對于醫(yī)學、工學、農(nóng)學等需要在大量實踐實驗中學習的學科專業(yè)，擴展現(xiàn)實技術(shù)可以解決實踐場地和實驗設(shè)備數(shù)量不足的問題。擴展現(xiàn)實技術(shù)不受現(xiàn)實實驗場景中反應(yīng)速率的限制，不僅可以在較短時間內(nèi)對大學生不同實驗方案的結(jié)果進行反復(fù)重現(xiàn)，還能對他們的實驗結(jié)果提供個性化指導，從而提高實驗效率和質(zhì)量。擴展現(xiàn)實技術(shù)既有助于促進虛擬與現(xiàn)實學習空間的融合，提高大學生學習的主動性，又可以降低實踐實訓的成本，消解物理空間和時間的限制，為人工智能時代高等教育教學范式變革提供技術(shù)保障。

智能化教學設(shè)施和方法賦能高質(zhì)量教學

智能化教學設(shè)施為大學生提供了更便捷、更高效的學習環(huán)境。智能教學環(huán)境具有沉浸式和交互式學習的特點，能夠深入傳統(tǒng)的教學環(huán)境無法觸及的知識情境，聯(lián)通物理教學空間和虛擬學習空間，有效實現(xiàn)人機交互。

教學設(shè)施的智能化有助于推動教學方法變革，數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學方法有助于強化大學生的主動參與和深入理解。傳統(tǒng)的信息化教學主要依靠多媒體及在線教學平臺等技術(shù)，在教學實踐中面臨對教師數(shù)字化素養(yǎng)要求較高、大學生學習主動性難以調(diào)動、利用數(shù)據(jù)獲取大學生學習情況信息不足、評價維度單一等困境。隨著信息存儲和處理能力的發(fā)展，人工智能技術(shù)支撐下的智能化教學設(shè)施將進一步拓展教師能力邊界，為實現(xiàn)教學方法的創(chuàng)新帶來新的可能。一方面，人工智能技術(shù)能夠存儲海量的知識信息，可以隨意調(diào)用且不受其他外界信息的干擾，從而替代教師完成部分簡單的重復(fù)性工作；另一方面，人工智能技術(shù)具有強大的計算能力，面對復(fù)雜的教學環(huán)境可以突破人腦的思維定式作出理性判斷，從而為教師教學賦能。

在教學設(shè)計方面，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的教學設(shè)施可以根據(jù)學科特性和大學生先前的學習基礎(chǔ)，為教師提供教學建議，使教學設(shè)計更符合每個個體的接受程度。在授課過程中，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的教學設(shè)施可以為大學生提供沉浸性、交互性和個性化更強的學習體驗。在教學評價方面，智能技術(shù)可以實現(xiàn)大學生學習過程信息的可視化和即時反饋。此外，智能技術(shù)還可以提高評價的科學性、專業(yè)性與客觀性，幫助教師更好地落實綜合素質(zhì)評價。智能化教學設(shè)施可以為教學全過程賦能，提高教學的質(zhì)量和效率，促進由知識傳授向智能培養(yǎng)的教學目標的轉(zhuǎn)型。

智能化教學資源超越傳統(tǒng)教學資源

教學資源的數(shù)量和質(zhì)量對于教育的效果發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。在人工智能時代，AI技術(shù)可以通過內(nèi)容分析和數(shù)據(jù)挖掘，從全球各地的教育平臺和資源庫中收集教學資源，給予大學生類型多樣、內(nèi)容豐富以及智能化的教學資源。通過云計算和跨平臺技術(shù)，AI系統(tǒng)能夠?qū)⑺匈Y源整合到統(tǒng)一的平臺中，從而打破地域和文化限制，使得大學生和高校教師能夠在不同終端隨時隨地訪問和使用全球的優(yōu)質(zhì)教育資源。在提升教育資源的智能化與增進各國教育合作的同時，AI系統(tǒng)還能為大學生提供跨文化溝通技巧、國際商務(wù)禮儀等方面的知識與培訓素材，進一步提升他們的跨文化交流能力和文化包容性。

相較于傳統(tǒng)的教學資源，人工智能時代智能化教學資源的交互性優(yōu)勢突出，有助于促進大學生進行更深層次的知識學習與技能運用，還能幫助大學生對他們感興趣的知識進行多樣化探索。例如，ChatGPT能夠根據(jù)課程內(nèi)容為大學生匹配大量相關(guān)的拓展知識，并鼓勵他們在與AI的交互中不斷深入思考與探索，從而更加積極自主地參與到學習過程中，激發(fā)他們的創(chuàng)新能力。AI系統(tǒng)還可以為高校提供切實可靠的項目管理工具，高效完成大學生的團隊組建、任務(wù)分配、資源共享等，科學合理地管理和配置教學資源。

除此之外，智能化教學資源的實時性優(yōu)勢明顯，可以通過AI技術(shù)迅速識別前沿的學術(shù)研究或行業(yè)動態(tài)，并將其納入教學內(nèi)容之中，從而實現(xiàn)教學資源的實時更新。具體而言，AI技術(shù)可以自動抓取和整理學術(shù)研究、行業(yè)報告、新聞資訊等各類信息，并進一步對數(shù)據(jù)進行深度分析，將信息轉(zhuǎn)化為有價值的知識，以確保能夠為大學生提供各領(lǐng)域最前沿的知識和信息，增強他們在未來就業(yè)市場上的適應(yīng)能力。相比于內(nèi)容較為固定、針對性較弱的傳統(tǒng)教學資源而言，智能化教學資源所依托的AI技術(shù)還可以根據(jù)學生的需求和興趣，及時進行動態(tài)調(diào)整并實時定制合適的自主學習材料或路徑，自動推薦更加精準和有針對性的智能化教學資源。更為重要的是，AI系統(tǒng)可以智能分析大學生的長處、弱點或知識差距，即時提供學習反饋，幫助他們充分了解自身的學習進展，并提供緊隨時代發(fā)展的自主化、個性化學習支持與指導。

機器人教師（人工智能）與自然人教師相得益彰

隨著AI時代的到來，機器人教師能夠滿足教師多方面的工作需求。從授課角度來看，機器人教師可以成為人類教師的好“助手”，減輕教師日常工作的壓力?；诟黝愃惴ǖ臋C器人教師可輔助人類教師進行基礎(chǔ)知識傳授、遠程作業(yè)指導、習題批改、學習檔案定制、提供課程方案等事宜，極大地減輕教師的任務(wù)量，讓教師能夠?qū)⒏嗑Ψ诺酱髮W生智能及情感能力發(fā)展等更高階的培養(yǎng)活動中。此外，機器人教師也能夠更好地滿足學生的學習需求。機器人教師能夠根據(jù)大學生的興趣點及學習進度，提供個性化的學習資源與學習服務(wù)，解決其知識學習中遇到的問題，促進其高階知識的建構(gòu)。機器人教師還能夠提供學情分析、學習進度規(guī)劃、作業(yè)反饋、學習風格識別等差異化的學習服務(wù)，滿足不同大學生的學習需求，提高學習效率。

值得注意的是，在AI時代，人工智能將使人們重新思考教育的真諦。教育不僅僅是知識的傳遞，更是人格的塑造和批判性思維的培養(yǎng)。高等教育具有專業(yè)性和職業(yè)傾向性，其培養(yǎng)對象為具有一定知識積累和自我意識較強的青年，因此需要抓住該階段青年創(chuàng)造性思維較活躍的特點，培養(yǎng)其科學研究和創(chuàng)造能力，以便于他們將來更好地走向社會發(fā)展各行業(yè)。人工智能技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用有其獨特的優(yōu)勢，但大學生的社會性和情感性發(fā)展不能委托給AI技術(shù)和機器人，他們與自然人教師和同儕之間的人際互動是AI技術(shù)和機器人所不能替代的。在AI時代，引導大學生了解技術(shù)本質(zhì)，發(fā)展他們對技術(shù)的批判性思維已經(jīng)成為未來教師的重要使命。教師需要充分認識到，人工智能技術(shù)無法替代人的理性與批判性思維，因此需要努力促進學生批判性思維的發(fā)展。如何在海量的知識中進一步發(fā)現(xiàn)并深化問題，提出有價值的“真問題”，成為AI時代人才培養(yǎng)的關(guān)鍵任務(wù)。

機器人教師可塑性極強，在高等教育中的作用將越來越顯著。機器人教師將在高等教育的大多數(shù)領(lǐng)域得到運用，而且它們的工作效率和精準性將為人們所稱道。機器人教師將與自然人教師共同構(gòu)成高等教育師資隊伍，他們發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同助力高等教育適應(yīng)AI時代變革，共同擔負造就時代新人的使命。機器人教師的作用將主要體現(xiàn)在大學生知識和能力發(fā)展的支持上，自然人教師將在大學生人格塑造、情感陶冶和意志品質(zhì)養(yǎng)成等方面發(fā)揮不可替代的作用。可見，人工智能技術(shù)的便利與人類教師的人文關(guān)懷相結(jié)合，將成為AI時代教學發(fā)展的新趨勢。

人工智能促進高等教育公平發(fā)展

從教育公平的角度看，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展能夠讓高等教育不再受地理和時間限制，它能為有需要接受高等教育的人群提供更為平等的教育機會。人工智能技術(shù)降低了獲取教育資源的門檻，使得任何人都可以通過互聯(lián)網(wǎng)接受高質(zhì)量的教育。在人工智能技術(shù)的幫助下，通過教學直播、錄播、回放等方式，教師的教學可以擺脫地域限制，使得偏遠地區(qū)的大學生也能享受各類優(yōu)質(zhì)教學資源，促進教育公平。此外，生成式人工智能技術(shù)能夠大大加強學習互動的質(zhì)量和效果，幫助偏遠地區(qū)的大學生進行測驗反饋和答疑解惑，提升學習質(zhì)量。

為適應(yīng)AI技術(shù)在高等教育中應(yīng)用的發(fā)展，一批人工智能+教育研究平臺相繼設(shè)立，通過大數(shù)據(jù)手段對特殊群體及弱勢群體的學業(yè)進行技術(shù)指導與幫助，以消除數(shù)字鴻溝，促進教育公平。同時，隨著高等教育普及化的進一步發(fā)展，終身學習的理念將越來越深入人心。在AI時代，人工智能技術(shù)將深刻影響人類學習的方式。AI提供的靈活和個性化學習方式使得學習不再只是全日制大學生的特權(quán)，任何行業(yè)、任何角色、任何崗位的個體都可以在方便的時間學習自己需要的知識。AI驅(qū)動的在線課程、自適應(yīng)學習系統(tǒng)、智能導師與多元評價等可以幫助學習者不斷更新自己的知識與技能，以適應(yīng)不斷變化的時代需求。在AI時代，基于各類學習平臺與技術(shù)工具，學習資源的獲取變得更加簡單。在“知識大爆炸”的時代背景下，知識的更新?lián)Q代速度更加頻繁，而基于人工智能驅(qū)動的教育工具能夠成為人類的“專業(yè)學習”助手，幫助學習者快捷獲取海量的、前沿的以及具有針對性的知識。通過AI的大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，終身學習理念的實現(xiàn)將成為可能。

人工智能技術(shù)與教育道德倫理的沖突得到消解

當前，人工智能的“算法黑箱”可能會使得部分使用者對其持懷疑態(tài)度，進而難以與AI教學系統(tǒng)進行深度交互，引發(fā)新的教育不公平問題。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，人工智能系統(tǒng)進行個性化教學輔助的算法過程將變得更加透明和可解釋，使得教師和大學生等使用主體能夠理解和評估人工智能系統(tǒng)的決策依據(jù)，重新建立起對人工智能的信任。此外，在相關(guān)問責機制不斷建立健全的基礎(chǔ)上，“算法歧視”風險將大大減弱，算法系統(tǒng)的訓練數(shù)據(jù)將更具多樣性和代表性，算法的設(shè)計也會融合更多富含人文價值的教育因素。因此，隨著AI系統(tǒng)的升級和算法技術(shù)的提升，人工智能與教育的技術(shù)倫理沖突將有所緩解。AI技術(shù)將更好地實現(xiàn)高等教育資源的智能化管理和調(diào)度，科學合理地為每位大學生定制教學計劃和分配教育資源，確保人人都能從AI教學中受益。

從數(shù)據(jù)隱私安全倫理的角度來看，數(shù)據(jù)是人工智能教學系統(tǒng)得以順利運行的重要基礎(chǔ)。隨著人們數(shù)據(jù)隱私安全意識的提升和人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能將進一步采用加密、脫敏、去標識化等技術(shù)手段來加強數(shù)據(jù)的隱私安全保護，并提供清晰、明確和易于理解的隱私政策和使用說明，以幫助大學生和教師充分了解相關(guān)隱私數(shù)據(jù)的使用。此外，隨著數(shù)據(jù)收集存儲、使用加工、傳輸公開等環(huán)節(jié)管理要求的不斷明確，以及訪問控制機制的逐步完善，高校數(shù)據(jù)管理人員自身的倫理意識也會不斷加強。這些都將推動AI系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和隱私性顯著提升，能夠消解人工智能帶來的部分數(shù)據(jù)隱私安全問題。

從學術(shù)倫理的角度來看，隨著AI技術(shù)在學術(shù)研究中的使用逐漸增多，AI系統(tǒng)將不斷更新設(shè)計，以更加符合學術(shù)倫理的需求，并逐步引導大學生在使用過程中自覺遵守學術(shù)規(guī)范和道德準則、尊重他人的勞動成果和知識產(chǎn)權(quán)。同時，AI系統(tǒng)也會更加注重對所提供資源的倫理性審查和評估，以進一步確保學習資源使用符合倫理要求，從源頭上避免引發(fā)學術(shù)倫理沖突。此外，高校教師也需要進行正確引導，如按需分配學習任務(wù)，在評估規(guī)則中納入相關(guān)指標，以及向大學生充分說明過度依賴AI技術(shù)導致的不良后果等，從而指導學生更加負責任地使用AI技術(shù)，進一步消解人工智能與學術(shù)倫理之間的沖突。

[本文為國家社會科學基金教育學國家重大項目“中國特色高校評價體系的內(nèi)涵與建構(gòu)研究”（VIA230008）的研究成果]

【作者：別敦榮 郭一蓉，單位：廈門大學】

原載2024年第3/4期《中國高等教育》雜志