高等教育結構的在人工智能中變革路徑探討

　　人工智能正以超越人類預想的速度發展, 顛覆性地改變著許多行業和領域, 教育也不例外。人工智能背景下, 高等教育的層次結構、管理結構、形式結構和專業結構將會發生巨大的變革。取消專科教育、精簡高校行政部門、政府唯一辦學、回歸通識教育等教育方針將會實現。改革無法避免, 直面迎接才是出路。未來發展中我們只有重視、跟進和把握此次技術革命, 才能開辟出全新的道路, 在未來贏得先機。

　　《智能系統學報》該刊以"構建智能平臺，打造精品期刊"的高起點為辦刊理念，主要刊登智能科學領域具有自主創新理論和技術研究的科研成果和高水平學術論文，反映國內外智能科學學科的前沿和發展，促進智能科學理論和技術的傳播與交流。榮獲2010年榮獲教育部"第3屆中國高校特色科技期刊獎"和2009-2010年度工信部"優秀科技期刊獎"。

　　2016年3月, “Alpha Go”戰勝了世界圍棋冠軍李世石, 這一事件成為了人工智能發展的里程碑事件并引發了全球對人工智能發展的新一輪熱議。2016年5月, 為貫徹落實《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》[1], 加快人工智能產業發展, 國家發展改革委聯合科技部、中央網信辦等制定了《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》[2]。方案明確提出, 2018年要建立含括人工智能產業、服務和體系在內的一系列標準, 要培育大規模的人工智能產業并運用到市場當中。2017年兩會期間, 李克強總理在《政府工作報告》中指出, 要加快培育新型產業, 其中包括人工智能產業。首次將人工智能列入政府工作報告, 人工智能上升為國家戰略層面。

　　一、人工智能的發展歷程及其本質屬性

　　(一) 人工智能的發展歷程

　　人工智能一詞是由Mc Carthy在1956年達特茅斯學院 (Dartmouth College) 學術會議上首次提出的, 主要是從人的大腦神經系統結構出發, 研究非程序的、適應性的、大腦風格的信息處理的本質和能力, 在描述某類客觀事實時帶有情感和評價色彩。雖然此次會議的召開不是很成功, 但它肯定了人工智能發展的可能性, 并為后來人工智能的研究奠定了基礎。此后的20余年間, 大批科學工作者展開了人工智能的研究并取得了一定成果。其中計算能力、推理能力和言語發展能力等核心技術得到了質的飛躍。但是, 此時的人工智能只能進行簡單的計算, 對物質的感知和認知尚不明確, 這個發展階段被稱之為智能計算階段。20世紀70年代中期, 人工智能的技術發展難以突破計算能力和推理能力的桎梏, 加之其不能產生效益, 因此西方國家紛紛減少了對人工智能的投入, 這是人工智能發展最低谷期。80年代后, 日本政府對人工智能投入大量經費支持其發展, 美國受其影響, 也在財政預算中撥付了數十億美元的研究經費。在龐大資金的支持下, 一個具有大量專門知識與經驗的、模擬人類專家決策的程序系統問世, 這個系統被稱之為專家系統。此時的專家系統較之第一階段而言, 因其在計算的基礎上增加了推理和判斷技術, 形成了相當的感知, 因此這個階段被稱為智能感知階段。然而, 維護成本高和系統升級難的問題導致人工智能發展再次陷入低谷。1993年后, 由于人工神經網絡研究的日漸成熟, 科學工作者試圖通過機器采集和分析已有的數據信息, 并從數據中主動學習來獲取新知識, 這種技術的突破推動了人工智能主動學習, 被稱為主動學習階段, 也稱為智能認知階段。

　　(二) 人工智能的本質屬性

　　通過對人工智能發展過程的梳理, 可以發現, 智能技術的革新是人工智能發展的基礎。人們對于人工智能的探討不僅僅局限于技術層面, 識別、模擬、和延伸人類智能的能力已成為了新的思考。但是, 只要當新的技術出現在人類社會中, 其本質屬性是不會發生改變的。依據人工智能的發展歷程及其當下人工智能發展的態勢, 可概括出人工智能具有以下本質屬性:第一, 人造性。目前聚焦的重點是人工智能的智能層面而往往忽視了其本質。應該看到, 任何一種技術進步或技術革新都是人類智慧和勞動的成果, 人工智能也不例外。未來, 人工智能修理機器故障或其他故障可能出現常態化, 但是這種常態化的推進是人類通過智慧實現, 即人工智能無法脫離人類而單獨存在, 是人類活動的產物。第二, 科技性。人工智能不是單純的指向智能機器或智能工具, 其最終目標是模擬和延伸人的智能, 成為一種新的技術并廣泛應用于人類社會生活的方方面面。人工智能是科學技術發展的成果, 是計算機科學的重要組成部分, 其本質是計算并解決復雜問題, 尋求最終答案。未來, 人工智能將會給人類社會生活造成革命性的沖擊, 這場革命的本質表現為機器在知識收集、整理、分析、存儲、執行和傳播的優越性[3]。但是, 不管未來人工智能的發展如何, 都是科技革命下的產物。第三, 類人性。人工智能的計算能力、推理能力、判斷能力、主動學習能力都是借助大數據通過模擬人類大腦來實現的。也許在某些層面人工智能的上述能力比之人類展現出速度更快、準確率高、延伸更廣的特點。但究其本質, 依舊是模擬人而不是替代人, 表現出的思維特性是固化性和機械性的, 無法超越人類思維的整體性, 也無法表現出人類思維所特有的創造性。是一種模擬人類思維的全新技術。

　　二、人工智能與教育

　　2016年10月, 《烏鎮指數:全球人工智能發展報告 (2016) 》中指出, 人工智能應用于教育領域的形式主要包括個性化輔導教學、智能測試、智能評價等[4]。自此之后, 大量學者將視野投入到教育人工智能, 探討人工智能對教育的正向積極作用。劉清堂, 毛剛等以智能發展為主線, 以計算機輔助教學為手段, 以智慧教育環境構建為核心, 詳細分析了當前最具代表性的感知系統智能技術的功能與特點, 并得出數字化教學和自適應學習是未來的發展方向的結論[5]。閆志明, 唐夏夏等界定了教育人工智能 (EAI) 的內涵, 并通過智能導師輔助個性化教學、實時跟蹤與反饋的智能測評和教育數據的挖掘與智能化分析等, 提高學習者的學習效率[6]。馬玉慧, 柏茂林等則通過解讀美國總統行政辦公室關于《規劃未來, 迎接人工智能時代》的報告, 根據目前人工智能發展現狀和問題的基礎上規劃人工智能時代我國教育的發展路徑, 提出了教育管理者應培養人工智能應用意識, 培養學生的計算思維能力等建議[7]。

　　但是, 新技術的出現必然伴隨著舊架構的革新, 人工智能對教育的沖擊是可以預見的。2017年5月, 清華大學教授魯白在“人工智能與未來教育”的高峰論壇上就“教育如何應對人工智能時代的到來”做了專題報告。報告指出, 人工智能時代的背景下, 學校、教育體制、教師和學生將在不同程度上受到沖擊。姚莉娜, 黃家驊則認為人工智能將重構教育, 教育的主體、活動過程和活動方式在人工智能的影響下將發生變化, 同樣也將改變教育的要素構成、教學流程以及教育資源配置的方式, 而沖擊面最廣、最重的則是學校運營管理[8]。劉文同樣認為人工智能改變現有的教育狀況, 首先是教師的職業標準發生變化。溝通能力、管理能力、創造力和批判性思維會是未來高校選拔教師的標準;其次是教學內容發生變化。對學生進行批判性思維、結構性思維、立場性思維訓練將是未來教學的主要內容。最后是高校專業結構發生變化。人工智能將會取代重復的、簡單的和慣性的勞動, 人們將會從大量繁瑣的事物中解放出來, 閑暇時間的增多終將尋求內心的平靜。或旅游、或閱讀、或靜思己過, 而無論何種方式都需要人文思考[9]。因此, 未來學校教育中人文社科類的專業將大幅度增加。

　　不管人工智能對教育是正向促進亦或是促成改變, 不可否認的是, 人工智能應用于教育領域是不可逆轉的潮流, “人工智能+教育”正大踏步邁進新階段。關于人工智能與教育的研究如雨后春筍般增長, 尤其是近兩年, 更是出現跨越式的增長。研究的范圍涉及內涵探討、發展路徑、技術革新等方面。但是, 人工智能對不同層次的教育是如何影響、怎樣影響、影響的力度如何的文獻相當缺乏。作為教育金字塔尖的高等教育, 直接關系到一個國家、一個民族的創新能力, 深刻影響其思想厚度和文化素養, 人工智能技術的發展日新月異, 探討人工智能如何沖擊高等教育的層次結構、管理體制結構、形式結構還是專業結構是具有重大的意義。

　　三、人工智能對高等教育結構的顛覆

　　人工智能的發展引起了社會各界的關注, 越來越多的政府和企業加大了對人工智能的研究和投入。但在教育界, 探索人工智能和教育關系, 尤其是探求和高等教育關系的研究嚴重缺乏, 教育界尚未認識到人工智能將對教育, 尤其是高等教育結構產生革命性和顛覆性的沖擊。

　　(一) 高等教育層次結構的改變

　　高等教育層次結構是指高等教育中的各級教育, 根據層級縱向劃分, 可將高等教育劃分為專科、本科、研究生教育。近年來, 高等教育改革的成效顯著, 層次結構日趨合理。但是, 人工智能的跳躍式發展, 現階段的層次結構還能繼續維持嗎?

　　眾所周知, 專科教育作為高等教育的組成部分, 培養的是具有一定知識水平和一定技能水平的技術性人才, 其側重點偏向技術性, 也就是說強調實用主義。短期來看, 機器人應用已從最初的危險性職業延伸至了制造業和服務業, 對就業的沖擊首先是勞動密集型產業和技術性職業。未來, 專科教育培養的技術性人才必然存在和機器人爭搶工作的情況。在技術進步、勞動力成本上升、產業績效提升影響下, 機器換人的現象必將出現。專科學校的目的是為了培養社會所需的技術性人才, 當技術性人才被機器替代, 最終會出現高等教育中專科教育停辦或將不復存在的現象, 高等教育的層次結構將會縮減。

　　本科教育是大學教育重要組成部分, 也是高等教育的基礎。改革開放以來, 尤其是1999年大學擴招以后, 我國高等教育的規模一直在擴大。聚焦十九大, 教育部部長陳寶生指出, 到2020基本普及高等教育, 更多的適齡人口和學生將會接受高等教育, 未來本科教育規模可能進一步擴張[10]。人工智能的發展可能導致的專科教育取消, 更多的學生或將更加努力地進入到本科教育, 通過本科教育學習提升自我的價值判斷、思維模式和學識水平。研究生教育是學生在本科畢業之后繼續進行深造和學習的教育模式, 又可分為碩士研究生教育和博士研究生教育, 是國家提升國際競爭力和創新能力的戰略選擇。長期來看, 一旦人工智能在記憶、辨別和分析等能力超過人類時, 人工智能的技術應用將會影響更高層次的崗位結構, 工作本質發生改變。對專業人士特別是對高端人才的需求上, 主要體現在人工智能和機器產業對高端人才的需求, 或將大幅度提升。而要想培養具有創新思維、戰略視野的高精尖人才, 碩士研究生教育是最低標準。在未來很長時間內, 將會進一步加強和完善研究生培養規模、培養質量和培養體系。

　　總體看來, 人工智能下高等教育的三級層次可能會縮減為二級層次, 專科教育取消, 也可能在保持三級層次結構的基礎上轉變高等教育的層次結構形式, 將碩士研究生和博士研究生各自劃分一個層次。但是, 不管如何轉化或改變, 本科教育和研究生教育在未來的規模上都將擴大。

　　(二) 高等教育管理體制結構的改變

　　教育體制主要包含教育機構體系和教育規范體系, 是教育機構和教育規范的統一體和結合體。高等教育體制則是指高等教育機構與相應規范的結合體, 由高等教育實施機構、高等教育行政機構和高等學校內部管理體制三個子要素構成。

　　高等教育實施機構是指提供教學和研究條件以及合法頒發學位的高等教育組織。包括大學、專科學校和職業技術學校。人工智能下的高等教育注重人思想和品格教育, 高等教育實施機構的減少主要表現為技術類和職業類高等教育機構會逐步退出教育舞臺。在高等教育行政機構中, 教育機構的行政人員責任意識和服務意識不強和人情關系等是影響教育行政機構效率低下的原因。在未來, 高等教育更加注重公平和效率, 而人工智能在傳達上級指示、文件和工作以及校內事物處理的效率大大提升。教育行政部門因其特殊性會依然存在, 教育行政機構中只存在少量的保證人工智能和機器順利運行的工作人員, 絕大多是的行政人員被人工智能取代, 行政人員總量呈現的下降趨勢。人工智能對高等學校內部管理的改革主要表現為安全管理、考務管理、教師管理和學生管理。人工智能的圖像識別和視覺傳達等功能讓其在維護校園安全成為可能, 并在非法人員識別、安全預警、安全活動處理三個方面發揮重要作用。在未來高等學校中, 人工智能將監考人員從考務工作中解脫出來, 監考機器人通過掃描鑒別學生信息, 確定學生位置分發試卷等并在考試過程中維持良好的考場秩序;在教師管理中, 人工智能系統依據老師授課內容, 通過收集、整理和分析教師和學生行為數據、情緒數據等中肯評價教師, 輔助教師管理工作。最后, 人工智能通過分析學生的課堂表現、行為認知等情況, 及時反饋給學校管理者, 幫助學校正確引導學生提供現實依據。

　　(三) 高等教育形式結構的改變

　　高等教育形式結構, 也稱類型結構, 是指一般高等教育與其他類型高等教育之間的比例關系。我國目前高等教育形式結構多樣, 普通高等教育、成人高等教育、職業教育和自學考試等都是組成要素。而我國現存的普通高等教育的辦學形式呈現出公辦大學、民辦大學、獨立院校和中外合資辦學并存的格局。

　　人工智能背景下, 已有的辦學形式或將發生根本性的改變, 政府可能是未來高等教育唯一的辦學主體, 但是個體需為個性化的學習買單。即基本的學習內容的經費由政府承擔, 學習者在學習基本內容之余, 個性化的學習需要學習者付費。“世界教育創新峰會”做過一次關于個人教育經費支出的調查報告。多數學者認為在未來, 學習者個人的教育經費支出會因其興趣、需要和偏好出現較大比例的增長幅度, 增長的部分被稱之為個性化學習。未來高等教育中, 對學生的評價判斷是從多維進行考量的, 學生的學習目標會更加靈活多元。在此前提下的高等教育應是以學生為中心, 注重并挖掘每個學生個人特有的潛能并給于最大幫助以激發潛能, 這種全新的高等教育形式圍繞學生不同的學習方式和特點, 打破了時間和空間的約束, 為學生提供了多樣化的教育體驗。時代在發展, 科技在進步, 對人類的標準和要求越來越高, 自主性的個性化發展人才在未來更加受到社會、企業的青睞。而人工智能科技時代的到來, 為滿足個性化的學習提供了保障支撐, 學生們可以根據自己的喜愛、偏好和實際情況自由學習。人工智能的發展預示著個性化教育應提上議程, 付諸實踐, 而這也就要求高等教育要改變以往灌輸式的教育方式, 要著重教育的解放力量的作用, 以解放思想、挖掘潛能為前提, 提高創新、注重實踐為目標, 滿足學生個性化需求為宗旨, 把高等教育個性化教學真正落到實處。

　　同時, 高等教育新形式的變化還將打破學校教育和社會教育的壁壘, 學校教育將會成為社會教育的基礎, 社會教育強有力的支持學校教育, 社會深度融入到教育中, 教育資源的使用配置實現更加良性的均衡, 學生學習成長的空間更為自由和廣闊。這種教育形式, 才能更加適應未來科技文明的需要, 也才能使人的思維、智慧、潛能得到充分的發展。

　　(四) 高等教育專業結構的改變

　　現階段高等學校的專業設置在很大程度上是為學生將來的職業選擇做準備的。大學課程中, 教師傳授的多是與未來職業相關的概念和技能。但是隨著人工智能的發展和成熟, 許多工作將會由人工智能或者機器人替代, 原有的與職業相關的知識概念和技能或將不再出現在課堂教學中。那么, 此時的高等教育的專業設置應該是哪些呢?魯白教授曾在清華大學做過一次關于教學內容討論, 并得出共識性的結論, 學校教學的內容不是簡單的傳道授業解惑, 也不是單純的能力的培養, 最重要的是學生價值觀的塑造。教育的目的是為了培養具有創新能力、邏輯思維、理性判斷和人格健全的人才, 而不是培養為了就業而就業的職業性人才。當大學課程內容不再是與職業相關的知識之后, 教學內容更多的應該是通識教育。通識教育不同于專業教育, 是因為它是一種人文教育, 而人文教育又將職業性、實用性和功利性剔除在外。在教育教學中, 老師往往提出典型———典型的思想家、學者或者教育家, 因為在大家身上, 關注的更多是道德修養、獨立思考和魅力人格的品質。在通識教育中, 由于對專業或者教學內容的沒有硬性標準的劃分, 學生對知識的汲取可以擁有多樣化的選擇, 這種多樣化的選擇使得學生得到了無束縛的順其自然的生長。

　　教育尤其是高等教育不是生產車間的流水線, 培養的不是具有同一思維模式、同一標準模式的產品。高等教育的根本目的在于育人, 在于培養開發和挖掘不同個體身上的潛質與精神氣質。人工智能的發展帶來的教學內容的變革可能真正讓高等教育回歸其教學本質———通識教育。

　　四、未來展望

　　人工智能運用于各種領域, 都必將引發革命式的沖擊。民族文化、意識形態和價值倫理觀等可能會受到潛在的威脅, 改革無可避免, 直面迎接這場改革才是出路。對高等教育而言, 重視、跟進和把握此次技術革命, 才能開辟出全新的道路, 在未來贏得先機。

　　新時代對中國、對中國的高等教育及人才培養提出了新的要求。中國在人工智能方面現今所取得的成就令世界矚目, 新的行業層出不窮, 人才結構也隨之改變, 具有開拓思維、發散思維和創新思維的科技人才將在新時代中大有作為。在高等教育管理中, 國家政府直接干預或規范標準往往讓效果適得其反, 高等教育需要的是缺少束縛和自由發展。

　　展望未來, 人工智能令人憧憬并憂慮。世界經濟論壇主席克勞斯·施瓦布 (Klaus Schwab) 在達沃斯論壇上指出, 包括人工智能、機器人、3D打印技術在內的新技術的發展速度和發展規模如此之快, 影響如此之深遠是所料未及的[11]。在歷史上, 沒有哪個時代能擁有如此巨大的發展前景, 但潛在危險也是前所未有的。

　　參考文獻

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　　[6]閆志明, 唐夏夏等.教育人工智能 (EAI) 的內涵、關鍵技術與應用趨勢--美國《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研發戰略規劃》報告解析[J].遠程教育雜志, 2017 (01) :26-35.

　　[7]馬玉慧等.智慧教育時代我國人工智能教育應用的發展路徑探究--美國《規劃未來, 迎接人工智能時代》報告解讀及啟示[J].電化教育研究, 2017 (03) :123-128.

　　[8]姚莉娜, 黃家驊.人工智能與教育重構關[J].福建教育, 2017 (50) :12-13.

　　[9]劉文.人工智能時代高等教育之變與不變[J].黑龍江高教研究, 2018 (3) :1-5.

　　[10]Anthony Sheldon.Intelligent machines will replace teachers within 10 years, leading public school headteacher predicts[EB/OL].http://www.independent.co.uk/news/education/education.

　　[11]人工智能學家.人工智能是變革人類社會的第四次“工業革命”嗎[EB/OL].http://mp.weixin.qq.com/s/6u MEhm8Hsc-So NTyck85m 2g.