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在人工智能時代,教師教學必須抓住3個核心

在人工智能時代,教師教學必須抓住3個核心

人工智能的時代已經來臨,它正改變著全球經濟社會的運行和發展模式,在產業轉型方面尤其如此。在中國發展高層論壇經濟峰會“人工智能時代的產業轉型”分會場上,與會嘉賓就這一點達成了共識。中國電子科技集團有限公司總經理劉烈宏表示,中國正在大力推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟實現深度融合,人工智能已經成為企業創新發展的新引擎,“行業+人工智能”正在成為企業轉型升級的新方法、新模式。

DST投資創始人尤里·米爾納表示,過去的12年中,數據企業的數量增加了60倍,過去只有大的跨國公司進行全球貿易,如今中小企業借助穀歌、臉譜、阿里巴巴等平台也能進行全球貿易,這令人鼓舞。全球大約有3.6億人參與電子商務,同時有9億人在社交媒體上有賬戶。數字化和AI不僅是有可能的,而且是必不可少的。全球經濟要進一步增長,就必須加強這一點。

“根據麥肯錫的研究,人工智能對世界經濟增長的貢獻率可以達到1.4%到1.8%。所以我們必須挖掘人工智能的潛力,為經濟增長和社會發展作出貢獻。”尤里·米爾納說。

“數字化會從根本上改變每個行業、每個公司,以及每個人的生活。人工智能是向前邁出的又一步,使得這些變化成為可能。”波士頓咨詢全球董事長漢斯-保羅·博克納表示。不過,他強調,人工智能不是“魔法”,也不是“靈丹妙藥”,關鍵在於人類如何使用人工智能這個工具。在人工智能時代,必須找到更好的解決方案,“必須要考慮價值鏈各個環節的情況,並且考慮在哪些環節我們可以使用人工智能,從現在就要開始試驗”。

教育部日前印發《高等學校人工智能創新計劃》,提出“完善人工智能領域人才培養體系”的目標。

2017年我國人工智能領域論文發表量超越美國,成為世界第一,但頂尖人才仍然稀缺。目前,提出神經網絡理論的加拿大團隊深耕人工智能領域已超過三十年,而在國際人工智能協會(AAAI)208位院士中,中國籍僅佔4席。我國在人工智能最核心、最原創的內容方面貢獻不多,基礎性、開創性研究能力還有待提高。作為新技術策源地的高校,如何為人工智能的長遠發展打下厚實的人才基礎,記者進行了採訪。

當下人工智能的大發展直接源起於2006年深度學習的提出。作為一種複雜的機器學習算法,深度神經網絡使機器模仿視聽和思考等人類活動,解決了很多複雜的模式識別難題,使人工智能相關技術取得了很大進步,並引起了學界和產業界的關注。

“現在大公司人工智能方面的人才招聘有很多,但大多崗位只需要上幾個月的培訓班就能做,比如說買一些GPU設備,下載一些開源的深度學習套件,然後調調參數做應用。但專業人才要能夠把握這個學科發展的方向,能夠在關鍵的時刻創新。目前最對口的是計算機學科下屬的智能科學與技術專業。”北京郵電大學副校長、信息與通信工程學院執行院長郭軍說。

記者查閱資料發現,自2003年北京大學設立智能科學與技術本科專業起,至今教育部正式批准設立智能科學與技術本科專業的高校已達36個,僅2017年就有17所高校新增了該專業。而在研究生培養階段,僅專業目錄中設置智能科學與技術相關專業方向就已達79個,分佈在計算機、自動化等諸多學科。

“計算機專業本身是一個寬口徑的專業,至少有四五個比較大的專業方向,真正能夠給人工智能學科專門開設的課程可能就只有區區的幾門。這就要求我們必須把知識高度濃縮,濃縮到甚至只能到高級科普的程度了。人工智能技術在解決實際問題時,往往需要很多知識融會貫通,不是說只學一兩門課就真的能解決實際應用問題了,怎樣在本科階段就能打好基礎,可能要在一個新的教學體系下去考慮。”南京大學人工智能學院院長、計算機科學與技術系主任周志華說。

那么,從本科生培養的角度看,一個合格的人工智能人才應具備哪些技能呢?

“從課程設置來說的話,我們必須考慮到人工智能的核心基礎,例如機器學習、知識表示與處理。再考慮技術層,有模式識別與計算機視覺、自然語言處理、自動規劃、多智能體系統、計算智能等,還有很多相關支撐技術,例如數字信號處理、時序數據分析等。再往上,到平台這一層,那就有機器學習系統平台、機器人、智能系統等。再到應用層,可能還涉及智能應用建模、系統設計、行為分析等。所有的這些東西,形成了一個龐大的知識體系,如果不經過長期的培養,很難有一個全貌性的認識。”周志華介紹。

郭軍強調了數學對人工智能的核心價值:“人工智能本質是用神經網絡結構模擬複雜函數,要注重數學的整體性和層次性,除了線性代數、矩陣論等基礎數學課,還要有數學分析、概率統計、優化等對人工智能很重要的內容。這些內容在本科階段不涉及或講得很淺,所以人工智能的數學有一個專門的體系要去學習,對於有志於理論研究的本科生更是如此。”

北京工業大學副校長、信息學部主任喬俊飛提出,人工智能是一個領域,而不是簡單的一個本科專業。人工智能人才的培養可能需要多個本科專業去支撐,這些專業可以形成一個人工智能類專業群。比如,可以設立“智能計算與感知”“智能裝置與系統”“生物智能”等專業。這樣可以保證每個專業擁有足夠的專業課程,保證所培養的人才具有深厚的專業基礎。

人工智能人才培養不能僅僅局限於計算機專業范圍,人工智能應當再次切分兩三個專業方向。喬俊飛說:“類人智能涵蓋的領域很廣,偏計算機信息科學的,偏生物科學的,偏控制自動化的,就像土木工程要分為市政、暖通和結構等,每一個領域都有足夠的內容需要研究,人工智能的發展也需要將分散的知識體系整合起來。”

北京航空航天大學中法工程師學院院長洪冠新提醒,教學體系要將人工智能隨時代發展的特性考慮進去,“人工智能學什么要在新工科的背景下看。現在教育部在推行新工科,因為應用中很多傳統工科內容是與工業化、信息化融合的。人工智能的發展也是特別快,所以在制定培養方案的時候,要按照能力素養和模塊,把提問、設計、建模、實驗、優化等能力融合進去,這樣才可能適應哪怕五年後的人才需求”。

某平台發佈的大數據報告顯示,從中美人工智能人才的從業年限構成比例上看,美國擁有10年以上經驗的人工智能人才比例接近50%,我國10年以上經驗的人才比例不到25%。而在採訪中,記者也了解到,隨著近年來人工智能平台的成熟,大量研究人員從其他領域轉來。“除了計算機,電子、信息通信、自動化等專業的老師們原先的項目借助人工智能很容易實現,這也就使得研究隊伍越來越大。換句話說,大多數人都是從外面往裏走的。”郭軍說。

面對人工智能的風口,高校紛紛開始整合資源,促進集聚。在北京郵電大學,校方正在籌備建立人工智能創新研究院的平台。郭軍介紹,全校共有50多個老師從事人工智能研究,年齡多在40歲以下,在研究院的規劃中,研究力量將被劃分到四個方向:智慧教育、智慧醫療、智慧城市和娛樂博弈。郭軍介紹:“人工智能本身是交叉學科,邊界並不限定,開放合作機制,有利於靈活調動校內的研究力量做研究,為校企合作做對接,也給師資隊伍的成熟壯大提供了條件。”

2017年《國務院關於印發新一代人工智能發展規劃的通知》提出,要建設人工智能學科。完善人工智能領域學科佈局,設立人工智能專業,推動人工智能領域一級學科建設。教育部教育發展研究中心高教室主任馬陸亭指出,一級學科本身即知識體系,同時也是一種制度安排。當一個專業方向重要到一定程度時,國家層面設立人工智能學科意味著該領域將有更多的資金和項目,吸引更多的優秀人才投身到學術共同體。同時,分散在各個院系的人才培養將更加體系化,這對於國家在新一輪科技浪潮中走在世界前列將產生推動作用。

喬俊飛表示,科學研究是培養教師隊伍最好的途徑。《國務院關於印發新一代人工智能發展規劃的通知》發佈以來,人工智能的研究得到前所未有的重視。國家自然科學基金委專門增設了人工智能學科代碼,將人工智能與計算機、自動化等學科並列設置,推動了相關課題的申報和人才的集聚。“我們學校也成立了北京人工智能研究院,提供5000多平方米的實驗室、投入近百名教師,滿足智能服務機器人、智慧醫療、環保智能化等北京市重大需求。政策、平台的建立將為人工智能師資隊伍培養提供強大的保障。”他說。

“如果你的工作包含以下三類要求,那么你被機器人取代的可能性非常小:社交能力、協商能力以及人情練達的藝術;同情心以及對他人真心實意的扶助和關切;創意和審美。”北京師范大學教育學部副部長餘勝泉說,“反之,如果你的工作符合以下特征,那么被機器人取代的可能性就非常大:無需天賦,經由訓練即可掌握的技能;大量的重複性勞動,每天上班無需過腦,但手熟爾;工作空間狹小,坐在格子間裏,不聞天下事。”

餘勝泉告訴記者,英國廣播公司(BBC)基於劍橋大學研究者的數據體系,分析了365種職業未來的“被淘汰概率”。其中,電話推銷員、打字員、銀行職員等職業,分別以99.0%、98.5%、96.8%概率,被列為可被人工智能取代的職業;而藝術家、心理醫生、教師等職業,分別以3.8%、0.7%、0.4%的概率,被列為最不可能被人工智能取代的職業。

“BBC分析認為,教師被機器人替代的概率只有0.4%,但英國教育專家Anthony

Seldon則預測現在離人類教師消失只剩下3000天。孰是孰非呢?”《華東師范大學學報(教育科學版)》主編楊九詮說,“我想不可能有也不應該有肯定的答案。但值得注意的是,此‘教師’已非彼‘教師’。在未來新的社會樣態、教育樣態、知識樣態和學習樣態中,教師的思想觀念、心智結構、生活方式和角色意識等,以及教師與社會、組織、學生、同行的關係,都可能發生顛覆性的全新變化。”

“傳道、授業、解惑,是教師的主要職責。隨著人工智能的出現,智能機器人可以代替教師傳授知識、解疑答難、展示方法、考試閱卷,但在‘傳道’這一塊是替代不了的。”新疆呼圖壁縣教科局局長朱新宇說。

“目前的智能教學系統還是對優秀教師的模擬,建立教師模型、學生模型、教學法模型和交互模型等。所以說,人工智能遠遠談不上對教師、特別是優秀教師的直接威脅。我們可以將人類智慧編碼輸入電腦,但不可能將電腦芯片植入一個健康的大腦。”北京大學教育學院教育技術系教授賈積有說。

“人工智能不可能取代教師,而是要成為師生的強大助手,可大幅提升教與學的效率和效果,所以學校應積極擁抱人工智能。”科大訊飛輪值總裁吳曉如說。賈積有也表示,人工智能技術在教育領域的應用與傳統教學方法相比具有比較顯著的正面影響。

賈積有介紹,數據挖掘技術應用到教育上,可以實現教育決策和管理的民主化及科學化;學習分析技術可以幫助教育者更好地實施個性化和適應性教學活動,也可以幫助學習者更准確地認識自己,開展針對性學習,改進學習效果,提高學習效益;模式識別技術如情感識別等可以自動識別學生的情感狀態,以便實施適應性教學;自然語言處理技術一方面可以作為輔助工具應用到語言教學上,促進學生聽說讀寫譯各個方面的發展,另一方面作為人機交互手段應用到智能教學系統上,實現自動答疑。

餘勝泉也認為,人工智能在教育未來的許多方面,如自動出題與批閱、學習障礙診斷與及時反饋、問題解決能力測評、學生心理素質測評與改進、青少年體質健康實時監測、學生成長發展指導、智能學習伴侶、個性化智能教學、綜合素質評價報告等方面,都可以承擔起教師的角色。

“人工智能將引發現代教與學的革命,眾多語音圖像識別、可穿戴設備、虛擬現實成像技術滲入課堂,使得現行的教學媒介、師生評價反饋、深度學習等都發生改變,學生個性化、任務單式的學習,團隊項目式的學習,多學科的統整融合實踐等,都將在智能設備的支持下變得更便捷。”廣東省深圳市南山區後海小學校長蔣和勇說。

“人要駕馭機器,而不能被機器奴役。”北京市第十八中學校長管傑表示,有了人工智能的輔助,教師可以騰出更多的時間和精力,創新教育內容、改革教學方法,讓教育變得更好。教師就不再僅僅是知識的傳授者,還是滿足學生個性化需求的教學服務提供者、設計實施定制化學習方案的成長咨詢顧問,成為學生學習的陪伴者、動力的激發者、情感的呵護者,真正成為學生“靈魂的工程師”。

“顯然,未來的優秀教師將是那些善於使用人工智能的教師,教師要主動擁抱人工智能。”教育部基礎教育課程教材發展中心主任田慧生說,“我們應該積極面對人工智能帶來的挑戰,同時提高自身的自主學習能力,培養創造力。創新思維的培養,就是要呵護學生的好奇心和求知欲,鼓勵學生發現問題。”

“人工智能不能取代教師,但是使用人工智能的教師卻能取代不使用人工智能的教師。”餘勝泉說,未來的教育是人與人工智能協作的時代,充分發揮機器與人類不同的優勢是提高教育生產力的關鍵,人工智能將會取代簡單重複的腦力勞動,教師要發揮人類的創新、複雜決策、情感關懷激勵等優勢。

朱新宇認為,在人工智能時代,教師教學必須抓住3個核心:一是教授學生有價值的知識,同時培養學生探尋知識的興趣、欲望和方法;二是培養學生良好的品行;三是啟發學生尋找人生的價值和意義。

“最基礎的教育,將不再需要教師;而‘更好教育’的需求以及市場選擇中不同的支付渠道和交換方式,將大大提升教師的薪資水平和社會地位。”楊九詮認為,“教師將成為未來社會不同類型、不同規模的學習中心重要的共同規劃者和運行者,從而成為社會與教育的協同創生力量;在工作性質和社會篩選的相互作用下,教師的道德水平將提升到新的境界,甚至可以想象,未來教師的薪資中將可能包含社會供養的成分。”

教育部教師工作司司長、北京外國語大學黨委書記王定華說,教師要不斷增長本領,善用人工智能,提高教學效果,擴展知識疆域,調動學生興趣,不能對其漠然置之、不屑一顧。同時,教師也要體現主體地位,永做學校主人,關注學生成長。人不僅是學習知識的認知體,更是有血有肉的生命體。教師職業必將長期存在,人工智能則發揮必要輔助。

“面對信息技術和人工智能的日新月異,有關大學和中小學應加快教師發展信息化步伐,主動擁抱人工智能,進一步推動信息技術在教育教學、教育管理、教育服務過程中的應用,利用智能技術支撐人才培養模式的創新,支撐教學方法的改革,持續不斷地造就一批又一批掌握信息技術、具有創新思維的教師。”王定華說。

根據新華社、金融界、中國政府網、中青報等採編【版權所有,文章觀點不代表華發網官方立場】

 

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