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人工智能如何与教育结合,人工智能对教育的影响 人工智能和教育的结合体现

人工智能如何与教育结合,人工智能对教育的影响

不仅是为了教育,也是为了人工智能。科技会带来便利,ai会对教育有很大帮助。最基本的是提高效率和质量。比如北极星Ai已经可以帮助老师备课、试卷、分析,大大节省时间,帮助学生自适应学习,提高学习效率,这些都是不错的。

 

目前人工智能在教育行业的应用只能算是起步阶段,但已经展现了教育行业未来的趋势,国家也相继出台了多项政策支持和引导人工智能在教育行业的应用。对于人工智能教育行业的应用,有不同的声音,但就像多年前的多媒体教学一样,很多人一开始并不接受,但很快就在全国各地的学校得到了广泛的应用。技术对行业的改变是不可逆的,所以我们应该拥抱这种改变。我们可以以辅助线智能教育系统为参考案例:在教师端,人工智能技术广泛应用于智能作业批改、学生学习情况分析等方向。就智能作业批改而言,大大减少了教师的工作量和机械重复。在学生方面,人工智能技术主要体现在对学习方向的智力适应上。通过分析学生的学习情况,找出学生知识的薄弱点,智能相关的学习资源,有针对性地找出缺失点。当然,目前智能教育市场处于成长期,也有企业喜忧参半的情况,这也是每个行业在起步阶段必须经历的阵痛。随着市场的成熟和政策的完善,好钱最终会赶走坏钱。

人工智能如何为教师所用

正在北京召开的国际人工智能与教育大会科技感十足。比如在论坛开幕式短片中出现的虚拟主持人,她不但能惟妙惟肖地模仿各类主持人的语音语态,还能够实时转换语言,像老师一样与来自世界各地的现场观众友好交流。

5月17日,由教育部教师工作司司长任友群主持的“人工智能赋能教学和教师”主题论坛被与会者早早挤满。

有关教师职业是否会被取代的讨论近年来热度不减。技术和教师如何完美结合,如何更好地发挥技术的作用,也成为此次大会的一个焦点。

保障教师的自主性,不能被AI牵着鼻子走

“人工智能在采用多种模式增强学生的互动性方面效果明显。”来自英国伦敦大学学院的穆特卢·丘库罗瓦(MutluCukurova)认为,和传统模式相比,人工智能能够很快判断出学生对课堂的反应是积极还是消极的。但是,是否采用这种复杂的方式来判断学生,最终的决定权在于教师。

据了解,欧盟专门启动了一个项目来处理教师、技术开发者和其他机构的金三角关系,教师采用合作的方式使人类智慧更大程度地发挥作用,但前提是教师自愿接受这种方式,而不是被动地采用人工智能手段。

人工智能只是教师使用的一种工具,能带来发展动力但不能取代教师;应该根据学生的发展能力来选择工具,不能对每名学生采取同样的人工智能手段;教师在教学方法上应该有选择的自由度,而不能被AI(人工智能)牵着鼻子走。

智能化教学情境下,更要关注学生核心素养的培养

通过人工智能精准分析学生学习的薄弱环节,可以因材施教。根据此次会上科大讯飞董事长刘庆峰透露的数据,在智能化教学的试点中,学生家庭作业的平均时间已经大约减少了50分钟,错题的解决率从原来的45%提高到了80%,也就是说,做作业时间减少了,但知识掌握的效率却提高了,学生们腾出来的时间和精力,正好去发展自己的特长。

智能化教学情境下,教师将面临一个全新的工作环境,既要实现人机协同,提供个性化、多样性和适应性的教学,又要关注学生思维方式和核心素养的培养,而后者更加重要。

“只有当教师真正关注对学生信息技术素养、问题解决能力及创新能力的培养,才能用尽量少的课程达到培养复合型、创新型人才的目的,才能让学生真正有所收获。”西北师范大学教授郭绍青说。

教师与人工智能交互产生新空间,学生成探究者发现者合作者

“教师与辅助教学智能机器交互产生新的空间。”浙江大学校长吴朝晖的发言引起了会场听众的共鸣。

按照对吴朝晖描述内容的理解,这种新空间主要体现在以下3个层面:

一是物理世界与虚拟信息世界交互产生的新空间。受教育者的任务单式的学习、团队项目式的学习、多学科的交叉学习等都能变得更加便捷。

二是教师与辅助教学智能机器交互产生的新空间。在这种空间范畴下,除了师生关系外,还存在教师与辅助教学智能机器的关系;辅助教学智能机器将部分扮演以往教师的角色,如承担自动出题与批阅、学习障碍诊断与及时反馈、问题解决能力测评、学生心理素质测评与改进等功能。

三是学生利用辅助学习智能机器交互产生的新空间。在未来,学生除了与教师进行教与学的互动外,更多的情况是与辅助学习智能机器共同学习、相互提高,如学生将在智能学习伴侣、个性化智能教学机器的陪伴下完成自主学习。

往深里想,人工智能的教育将由学生、教师、智能机器共同参与,其中,学生是探究者、发现者、合作者,教师是支持者、引导者、组织者,智能机器在物理世界、虚拟信息世界并存,而且将长期存在。(本报北京5月17日电本报记者黄蔚张东)

人工智能背景下职业教育变革及模式建构

职业教育智慧化是职业教育信息化发展的必然选择。目前,我国的职业教育信息化水平正在稳步提高,投入持续增加,各种智能信息技术应用于教育教学、实习实训、测量评价等领域,并逐步成熟,正在努力打造一个信息化、智慧化的现代职业教育生态系统。新时期我国很多地区及职业院校积极提升现有信息化系统的智慧化水平,积极创建智慧校园、智慧社区等,逐步实现了组织管理的智慧化、资源环境的智慧化和服务评价的智慧化。

(二)经济发展诉求:人工智能时代的新兴经济需要高技能智慧型人才

人工智能时代职业教育运用移动互联网、大数据等新兴技术,与经济及其他部门跨界融合,不断创造新产品、新业务,推动职业教育模式创新,形成了以互联网为基础设施、人工智能为实现手段的经济发展新常态。人工智能时代是以现代科学技术为支撑的新时代,各行各业的运作发展和对知识技术的掌握要求达到了更高层面,相应的教育需求也有所提升,市场环境渴求勇于创新、个性化的高技能智慧型人才。职业教育要应对行业上升发展的劳动力需求问题,基于人工智能应用,提高技能培养层级,以适应新的社会劳务需求。现代企业生产依托互联网科技,与智能化设备直接联接,通过数据分析和应用,促进科技成果转化为生产力。劳动密集型企业已不适应现代行业、产业发展,需升级为网络智能型,与此同时,职业院校的课程模式、专业设置、实习实训、师资结构等也做出相应的调整和革新,既促进了职业教育的智慧化、智能化,又推动了产业升级和工业变革。

(三)政策保障:国家从宏观层面保障人工智能时代的职业教育发展

2016年是我国人工智能元年,2017年我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,提出了“将发展人工智能放在国家战略层面进行系统谋划和布局”,这预示着我国人工智能时代的全面到来,为我国职业教育的发展提供了良好的宏观政策环境。人工智能给职业教育带来了符合时代精神的新内容,积极融合信息技术,整合职业教育资源,提升公共服务水平,影响和改变了原有的教育生态。紧密依托信息共享平台,突破时空限制,让学习者自我选择,更加人性化和智能化。我国很多职业院校已经开启了智慧校园的行动计划,一些大中城市也在积极制定实施智慧城市的发展规划,在良好的政策保障中提升智慧化水平。

(四)信息化生态重构诉求:人工智能时代的职业教育变革是对职业教育信息化生态系统的重构

“依据《2006-2020年国家信息化发展战略》,我国正在有序推进数字教育向智慧教育的跃迁升级和创新发展。”[4]在新兴智能信息技术的催促下,技术变革带来了职业教育系统的颠覆性创新改革,打破现有的条条框框,改革传统教育模式,再造教育业务新流程。在职业教育领域创新应用物联网、大数据、人工智能等先进技术,提升各科各门教育教学业务,打造各级各类智能实训部门、培训机构,覆盖贯通中高职院校,整合系统内外现有资源,推进智慧教育生态有序发展,为各类用户提供最适合、最智能的职业教育资源和服务,完成对职业教育信息化生态系统的重构。

二、当前职业教育发展的现实困境

人工智能对各行各业的影响具有革命性和颠覆性,可能带来新的发展机遇,也可能带来不确定性的挑战,比如可能会改变就业结构、影响政府管理、威胁经济安全等,还可能会冲击法律与社会伦理,影响社会稳定乃至全球治理。当前,人工智能与“大众创业、万众创新”浪潮席卷而来,职业院校既是人工智能应用的战场,又是培养技术创新型人才的“梦工厂”[5]。人工智能时代的职业教育信息化发展迅速,影响是广而深的,对职业教育外部环境及其本身都造成了极大的冲击。

(一)职业教育外部环境发展困境

“据联合国教科文组织预测,到2020年,人工智能将替代20亿个工作岗位”[6],那些技术含量低、重复性强的技能将被智能机器、数码设备所替代,工业机器人也将大面积应用。智能设备替代行业劳动力,能够降低劳动成本,且具有高效、易操作等竞争优势。传统职业教育培养模式很难适应未来行业、产业的发展需求,人工智能冲击职业教育就业岗位,撼动其所依附的岗位基础,对职业教育的生存与定位产生了威胁。因此,根据智能时代职业教育的岗位特征与需求,提升职业人才的知识结构和专业技能,是新形势下职业教育的发展方向。

(二)职业教育自身发展困境

近年来,人工智能在职业教育领域内的应用和提高是目前职业教育的发展趋势。我国重视职业教育信息化、智能化发展,各级各类职业院校在信息化基础设施建设、校园信息化管理等方面都有了显著提升,但信息技术与职业教育的深度融合仍不够紧密,表现出信息化管理效率低、科学决策水平低等现象。人工智能背景下职业教育自身发展的困境表现在:

1.课程与教学困境

职业院校新课程改革提倡构建智慧课堂,制定个性化学习计划,注重课堂实施效果。但目前的实际课程教学仍是以教师为中心,强调知识的灌输,重视统一性和计划性,与教育改革提倡的个性化教学相去甚远。教学方法、教学理念更新慢,很难激发学生的内在学习动力,创新性思维弱,使得个性化教育的无法实现。近年来,中央、省、市、县四级教育平台逐步建立起来,课程与教学的层级设计逐步完善,但在实施的过程中,各级平台之间存在沟通不畅等问题,各级资源内容不系统,不衔接,导致无序叠加和资源的重复浪费,“精品课程”等项目丰富了课程资源,但质量不高。在线课程与教学以传统的科目、章节为单元,构建系统性的在线教育内容,为用户提供专业化的知识选择,但由于受时间条件等限制,大多数受教育者习惯于碎片化学习,连贯性和整体性差,缺乏对课程与教学体系的系统性学习。

2.认知困境

随着人工智能时代的到来,许多职业院校将“未来教室”“智慧课堂”定位为未来发展方向,进行了多种尝试和改革,如MOOC混合教学、翻转课堂、多屏教学等,但“管理者和施教者对智慧教育的理解多停留在‘智慧课堂=多媒体+传统教学的层面’,教学观念和思维依然固化,并没有因为新技术的参与而得到实质改变”[7],缺乏对多媒体网络架构和智能学习平台的深层认识,更缺乏对管理评价和互动交流等模块的理解与掌握,虽投入大量人力财力采购了数量巨大、设备精良的多媒体设备和智能服务设备,但没有充分有效使用,大大限制了智慧教育的发展潜力。

3.用户困境

传统教学以群体教育为基本单元,教师和学习者作为学习共同体,在管理、学习的互动过程中形成强大的群体约束力,促进双方共同进步。在信息化教育时代,学习者自由掌握学习时间和进度,遇到问题可能无法及时解决并获得反馈,无法进行面对面交流,因此,基于人工智能网络化学习平台,学习者需要高自控力、高学习能力才能适应这种全新的学习方式。

4.评价困境

传统的评价方式多依靠经验和观察,智慧型评价则是基于学习过程的一种发展性评价,以采集到的学习数据为客观基础。在人工智能、数字信息化环境下教育效果的评价实际要受到很多因素的影响和局限,在信息技术与职业教育融合的过程之中,许多智能技术应用于教育教学实践,难以进行定性定量的智慧评价,如互动交流及深层次的学习评价等。

三、人工智能背景下职业教育变革的新特征

人工智能带来了思维模式的创新,改变了人们认识问题、思考和解决问题的方式,越来越多地依赖人与智能网络的协同创新。人工智能背景下的职业教育变革围绕经济社会发展大局,“主动服务国家重大发展战略,加大虚拟现实、云计算等新技术应用,体现校企合作、知行合一等职教特色,以应用促融合、以融合促创新、以创新促发展。”[8]人工智能背景下职业教育的变革必将加速推进职业教育的现代化、智能化进程,表现出了融合、创新、跨界和终身化的新特征。

(一)融合

人工智能技术科学应用于当前职业教育,在最短的时间内整合、重组大量的知识信息,形成科学的技术技能知识体系,为职业教育资源、企业资源、产业资源、社会资源等一切有可能联结的资源融合提供了可能。为促进职业教育的智慧化发展,在现有的合作模式、集团模式、产教融合模式等实体协作发展的基础上,建立智能互动的智慧教育供给平台、常态化智慧课堂和大数据化智慧教育生态系统,为我国新兴经济发展提供高技能、智慧型人才支撑。

(二)创新

信息化时代下“变”为创新立足之要点。创新时代最需要提升的就是创造智慧。“由知识的理解记忆,转向知识的迁移、应用并最终指向创造发明”[9],以提高学习者的学习能力和应用能力,提升其创新思维和智慧思维,不断开拓人类社会发展的高度和宽度。智能化、信息化的时代是创新不断的时代,是原有知识不断被更新、技术不断被升级的时代。人工智能促使社会化协同大规模发展,促进职业教育体系核心要素的重组与重构,创新生产关系,呈现出新的协作架构,开创了新的教育供给方式,增加了教育的选择性,推动了教育的民主化。学习者能够按照自己的价值观、兴趣与爱好等选择适合自己个性发展的学习方式和学习内容,促进学习者个性化、多样化发展,最终实现教育公平。

(三)跨界

智能科学与职业教育连接起来,搭建起两者沟通的桥梁,跨越了人工智能虚拟教育和线下实体教育的界限,实现了两者之间的融合。教育供给由竞争资源转变为协同合作,直线型的中心组织管理转向去中心化、泛化管理。通过大数据智能技术平台、远程教育平台等对职业教育资源进行整合共享,跨越教育边界,与市场、行业、企业以及职业教育培训机构对接,提供更加便捷的智慧化服务。

(四)终身化

人工智能时代职业教育的变革坚持“以人为本”的教育理念,满足学习者在任意时间、任意地点、以任意方式、任意步调终身学习的需求[10]。打破了地域和时间的限制,体现了教育的泛在化、个性化和终身化,与终身教育理念的发展目标不谋而合。人工智能时代社会经济发展加快,人们追求高层次自我价值的实现,充分体现出终身学习的必要性和紧迫性。目前,我国正在积极创建泛在学习环境,致力于构建终身化学习型社会,努力创造有利条件向全民提供终身教育与学习的机会。

四、人工智能背景下职业教育发展的模式建构

人工智能背景下职业教育的变革预示着全新思维意识形态、社会发展形态的变革,重塑职业教育可持续发展的新思维,重构信息时代职业教育的价值链和生态系统。智能化技术科学将现代职业教育内部各要素,以及内部要素与外部环境之间,通过虚拟技术和智能化手段互联贯通,突破传统教育价值的链状模式,使职业教育由传统模式走向“人工智能+职业教育”模式的建构。人工智能对职业教育课程、教学、评价、管理、教师发展等方面产生系统性影响,为职业教育提高教育质量和提升服务水平提供了技术支持和现实路径,解决不能兼顾职业教育规模和质量的矛盾问题。下面将从课程、教学、学习、环境、教师发展、评价、教育管理及组织等方面来探究职业教育的变革路径及模式建构(如下图所示)。

人工智能背景下职业教育的模式建构图

(一)人工智能背景下职业教育的课程模式

人工智能时代的信息知识、科学技术正在以前所未有的速度增长、更新和迭代,呈现出了碎片化、多元化、创新性、社会性的特征。人工智能背景下职业教育的课程模式是为学习者提供按需可随时选择的知识储备智能模式,解决了传统职业院校课程教学的滞后性,呈现的是现代职业教育的前沿信息和内容。课程革命愈演愈烈,灵活多样的微课、慕课等形式层出不穷,在线课程将成为常态,信息传播媒介、知识获取方式等都发生了巨大改变,课程内容和结构的表现形态、呈现方式、实施及评价等也都进行了相应变革。智能化信息科学技术为课程的设计、架构、实施提供了快捷和便利,为学习者的个性化、终身化选择提供了多种渠道。人工智能背景下职业教育的课程模式的建构表现为:首先,线上线下融合的大规模开放课程融入现代职业教育,课程的表现形态和实施途径呈现出智能化、数字化、立体化的特征,成为学校常态课程的有机组成部分,为学习者提供了更多的可选择机会,使实施个性化课程成为可能。现代职业教育的课程内容强调学术性与生活性相互融合与转化,融入社会资源,立足于我国社会经济的新常态和学习者的全面发展,实现社会化协同发展,共赢共创;其次,课程实施的空间得以拓展,跨越了社会组织边界、职业院校边界,将从班级、年级、全校扩展到网络社区以及更大的空间。课程的整体结构从分散走向整合,以技术为媒介,形成跨学科、多学科整合的课程;最后,课程内容的组织、课程的实施逐步模块化、碎片化、移动化与泛在化,社会化分工更加精细,教师也将承担教学设计、技术开发、在线辅导等不同的角色。

(二)人工智能背景下职业教育的教学模式

人工智能时代将信息技术有效地融合于职业教育各学科的教学过程,从知识的传递转变为认知的建构,从注重讲授和内容,转变成重视学习过程[11],构建“以教师为主导,以学生为主体”的以数字化、智能化为特征的智慧教学模式,重视学生的主体地位,引导学生“自主、探究、合作”。人工智能背景下职业教育的教学模式的建构表现为:首先,人们的学习方法、认知方式和思维模式已经发生了巨大的转变。信息化教学使得信息技术已成为学习者认知的必要工具,认知方式也由“从技术中学”转型为“用技术学”。其次,信息化教学的重点从“面向内容设计”转变到“面向学习过程设计”,更加重视学习者发现问题、分析和解决问题能力的培养,关注学习者的学习过程,以及其获得学习活动的体验。同时,信息化教学要将课堂内的学习知识和课堂外的实践活动联结互动,按照学习者的个性化需求和认知方式自主选择学习内容。第三,智慧教学将成为课堂教学的新重点。日常教学工作形态不再是点线面的连接,而是呈现为智能化、立体化的教学空间,智慧课堂将会促进学习者的深度学习、交互学习和融合学习,智能备课、批阅以及个性化指导等也将成为教育者新的教学工作形式。从机械评价学习结果转变成适应性评价学习结果。第四,在线教学、整合技术的学科教学法将成为新的教学形态,促进教育均衡发展,实现跨学校、跨区域的流转。移动学习、远程协作等信息化教学模式,能够实现教师的“教”与学生的“学”的全面实时互动,最大限度地调动学习者的主观能动性,提升教学质量与人才培养质量。

(三)人工智能背景下职业教育的学习模式

智能系统和互联网络为学习者提供了丰富多元的学习资源和环境,推进了教育教学活动与学习环境的融合发展,人工智能背景下职业教育的学习模式也逐步建立起来,具体表现为:首先,智能时代的互联网络全面覆盖每一个人、每一个角落,活动空间由课堂内拓展到课堂外,学习与非正式学习正在互相补充、互相融合,导致学习者的学习行为变化、学习方式的革新。其次,基于互联网出现了一批创新的学习方式,借助情景感知技术及智慧信息技术,进行真实过程体验的情境学习,促进学习者知识迁移运用的情境化和社会化。第三,借助互联网云技术和各种应用工具,学习者可根据自身学习需求,选择最优学习方式,也可利用数据分析技术,追踪记录学习路径和学习交互过程,随时随地获取个性化教学服务和量身定制的学习资源,拓宽了智慧教育视野。第四,各职业院校开始拓展校园智慧学习的时间和空间,以实现虚拟和现实相互结合的智慧校园育人环境。推进网络学习空间建设,加强教与学全过程的数据采集和分析,“引导各地各职业院校开发基于工作过程的虚拟仿真实训资源和个性化自主学习系统”[12],强化优质资源在学习环境中的实际应用。

(四)人工智能背景下职业教育的环境模式

智慧教育环境是以大数据、多媒体、云计算等智能信息技术为基础而构建的虚实融合、智能适应的均衡化生态系统。信息技术与职业教育的深度融合,为师生的全面发展提供了智慧化的成长环境,如智慧云平台、智慧校园。人工智能背景下职业教育的环境模式的建构表现为:首先,智慧教育环境将信息技术与职业教育服务结合、面对面教学和在线学习结合,形成数字化的、虚实结合的职业教育智能服务新模式。其次,智慧教育环境将促进各种智能化、数字化信息技术融入职业院校的各个业务范围和业务领域,与系统内的其他业务横向互联、纵向贯通,且信息能够适时生成和采集,全过程实现数字化与互联化。第三,智慧教育环境能够感知学习者所处的学习情境,理解学习者的行为与意图,满足学习者的个性化需求,提供多元化的适应服务和智能感知的信息服务。互联网应用基于智能数据分析,实现智能调节与自动监控,为学习者提供定制式的学习服务和个性化的学习环境。未来教室必将变成“虚拟+现实”的智慧课堂,在网络空间中参与线上课程、线下活动,实现线上线下互动交流。同时,智慧校园的创建和管理,能够对每个班级、学区进行动态管理,构建出一个以问题、任务为线索,学生实现自主学习的知识体系和促进师生互动、生生互动的智慧管理平台。到2020年,“90%以上的职业院校建成不低于《职业院校数字校园建设规范》要求的数字校园,各地普遍建立推进职业教育信息化持续健康发展的政策机制”[13],以学习者为中心的自主、泛在学习普遍开展,精准的智能服务能够满足职业教育的终身化定制。

(五)人工智能背景下职业教育的教师发展模式

人工智能背景下职业教育的变革对教师的专业发展、素质能力提出了新要求,改变了教师的能力结构和工作状态。教育信息化大背景下,互联网技术、多媒体手段的产生、智能化设备的使用极大提高了教师的专业发展和能力素养,以适应新课程改革与教育信息化的要求。人工智能背景下职业教育的教师发展模式的建构表现为:首先,新时代教师专业发展的内在要求和外在环境都要求教师能够认识、了解和应用互联网新技术工具,促使教师专业发展能力和素养的提升和丰富。其次,教师的专业发展要面向实际、情境化、网络化的教学问题,教师需要在多变的教育情境中综合运用核心教学技能,将信息技术知识、学科内容知识、教学法知识很好地融合并迁移运用。新时代的教师要学会掌握使用智能化设备和数字化网络资源,积极加强与其他专家、教师的合作,或远程工作,形成基于智慧教育技术的多元化的学习共同体。教师的工作状态由个体的单独工作转变为群体的共同协作,大大提升了教师的工作效率。第三,信息化背景下教师的教学理念要发生转变,由促进学生“接受学习”转变为“主动建构”,由“被动适应”转变为“主动参与”,越来越强调以学生为中心的过程体验,从了解信息技术转变为掌握智慧教育技术,保持学科知识,教学方法,核心技术的动态平衡,促进学生智慧学习的发生。第四,信息化教师要学会使用智能化教育技术,积极开发数字化学习资源,创设丰富多元的教学活动,鼓励学生掌握智能信息工具,学会探究和解决问题,发展提升学生的创新思维能力和信息化学习能力。教师的信息化教学能力和素养全面提升,信息技术应用能力实现常态化。

(六)人工智能背景下职业教育的评价模式

现代教育价值趋于多元,以互联网为基础的智能化信息技术使教育评价在评价依据、评价内容、评价主体等多个方面实现了全面转变。人工智能背景下职业教育的评价模式的建构表现为:首先,互联网信息技术应用于学习过程使得伴随式评价成为可能,更加关注学习者的个体差异和特点。强调过程评价和多元共同评价,更加客观全面,重视评价过程的诊断与改进功能,以促进学习者的个性化发展。其次,互联网、大数据、智能云技术的出现使得评价的技术和手段多样化、智能化,节省人力物力财力,提高了评价的科学性、针对性。第三,以大数据为基础的适应性评价因人而异,可获得及时反馈,可真实地测评学习者的认知结构、能力倾向和个性特征等,从知识领域扩展到技能领域、情感、态度与价值观,构建以学习者核心素养为导向的教育测量与评价体系,促进学习者发展。

(七)人工智能背景下职业教育的管理模式

智能化信息技术、云计算技术、大数据技术等能够促进大规模社会化协同,拓展教育资源与服务的共享性,提高教育管理、决策与评价的智慧性,因此,基于互联网的教育管理必将逐步走向“智慧管理”模式。人工智能背景下职业教育的管理模式的建构表现为:首先,互联网将家庭、学校、社区等紧密、方便地联系在一起,拓宽了家长和社会机构参与学校管理的渠道,各利益相关者可共同参与现代职业院校的学校管理,协作育人。其次,新时代的职业院校管理模式通过可视化界面进行智能化管理,业务数据几乎全部数字化,能有效降低信息管理系统的技术门槛,使管理工作更加轻松、高效。通过深度的数据挖掘与分析,能够实现个性化、精准资源信息的智能推荐和服务,为管理人员和决策者提供及时、全面、精准的数据支持,以提高决策的科学性。第三,通过互联网信息技术可以实现全方位、随时的远程监督与指导,从督导评估转变为实时评估,可以实现大规模的实时沟通与协作,促进社会化分工,促进职业院校内部重构管理业务流程,使管理智能化、网络化、专业化。

(八)人工智能背景下职业教育的组织模式

人工智能时代信息科学技术的蓬勃发展冲击着学校内部的组织结构向智能化、网络化的方向发展,各职业院校需要合理调整内部组织结构和资源分配,通过互联网加快信息流动等方式,提高各职业院校组织管理的效率和活力。人工智能背景下职业教育的组织模式的建构表现为:首先,当今时代人工智能的产生不可能替代学校教育,但可以改变学校教育的基本业务流程。人工智能推动了学校组织结构向网络化方向发展,教学与课程是提供信息数据的重要平台,学校组织则构成了教育大数据生态系统。其次,“互联网+职业教育”的跨界融合将打破学校围墙的阻隔,互联网将学校组织与企业、科研院所等社会机构紧密联系起来,提供优质教育资源供给,共同承担知识的传授、传播、转化等功能,促进学校组织体系核心要素的重构。第三,建设“智慧校园”,实现线上线下融合的智慧校园育人环境,实施一体化校园网络认证,推动智能化教育资源共建共享,实现职业教育信息化建设的均衡发展。

五、人工智能背景下职业教育的模式变革面临的挑战及发展目标

人工智能将推进大数据、云技术等智能信息技术深层次融入职业教育课程与教学、组织与管理、评价与反馈等领域,形成社会化多元供给,为学习者提供多样化的参与方式、自主选择的学习形式和及时获得反馈的评价途径,有利于实现职业教育的共建、共享、共治。但其全面实现,还面临着诸多挑战。

(一)挑战

首先,职业教育的新模式建构需要充足的资金支持。各职业院校积极建构智慧校园,努力实现智慧化产学研环境,打造一体化智慧城市网络等核心技术的开发,都需要资金的根本保障。政府要给予资金政策保障并加强监管,资金管理部门要合理规划,合理利用,专款专用,落到实处。其次,职业教育新模式建构的成果表现离不开学习者对技术的理解、掌握和应用。在实际实施过程中,教育工作者既要利用信息技术优势变革职业教育,也要避免技术中心主义倾向,“避免一味追赶技术新潮而不顾学生身心健康等,技术本身是一个祸福相依的辩证法。”[14]第三,“目前的教育实践中,仍未能充分实现人机合理分工和双边优势互补。人工智能终端系统擅长逻辑性、单调重复的工作,而人类则更适合情感性、创造性和社会性的工作。”[15]现阶段,信息化技术水平还有待提高,智能机器不能完全胜任知识传播、数据处理等工作,有待于进一步开发和完善,绝对依赖互联网络和设备,还存在一定的风险。

(二)发展目标

人工智能时代职业教育变革重新架构了职业教育发展模式,完成了对资源的重新整合配置,改变了人的思维方式、学习方式和生活方式。人工智能时代下没有职业教育模式的改革,就不可能建构真正的现代化职业教育。人工智能背景下职业教育的发展目标可以概括为个三方面:

1.“智慧脑”与“智能脑”融通

随着第四次产业革命的到来,信息技术爆发式发展,造就了以电脑、互联网为基础的智能脑。职业教育智慧化发展的一个目标就是如何让学习者发挥人脑“智慧脑”与机器设备“智能脑”的“双脑”共同协作[16]。人工智能时代职业教育与信息技术的深度融合,就是要通过“智慧脑”和“智能脑”的协同作用,发挥互补优势,进行融通式学习,而不是简单地人脑与电脑的技术对接。

2.“现实世界”与“虚拟世界”结合

在人工智能时代,网络虚拟技术的发展使人类拥有了真实与虚拟两个世界,虚拟信息技术的兴起在一定程度上会影响职业教育的实体教育,实体教育的发展也需要虚拟技术的支撑。但在具体的学习实践中,还会存在利用这两个世界时顾此失彼、难以平衡的问题。目前,虚拟化教育技术在职业教育领域不断应用与推广,职业教育的发展模式不断优化,使得职业院校线上线下的边界逐渐消融,“现实世界”与“虚拟世界”更好地结合。人工智能时代职业教育的本质没有发生根本改变,学习者要学会利用这两个世界虚实融合、高度互动,充分发挥出自身的优势,更好地学习与生活。

3.职业教育“适应人工智能”发展为“引领人工智能”

人工智能为职业教育带来了强大的技术支持,为职业教育带来了便利。初始阶段的职业教育基本知识和技能被数字化和智能化,通过人工智能相关课程、云教育模式、个性化学习计划等,适应并应用人工智能,以提高职业教育的效率和质量。职业教育重在技术创新,对于行业技术发展具有一定的引领性作用。未来人工智能将成为职业院校快速发展和转型的技术支撑。“如某些职业院校基于自身优势专业与相关行业的智能自动化企业合作,实现以职业教育发展引领人工智能。”[17]目前,人工智能处于适应性大发展阶段,随着信息化技术的提高和智能化设备的普及,人工智能时代必将由专用人工智能时代步入通用人工智能时代。在通用人工智能时代,人工智能与职业教育深度融合高效协作,职业教育完全适应且完美应用于人工智能,进一步引领人工智能发展,由“人工智能+职业教育”发展为“职业教育+人工智能”的时代。

六、结语

人工智能背景下职业教育的智慧化发展是职业教育信息化发展的高端形态,本文构建的人工智能背景下职业教育的模式既能够解决传统职业教育发展的困境,也带来了新的机遇和挑战;人工智能背景下职业教育的模式变革不是一蹴而就的,而是不断探索完善的过程,既要积极思考发挥技术优势,又要规避技术弊端。人工智能时代的职业教育应回归教育本身,辅之以合适的技术手段,使职业教育与智能技术真正相辅相成,职业教育的智慧化发展才能彰显其“智慧”。

作者简介:董文娟,天津大学教育学院在读博士,dwj870218@126.com,研究方向为职业教育管理与职业教育技术(天津300350);黄尧,北京师范大学国家职业教育研究院教授,博士生导师,院长,国务院参事,研究方向为职业教育宏观管理与发展战略研究(北京100875)。

参考文献:

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来源:中国社会科学网

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人工智能与具体应用领域如何进行有效的结合

人工智能与具体应用领域如何进行有效的结合

人工智能(Artificial Intelligence,简称AI),它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。它是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。

文章目录人工智能与具体应用领域如何进行有效的结合前言一、人工智能发展领域举例1.计算机视觉领域2.自然语言处理领域3.智能机器人领域二、现有技术的分析1.机器学习2.人工神经网络3.专家系统三、思考与观点1.人工智能与医学的结合2.人工智能安全风险与预防总结前言

目前,人工智能技术正在向大型分布式人工智能及多专家协同系统、并行推理、多种专家系统开发工具,以及大型分布式人工智能开发环境和分布式环境下的多智能体协同系统等方向发展。作为智能化时代的关键技术之一,人工智能能对我国竞争力的提升以及经济结构的转型升级发挥出积极的促进作用。时刻紧盯这一前沿领域的发展情况,与具体应用领域进行有效的结合,是在新一轮技术革命中占据优势地位的必要条件。随着科学技术的发展,人工智能已经与人们的生活建立的密切的联系,渗透到了多个社会发展领域中

一、人工智能发展领域举例1.计算机视觉领域

人工智能在计算机视觉领域的应用主要指充分利用当下现金的计算机技术模拟人类的视觉系统,让该系统具有识别物体、确定物体位置以及运动状态的功能,从而代替人类眼睛。通常情况下人工智能在计算机视觉领域的应用被分为三个步骤,即检测目标、识别目标和识别行为,现有的关于人工智能在计算机视觉领域的应用典型系统有瞳孔识别系统、人脸识别系统和指纹识别系统等。

2.自然语言处理领域

人工智能应用领域的重要组成部分就是自然语言处理,具体的研究内容指的是让人机灵活的运用自然语言完成有效的互动,具体应用表现在自然语言信息处技术上。就当前情况而言,人工智能语言信息处理技术有多种表现形式,主要有语言学、语言工程和数据处理等,较为典型且应用比较成熟的领域有机器同声传译、客服服务和机器人聊天等。大量实践表明,自然语言识别技术的应用与发展已经处于成熟阶段,自然语言准确识别率高达95%,社会已有一些知名企业,比如科大讯飞和百度都对该项技术进行了有效的应用。

3.智能机器人领域

智能机器人指的是在人类一定程度的操控下,仍然拥有属于自身较为发达的“大脑”,并在“大脑”作用下用于独立性的自我控制的机器人。智能机器人主要包括感觉和运动两大要素,前者主要用于识别外部环境,后者主要用于与外界信息进行有效互动。除此以外,智能机器人中还有一个重要的思考要素,主要用于处理从外界接收到的所有信息,经过“思考”后做出更加准确的回应。当前社会上已经有部分行业开始使用工业机器人和服务机器人,基于其能为人类生活创造极大的便利性考虑,智能机器人在未来也会拥有较为广阔的发展空间和应用市场。

二、现有技术的分析1.机器学习

机器学习的研究主要分为两类研究方向:第一类是传统机器学习的研究,该类研究主要是研究学习机制,注重探索模拟人的学习机制;第二类是大数据环境下机器学习的研究,该类研究主要是研究如何有效利用信息,注重从巨量数据中获取隐藏的、有效的、可理解的知识。常见的机器学习算法有:决策树算法、朴素贝叶斯算法、随机森林、支持向量机算法等;

2.人工神经网络

人工神经网络是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。它是在现代神经科学研究成果的基础上提出的,试图通过模拟大脑神经网络处理、记忆信息的方式进行信息处理。

3.专家系统

专家系统是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。它实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。

三、思考与观点1.人工智能与医学的结合

由于人体和疾病的复杂性、不可预测性,在生物信号与信息的表现形式上、变化规律上,对其进行检测与信号表达,获取的数据及信息的分析、决策等诸多方面都存在非常复杂的非线性联系,适合人工神经网络的应用。人工智能可以主要应用在生物信号的检测与自动分析,医学专家系统等领域。大部分医学检测设备都是以连续波形的方式输出数据的,这些波形是诊断的依据。人工神经网络是由大量的简单处理单元连接而成的自适应动力学系统,具有巨量并行性,分布式存贮,自适应学习的自组织等功能,可以用它来解决生物医学信号分析处理中常规法难以解决或无法解决的问题。神经网络在生物医学信号检测与处理中的应用主要集中在对脑电信号的分析,听觉诱发电位信号的提取、肌电和胃肠电等信号的识别,心电信号的压缩,医学图像的识别和处理等。传统的专家系统,是把专家的经验和知识以规则的形式存储在计算机中,建立知识库,用逻辑推理的方式进行医疗诊断。但是在实际应用中,随着数据库规模的增大,将导致知识“爆炸”,在知识获取途径中也存在“瓶颈”问题,致使工作效率很低。以非线性并行处理为基础的神经网络为专家系统的研究指明了新的发展方向,解决了专家系统的以上问题,并提高了知识的推理、自组织、自学习能力,从而神经网络在医学专家系统中得到广泛的应用和发展。在麻醉与危重医学等相关领域的研究中,涉及到多生理变量的分析与预测,在临床数据中存在着一些尚未发现或无确切证据的关系与现象,信号的处理,干扰信号的自动区分检测,各种临床状况的预测等,都可以应用到人工神经网络技术。

2.人工智能安全风险与预防

人工智能在技术转化和应用场景落地过程中,由于技术的不确定性和应用的广泛性,会带来冲击网络安全、社会就业、法律伦理等问题并对国家政治、经济和社会安全带来诸多风险和挑战。从数据安全风险看,一方面逆向攻击可导致算法模型内部的数据泄露,另一方面,人工智能技术可加强数据挖掘分析能力,加大隐私泄露风险。从算法安全风险看,算法设计或实施有误可产生与预期不符甚至伤害性结果;算法潜藏偏见和歧视,导致决策结果可能存在不公;算法黑箱导致人工智能决策不可解释,引发监督审查困境;含有噪声或偏差的训练数据可影响算法模型准确性;此外,对抗样本攻击可诱使算法识别出现误判漏判,产生错误结果。从信息安全风险看,智能推荐算法可加速不良信息的传播,人工智能技术可制作虚假信息内容,用以实施诈骗等不法活动。风险预防:加强自主创新,突破共性关键技术;完善法律法规,制定伦理道德规范;健全监管体系,引导产业健康发展;强化标准引领,构建安全评估体系;促进行业协作,推动技术安全应用;加大人才培养,提升人员就业技能;加强国际交流,应对共有安全风险;加大社会宣传,科学处理安全问题。

总结

随着科学技术的发展,人工智能已经与人们的生活建立的密切的联系,渗透到了多个社会发展领域中,但其发展和应用仍然面临很多难题,首先,数据流通和协同化的感知度不高。在基础设施层中生产的所有仿人体五感的传感器都缺乏统一的感知协调中控系统和集成度,因此面对不同类型传感器获得的数据时,难以实现一体化的采集、加工和分析。软件集成和类脑芯片将成为人工智能发展的重大突破点。一方面是因为作为人工智能核心的软件集成,其算法的发展决定着计算性能的提升幅度;另一方面是因为人工智能算法设计类脑化芯片一直以来就是发展路上的难题。其次,实现强人工智能的关键技术难以突破。就技术研发角度而言,当前人工智能技术仍然处于初级发展阶段,还没有在更高层次技术方面取得显著的成效和技术性突破,比如情感感知环节、人工方面的意识等,这些都属于脑科学研究领域。要想让人工智能技术水平得到进一步的提升,要将真正地理解分析能力作为进一步研究的重点内容,实现大脑进化演进和全身协调控制领域的突破。最后人工智能的技术研发与应用也存在一些不确定性的安全风险,一旦人工智能运用到网络攻击活动,将使得网络攻击活动更加难以预警和防范,关键信息和基础设施也将会面临新的安全风险威胁。我们应当处理好人工智能发展应用与安全防控的关系,既要促进人工智能发展应用,又要推动其在安全、可靠和可控的轨道上前行。要加强对人工智能安全防控体系建设的战略规划部署,围绕人工智能安全风险点,借鉴已有经验,有步骤地推进人工智能安全综合防控体系建设。总而言之,人工智能技术的有效应用是全人类共同的梦想,作为一门极具挑战性的学科,人工智能在发展与应用的过程中将遇到比一般学科更多的阻碍与挫折,但只要有关研究人员树立坚定的信心,拥有强大的毅力,人工智能将更好地融入我们的生活。

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