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第1篇

關鍵詞：新工科；人工智能導論；實踐教學；校企合作；案例庫

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等信息技術的發(fā)展，為了應對中國產(chǎn)業(yè)變革及新一輪的科技革命，適應“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需要及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展，同時將國際工程教育思想本土化，“新工科”應運而生[1]。信息技術發(fā)展催生出了人工智能相關的專業(yè)，國內(nèi)高校紛紛設立了智能科學與技術專業(yè)。近年來，人工智能技術的發(fā)展引領著人類社會正逐漸走進智能社會，人工智能將深刻影響人類社會。隨著人工智能的進一步發(fā)展，高等教育的價值也將進一步提高[2]。因此，各高校應盡快建立與新工科相一致的智能科學與技術專業(yè)，并深入研究我國人工智能的人才培養(yǎng)體系、課程設置、實驗平臺及成果轉(zhuǎn)化等方法，改革傳統(tǒng)人工智能的教育教學方法，形成有新工科特色的智能科學與技術專業(yè)工程教育方法。由于傳統(tǒng)的專業(yè)是按學科劃分的，因此，目前的智能科學與技術專業(yè)課程體系以理論為主，強調(diào)學科知識的系統(tǒng)性和完備性[3]。人工智能導論作為智能科學與技術專業(yè)的核心課程，同時也是人工智能“入門性”和“引導性”的課程。但是，目前人工智能導論的課程設置上主要存在課程內(nèi)容陳舊、實踐課程不足、教材理論過強、教學模式老舊及實踐教學與企業(yè)需求不適應等問題。尤其是人工智能導論課程，缺乏實踐教學將會降低學生學習人工智能的興趣和積極性。因此，為了解決這些問題，并使高校跟上人工智能時代的腳步，抓住高等教育發(fā)展的新機遇，進行面向新工科的人工智能導論實踐教學模式探索具有重要的現(xiàn)實意義。

1人工智能對新工科人才的新要求

1.1具備多學科交叉知識。人工智能導論是一個多個學科交叉而成的一門課程。人工智能導論主要包括知識系統(tǒng)、智能搜索技術、腦科學、機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機、專家系統(tǒng)、智能計算及分布式智能等內(nèi)容[4]。因此，一個合格人工智能專業(yè)人才需要具備多學科知識。1.2具備多領域應用能力。人工智能導論的應用領域廣泛，基本包含工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會生活的各個行業(yè)（如工業(yè)生產(chǎn)、通信、醫(yī)療、金融、社會治安、交通領域及服務業(yè)等）[5]。人工智能導論課程要求學生在學好理論前提下也應該掌握各行業(yè)的相關知識，只有這樣才能提高人工智能技術在各領域的應用。1.3具備人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。目前，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展成為了我國現(xiàn)階段發(fā)展的重要力量，人工智能成為經(jīng)濟發(fā)展的新引擎[5]。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號角下，人工智能技術作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程中的一個大趨勢。因此，當今新形勢下培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的人工智能專業(yè)人才對我國經(jīng)濟發(fā)展及大學畢業(yè)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義。1.4具備人工智能人文素養(yǎng)。人的內(nèi)在品質(zhì)就是人文素養(yǎng)，人文科學的知識水平和研究能力是人文素養(yǎng)的重要組成部分，人文素養(yǎng)是人文科學體現(xiàn)出來的以人為研究對象和中心的精神[6]。人工智能對人類社會帶來的是便利還是帶來災難，關鍵是使用者的思想道德和人文素養(yǎng)。因此，培養(yǎng)具有人文精神的人工智能專業(yè)人才具有重要的意義。

2人工智能導論課程教學現(xiàn)狀

目前，許多高校已經(jīng)認識到傳統(tǒng)的人工智能導論課程已經(jīng)不能適應社會和學生發(fā)展的需要。尤其是地方普通高校在師資、科研及學科力量薄弱情況下進行人工智能導論的實踐教學。目前人工智能導論的課程設置上主要存在的問題如下：⑴本科生課程內(nèi)容陳舊。近年來，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、5G等信息技術的快速發(fā)展，也帶動人工智能技術發(fā)展日新月異。對于高校來說，要緊跟人工智能技術前沿，傳授學生的知識也要緊跟人工智能的發(fā)展。目前，雖然也出現(xiàn)了不少新的人工智能導論教材，但在課堂上能夠教學的新內(nèi)容仍然不多，教材內(nèi)容仍然集中在傳統(tǒng)的人工智能技術（如問題求解、知識表示、歸結(jié)原理及經(jīng)典推理等技術）上。⑵研究生課程內(nèi)容重疊。研究生的人工智能導論課程應作為本科生課程的一個延續(xù)，但部分高校對研究生人工智能導論課程的教學重視不夠。很多本科生已經(jīng)學過的內(nèi)容在研究生階段又進行了重復。因此，在新工科背景下培養(yǎng)高層次的人工智能人才，就必須要在研究生階段加強新工科人才實踐能力的培養(yǎng)，選擇合理的人工智能導論課程，改革研究生階段人工智能導論的教學理念和教學模式。⑶實踐課程不足。實踐教學是提高人工智能新工科人才能力的重要路徑。目前，大多數(shù)院校的人工智能導論課程理論與實踐聯(lián)系不夠緊密，對學生實踐能力的培養(yǎng)不夠，只知道理論，而不進行實際的實踐應用就不能成為合格的人工智能新工科人才。另外，大多數(shù)地方高校的人工智能實驗室建設投入不足，實驗條件差，驗證性的實驗較多，實驗課時不足，學生對人工智能新技術的接觸不夠。⑷人工智能導論教材理論性過強。目前，現(xiàn)有的人工智能導論教材以理論為主，缺乏人工智能實踐內(nèi)容。在課程教學過程中學生經(jīng)常會感覺索然無味，當實踐課程開設不足時，這種情況會非常明顯。學生會漸漸的對人工智能導論課程失去興趣和熱情，最終會導致課程的教學質(zhì)量和效果下降，不能達到新工科人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的預期。⑸教學模式老舊。人工智能導論是多學科交叉的課程，課程內(nèi)容理論性強、抽象、多知識點是新工科的特點。然而，大多數(shù)地方高校仍然采用過去的課堂教學模式（即“教師講、學生聽”的教學模式），這種單向灌輸?shù)慕虒W方式以教師為主，學生的主動性不夠，只是在被動接收知識。學校這種重視理論不重視實踐的教學模式，在一定程度上影響了新工科人才的實踐能力，從而導致教學內(nèi)容與企業(yè)社會需求脫節(jié)。

3人工智能導論實踐教學初探

3.1人工智能導論課程實踐平臺建設。為了提高學生對實踐教學的興趣，南陽師范學院計算機科學與技術學院在人工智能導論授課過程中廣泛應用多種計算機實驗教學平臺，如采用開源的PaddlePaddle百度飛槳深度學習平臺，希冀一體化人工智能實踐教學平臺及大數(shù)據(jù)綜合實驗平臺。教師可以在實踐教學過程中方便的使用這些平臺進行授課，學生也可以在課堂中跟隨老師完成相關實驗，并能夠在課下進行相關實驗練習及提交作業(yè)。3.2人工智能導論課程實驗內(nèi)容優(yōu)化。在人工智能導論實踐教學過程中，以學生興趣為導向，開展相關應用課程實驗，南陽師范學院計算機科學與技術學院對人工智能導論實驗課程內(nèi)容進行優(yōu)化。優(yōu)化后的主要實驗課程包括搜索優(yōu)化算法實現(xiàn)、智能計算實現(xiàn)、貝葉斯分類實驗、最近鄰算法實驗、機器學習實驗及神經(jīng)網(wǎng)絡實驗。最后，通過期末課程設計進一步提高學生解決實際問題及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。3.3人工智能導論實踐教學模式改革。⑴校企合作為使人工智能導論實踐教學不與企業(yè)脫節(jié)，校企合作是關鍵。應積極派遣教師進企業(yè)進修，了解企業(yè)需求，并提高教師的工程能力。從2018年以來，南陽師范學院計算機科學與技術學院每年暑假期間累積派遣教師58人/次前往百度、中興、科大訊飛、神舟數(shù)碼及江蘇傳智播客公司等進修培訓。同時已經(jīng)在固定時間邀請相關企業(yè)講師到學校進行人工智能方面的項目教學。建立起了具有地方區(qū)域特色的師資隊伍及校企協(xié)調(diào)的實踐教學模式，從而避免人工智能導論課程實踐與企業(yè)實際脫節(jié)。⑵“雙導師”負責制人工智能導論實踐課程實行“雙導師”制，邀請企業(yè)中實踐經(jīng)驗豐富的人才任教或任職，校企合作建立實踐教師指導團隊，改革教學策略及教學方法，以項目為牽引，將人工智能導論實踐課程作為第二課堂學分。還要積極制定人工智能相關的科技作品競賽的獎勵機制，積極引導學生參加各種人工智能相關的比賽，從而進一步提高學生在創(chuàng)新實踐方面的能力。⑶采用案例教學法以案例導入進行教學，提高學生興趣。首先，從人工智能競賽的部分賽事中、（如百度的人工智能大賽，“2020年全國人工智能大賽”，“2020中國高校計算機大賽人工智能創(chuàng)意賽”等）中選取貼近實際問題的案例作為人工智能導論實踐課程的案例來源。然后，采用目前主流的人工智能開發(fā)軟件進行算法代碼的編寫，引導學生采用Python語言調(diào)用第三方接口庫進行算法的實現(xiàn)。最后，讓學生使用主流的編程語言（如C++、Java等）開發(fā)完善算法或進行系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。

4結(jié)束語

在新工科背景下，人工智能導論作為智能科學與技術專業(yè)的基礎核心課程，人工智能人才培養(yǎng)應注重提高學生解決問題的能力。在這種背景下，筆者結(jié)合近年來了解到的企業(yè)需求和上課的實際，對人工智能導論實踐教學模式進行初探，具體如下：①校企合作，構(gòu)建人工智能實踐平臺；②建立案例庫，優(yōu)化實踐的內(nèi)容；③校企“雙導師”制，采用案例教學，從而進一步提高學生在創(chuàng)新實踐方面的能力。

參考文獻:

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第2篇

關鍵詞：高校；人工智能；倫理道德教育

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2019）41-0144-02

一、人工智能課程倫理考慮的基本內(nèi)涵

人工智能課程中進行倫理考慮，是在人工智能課程中有針對性地加入道德教育的元素。在方式上，可以借用西方的“隱形教育”方式。在內(nèi)容上，必須符合中國的人工智能發(fā)展態(tài)勢，更要受中國社會主義核心價值體系的引導。目前中國的人工智能課程，過度偏向于技術性。尤其是許多社會機構(gòu)提供的課程，更是偏向于功利性，目的在于讓學習課程的學習者快速獲得工作。因此，必須從源頭入手，對這些社會機構(gòu)進行一定的約束和規(guī)范，對人工智能課程內(nèi)容進行整體的架構(gòu)。

二、高校人工智能課程中倫理考慮的必要性

（一）我國對于科技工作者職業(yè)道德建設的要求

首先，科技工作者的職業(yè)道德建設是促進社會治理體系現(xiàn)代化的必然要求。加強社會治理制度建設，一靠法治，二靠德治。中國正聚焦力量加強自主創(chuàng)新，科技是第一生產(chǎn)力。基于當代中國語境下，科技工作者的職業(yè)道德建設就至關重要。科技工作者對自己的社會責任與倫理責任應該有著充分的理解，在科研活動中既要著眼于為社會提供科學技術上的新成果，同時也要強調(diào)在倫理道德建設中起到應有的作用。

其次，從長期看，科技工作者的職業(yè)道德建設利于國家科技的發(fā)展，利于促進科技難題的解決。發(fā)展是連續(xù)和間斷的同一，科技發(fā)展不能一蹴而就。在面臨科技瓶頸問題時，就更要求科技工作者具有堅韌不拔的品質(zhì)和無私奉獻的精神。這些精神都是進行職業(yè)道德教育中的重要內(nèi)容，也是科技工作者承擔的社會角色中必不可少的特質(zhì)。

最后，高尚的職業(yè)道德是科技工作者奮進的不竭動力。一個科技工作者只有站在最廣大人民的立場上，奉獻自我才能成就事業(yè)。隨著全球化的發(fā)展，受西方“享樂主義”的負面影響，科技工作者只有更加堅守自我、承擔社會責任，才能具有不斷前進的精神支柱。

（二）對解決人工智能倫理困境的源頭性作用

隨著人工智能應用領域的廣泛化，以及應用群體的普及化，難以避免的帶來一些倫理問題上的困境。例如倫理學中經(jīng)典的“電車難題”，在當代科技發(fā)展中也出現(xiàn)了在人工智能領域的“無人車難題”。無人車產(chǎn)生事故的責任歸屬與分配就是目前很多學者在關注的倫理問題。人工智能的發(fā)展對當前的法律規(guī)制，還有現(xiàn)存的人倫規(guī)范都產(chǎn)生了挑戰(zhàn)。人工智能的未來發(fā)展方向，在操作性上要避免技術鴻溝，在設計過程中要堅持算法公開化、透明化，并且在出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏洞時應盡快地進行自我修復。這對于科技工作者自身的素質(zhì)提出了很高的要求，不但要求科技工作者自身的知識素質(zhì)與知識能力過硬，而且要求科技工作者要嚴于律己，具有較高的思想道德素質(zhì)。要求科技工作者對于人工智能的發(fā)展保持理性的態(tài)度，堅持為國為民。許多科幻電影和小說中都體現(xiàn)了未來人工智能發(fā)展到一定階段時，人與機器產(chǎn)生的情感迷思。作為科技工作者，在設計與調(diào)整過程中都應保持情感中立，勇于承擔社會責任。目前我國正處于人工智能發(fā)展的初級階段，人工智能尚不能擁有自主意識，人工智能的行為責任必須要找到其背后的擁有自主意識的人。無論是現(xiàn)階段還是未來，作為人工智能產(chǎn)品開發(fā)者與設計者的科技工作者樹立正確的價值觀和承擔相應的社會責任是十分必要的。科技工作者的知識層次與道德品質(zhì)在某種程度上說，是研發(fā)人工智能產(chǎn)品的起點。因此，對科技工作者的成長過程中進行持續(xù)的道德教育，使其樹立高尚的道德觀念，對于解決許多人工智能帶來的倫理困境都具有源頭性、基礎性的作用。

三、高校人工智能課程與倫理道德教育的結(jié)合方式探索

（一）高校人工智能課程資源的充分運用與更新

從資源形態(tài)上看，實物化資源與虛擬化資源，線上資源與線下資源都應充分運用。隨著智能校園的普及，有基礎條件的地區(qū)與校園可以充分運用好身邊的人工智能。人工智能課程是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，因此課程的內(nèi)容也不能僅停留在理論層面。除了對于學術資源的運用，也應當結(jié)合實體的人工智能產(chǎn)品進行學習。但因為人工智能的發(fā)展程度還沒有普及化，人工智能機器人也遠沒有達到觸手可及的程度。因此運用新媒體技術，通過虛擬現(xiàn)實的手段進行在教學過程中的知行結(jié)合是可以嘗試的路徑。VR技術在網(wǎng)絡設備硬件教學中可以節(jié)約成本，便于人工智能課堂的普及化。在理論教學中，可以通過與虛擬機器人的交互增強趣味性。VR技術有3個最突出的特點：交互性、沉浸性和構(gòu)想性。課程設置者可以充分借助VR的沉浸性設置相應的場景，讓課程學習者通過對特定道德場景的判斷引出思考。這種新媒體手段既可以更新原有課堂知識的教學教法，更適合作為倫理教育走入人工智能課堂的重要媒介。

從資源時態(tài)上看，人工智能課程資源必須隨著人工智能的發(fā)展而不斷更新。從現(xiàn)實角度來看，最初開設人工智能課程時，其教學目標還是相對簡單的——即培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性與知識能力。但隨著人工智能的普及應用，產(chǎn)生了許多人工智能語境下的道德困境。從指導思想來看，我國逐步走向世界舞臺，隨著實力增強指導思想也是不斷變化的，新時代會提出新目標，為了實現(xiàn)中華民族的偉大復興，課程內(nèi)容的豐富也是十分必要的。因此，人工智能課程若要符合時代需要，就需要不斷地更新課程資源。人工智能這一學科是具有學科交叉性的，與之相關各個領域的最新前沿問題都需要結(jié)合相應的道德教育，只有這樣才能適應時代的發(fā)展。

（二）高校人工智能課程內(nèi)容的合理架構(gòu)

對于不同年齡層次的人工智能課程，必須考慮到不同群體的教育規(guī)律。提出合理的教育目標，用不同群體可以接受的方式方法才能達到最優(yōu)的教學效果。我國人工智能課程目前的課程架構(gòu)中，已經(jīng)有學者進行了分年齡層次的研究。人工智能課程可以規(guī)劃為專業(yè)性逐漸增強的、從邊緣到中心的課程層級系統(tǒng)。對于高校本科生和研究生來說，人工智能課程設置內(nèi)容必須具有專業(yè)性。在上文的課程體系建構(gòu)中添加了藝術、文學、哲學等內(nèi)容，其中包含對于人工智能倫理學的思考與認識。但在某種意義上這些青年的社會價值觀就代表了未來科技工作者的社會價值觀。因此在這一階段，人工智能課程的架構(gòu)與實施，國家應加以引導和監(jiān)督。一方面需要建立統(tǒng)一標準的高校人工智能課程體系，另一方面在應對課程具體內(nèi)容的落實方面給予一定程度的監(jiān)督。

（三）在高校人工智能課程教學過程中充分運用案例

首先應充分運用學術案例，例如度量學習，在其基礎上的遷移學習，以及發(fā)表在《機器學習》、《數(shù)據(jù)挖掘》等頂級期刊上的論文。使課堂具有含金量，可以說這也是國家發(fā)展與關注的重點。通過學術性經(jīng)典案例的學習可以擁有不一樣的視角，通過歷史發(fā)展的角度去看人工智能技術的演變與發(fā)展。其次應充分運用具體案例。在人工智能課程中對于許多道德問題，不應抽象地去討論，而應該具體地去討論。也可以讓學生與AI系統(tǒng)進行直接的問答，如：我們能保證它們穩(wěn)定可靠嗎？我們應該如何去測試人工智能？人工智能課堂中既要包容學生多元化的答案，不壓抑創(chuàng)造性又要對于錯誤的思想進行思想轉(zhuǎn)化，這就需要教育者具體問題進行具體分析了。

第3篇

關鍵詞：人工智能；教育變革；智慧教育

近年來大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術飛速發(fā)展，人工智能在一些特殊領域（如圖像識別、語音識別、自然語言等）不斷取得突破性進展。人工智能作為新的技術驅(qū)動力正引發(fā)第四次工業(yè)革命，為醫(yī)療、教育、能源、環(huán)境等關鍵領域帶來新的發(fā)展機遇。人工智能專家預測，人工智能在通用技術領域可能尚不能替代人類，但在一些特殊領域，人工智能將會淘汰現(xiàn)有的勞動力。在國外，許多國家紛紛把人工智能作為國家發(fā)展的重要競爭戰(zhàn)略，我國學者也密切關注著人工智能的最新理論進展和實踐應用，國務院于2017年7月頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確人工智能發(fā)展的重點策略。“人工智能變革教育”的潮流，引發(fā)了教育研究領域的“人工智能熱”。當前全球范圍內(nèi)，人工智能在教育領域的大量研究和應用催發(fā)形成了教育人工智能概念。目前梳理學術上關于研究人工智能與教育的文獻主要集中于：

（一）教育理念的革新。“人機一體”將成為未來新的教育方式[1]，由新技術和新手段的出現(xiàn)所應運而生的智慧教育[2]，將對原有教育進行改進和完善。智能技術在改變教育的手段和環(huán)境的同時，還有利于構(gòu)建出系統(tǒng)解決教育問題的教育新體系，從而真正觸及教育的根本[3]。

（二）關注技術的革新。機器深度學習、智能學習的算法、視覺識別以及智能語言識別這些基礎技術的突破，為人工智能的教育應用奠定了堅實的基礎[4]。

（三）探究教育的應用。人工智能在學校教育中的學業(yè)測評、交叉學科、角色變化等應用領域具有巨大潛力，教師角色內(nèi)涵也將在與人工智能的協(xié)同共存中發(fā)生改變。AI監(jiān)課系統(tǒng)能夠數(shù)據(jù)化、可視化評估教師的授課情況，將人工智能技術的運用滲透到整個教學過程中，教師可以根據(jù)評分實時調(diào)整授課內(nèi)容，以促進個性化學習，從而提升教學效果。教育深受技術發(fā)展的影響，新技術融入教育并促進教育方式的轉(zhuǎn)變已成為必然趨勢。一方面技術為教育提供了新的、更加廣闊的可能性；另一方面技術具有變革人類的教育方式與學習方式的能力。然而，技術是一把“雙刃劍”，如何獲取或?qū)崿F(xiàn)以人工智能為代表的新興信息技術所擁有的特征、優(yōu)勢與功能，使其在教育中最大限度地發(fā)揮其應有的價值呢？人工智能技術如何繼續(xù)被安全使用到教育領域？如何通過教育變革來促進新興信息技術在教育教學中的廣泛與深入應用，實現(xiàn)教育深層次革命等問題，是目前需要關注和探討的主要問題。

1人工智能時代下教育變革的背景

1.1人工智能的內(nèi)涵及具備的強大能力

人工智能最早由美國達特茅斯學院于1956年提出，其研究主要包括機器人、圖像識別、自然語言處理、語音識別等，實質(zhì)是一種自動感知、學習思考并做出判斷的程序。人工智能具有自主學習、推斷與革新的能力，推動了圖像識別、自然語言處理等方面的技術突破。人工智能同時具有理性判斷力、超強的工作力，只要電力供應不斷，幾乎可以無限制地工作下去，而且適應不需要情感投入的工作。它的超強能力，源于三個重要的技術：深度學習、大數(shù)據(jù)和強算力。

1.2人工智能時代的機遇和挑戰(zhàn)

人工智能在精力、記憶力、計算力、感知力以及進化力等方面與人類相比，具有突出優(yōu)勢。在醫(yī)藥領域，人工智能的出現(xiàn)使普通民眾可以享受更為高效、稀缺的醫(yī)療資源，解決醫(yī)療診斷領域診斷質(zhì)量不均衡、醫(yī)生資源不足等問題。在教育領域，人工智能促進教學質(zhì)量進一步提升、教師角色多樣化、學生學習能力的提升；為教育研究提供新技術和數(shù)據(jù)支撐；極大拓展了教育研究新視域；使教育在立德樹人方面、教育方法創(chuàng)新方面、教育手段和環(huán)境方面以及教育服務供給方式方面均發(fā)生改變。然而，看到人工智能以其強大的處理能力帶來機遇的同時，也需要正視人工智能帶來的新挑戰(zhàn)。在人工智能浪潮沖擊下，如何借助人工智能發(fā)展的機遇推進教育的變革與創(chuàng)新？人工智能技術如何繼續(xù)被安全使用？首先，人工智能專家大都認為，人工智能將會淘汰大量現(xiàn)有的依靠非腦力勞動為生的勞動力，需要培養(yǎng)人工智能時代的新型勞動力。而且，人工智能技術本身的不太成熟使很多人工智能技術只是應用在兒童教育領域，再者，人工智能潛在的道德倫理問題缺乏法律制度規(guī)范。除此之外，人工智能時代將對社會結(jié)構(gòu)以及人的地位構(gòu)成挑戰(zhàn)。綜上所述，人工智能時代所帶來的機遇是大于挑戰(zhàn)的。教育需適應人工智能技術所帶來的突破和飛躍，不斷調(diào)整和更新教育的方向和目標，實現(xiàn)育人成人的發(fā)展目標。

2人工智能與教育變革

2.1人工智能與教育目的的變革

人工智能帶來的巨變不僅影響人類未來如何發(fā)展，而且極大釋放了人類的生產(chǎn)力，這些在一定程度上使得人類需要重新思考教育是何目的。人工智能影響教育目的的變革主要表現(xiàn)在：第一，人工智能可能會使人類陷入精神危機。這源于兩方面的結(jié)果：一方面，人工智能將取代大部分人的工作崗位，工作的喪失將會導致人的價值和尊嚴喪失。另一方面，人工智能技術的發(fā)展將可能導致所有基于自由主義的想法破產(chǎn)，轉(zhuǎn)而人類所擁有的價值和尊嚴可能轉(zhuǎn)化為一種“算法”，人工智能帶來的職業(yè)替代風險在教育領域同樣存在，主要是對教師角色的挑戰(zhàn)。第二，人工智能有利于培養(yǎng)人的學習能力。從某種角度上講，人工智能剝奪人的就業(yè)機會，但同時，人工智能助教機器人將協(xié)助教師實現(xiàn)個性化指導，從而有利于將學習的過程視為尋求自我價值和意義的過程。除此之外，人工智能有利于使教育注重培養(yǎng)人的精神能力，這種精神能力大致包括實踐動手能力、價值追求能力以及創(chuàng)造能力，從而有利于學生知識以便于更好地完善自我、豐富自我，使教育跳脫“知識為本”的陷阱，發(fā)揮“立德樹人”的正向作用。

2.2人工智能與學習方式的變革

第一，深度學習。深度學習也稱為深度結(jié)構(gòu)學習或者深度機器學習，是一類算法的集合。深度學習概念的提出，一方面尊重了教學規(guī)律，另一方面也是應對人工智能時代下的挑戰(zhàn)。深度學習在機器學習、專家系統(tǒng)、信息處理等領域取得了顯著成就，提倡學教并重、認知重構(gòu)、反思教學過程，進而達到解決問題的目的。第二，個性化學習。個性化學習區(qū)別以往傳統(tǒng)班級課堂授課，尊重學生的個性發(fā)展，因材施教。人工智能技術與大數(shù)據(jù)的應用有利于學生享受個性化的學習服務，可提供個性化的學習內(nèi)容，可視化分析學生的學習數(shù)據(jù)，快速提高學生的學習效率。第三，自適應學習。自適應學習是指人工智能基于對個體學習進行快速反饋的基礎上，根據(jù)學習者特征，為其推薦個性化的學習資源和學習路徑，從而最大程度上適應學生的學習狀態(tài)，是實現(xiàn)個性化學習的重要手段。人工智能技術有利于快捷、科學地判斷學生的學習狀態(tài)，進行學習反饋；持續(xù)收集學生的學習數(shù)據(jù)，其中包括學習目標、學習內(nèi)容；高效地為學生提供海量的學習資源。

2.3人工智能與學習環(huán)境的變革

首先，有利于搭建靈活創(chuàng)新的學校環(huán)境。不僅可以使空間規(guī)劃更具彈性，而且可以調(diào)節(jié)性增強物理環(huán)境。其次，人工智能時代的教育區(qū)別于以往傳統(tǒng)教育強調(diào)的統(tǒng)一秩序，更注重個體的用戶體驗。創(chuàng)客空間、創(chuàng)新實驗室等學習環(huán)境的不斷增加以及人工智能技術的不斷發(fā)展，個性化的空間環(huán)境與學習支持將改變目前學習的學習空間環(huán)境。除此之外，隨著對話交互技術的逐漸成熟與不斷普及，有利于實現(xiàn)虛實結(jié)合的立體化實時交互。VR、AR等技術的同步協(xié)作也有利于搭建新的學習環(huán)境，滿足學習者的一系列要求。腦機互動技術的突破有利于實現(xiàn)將人工智能植入人腦，從而改變?nèi)祟愖匀徽Z言的交流方式。最后，人工智能通過即時、準確、高效的大數(shù)據(jù)分析有利于進行精準且個性的學習評價與反饋。人工智能將綜合收集所有同學的學習記錄，互相比對、優(yōu)化，從而進行綜合提升。更為重要的是，人工智能的人臉識別以及語音識別技術可以運用到教師的教學過程中，進行學生的學習情緒感知，學習狀況的了解，從而促進學生學習的科學化；智慧校園、智慧圖書館等的出現(xiàn)，為教學環(huán)境的建設提供重要參考。

3人工智能在教育領域的應用

人工智能被認為是最有潛力和影響力的教育信息化技術，將通過人工智能數(shù)據(jù)挖掘分析、3D打印、模擬仿真等技術的應用，實現(xiàn)人工智能與教育的深度融合，對計算機輔助教學、個性化教育服務、教育人工智能生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生根本影響。2018年《地平線報告》（高等教育版本）指出了教育領域的信息化發(fā)展，未來一段時間內(nèi)將通過人工智能與信息技術的結(jié)合，進而影響教育階段的不同過程。具體見表1所示。