高等教育结构的在人工智能中变革路径探讨
人工智能正以超越人类预想的速度发展, 颠覆性地改变着许多行业和领域, 教育也不例外。人工智能背景下, 高等教育的层次结构、管理结构、形式结构和专业结构将会发生巨大的变革。取消专科教育、精简高校行政部门、政府唯一办学、回归通识教育等教育方针将会实现。改革无法避免, 直面迎接才是出路。未来发展中我们只有重视、跟进和把握此次技术革命, 才能开辟出全新的道路, 在未来赢得先机。
《智能系统学报》该刊以"构建智能平台，打造精品期刊"的高起点为办刊理念，主要刊登智能科学领域具有自主创新理论和技术研究的科研成果和高水平学术论文，反映国内外智能科学学科的前沿和发展，促进智能科学理论和技术的传播与交流。荣获2010年荣获教育部"第3届中国高校特色科技期刊奖"和2009-2010年度工信部"优秀科技期刊奖"。
2016年3月, “Alpha Go”战胜了世界围棋冠军李世石, 这一事件成为了人工智能发展的里程碑事件并引发了全球对人工智能发展的新一轮热议。2016年5月, 为贯彻落实《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》[1], 加快人工智能产业发展, 国家发展改革委联合科技部、中央网信办等制定了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》[2]。方案明确提出, 2018年要建立含括人工智能产业、服务和体系在内的一系列标准, 要培育大规模的人工智能产业并运用到市场当中。2017年两会期间, 李克强总理在《政府工作报告》中指出, 要加快培育新型产业, 其中包括人工智能产业。首次将人工智能列入政府工作报告, 人工智能上升为国家战略层面。
一、人工智能的发展历程及其本质属性
(一) 人工智能的发展历程
人工智能一词是由Mc Carthy在1956年达特茅斯学院 (Dartmouth College) 学术会议上首次提出的, 主要是从人的大脑神经系统结构出发, 研究非程序的、适应性的、大脑风格的信息处理的本质和能力, 在描述某类客观事实时带有情感和评价色彩。虽然此次会议的召开不是很成功, 但它肯定了人工智能发展的可能性, 并为后来人工智能的研究奠定了基础。此后的20余年间, 大批科学工作者展开了人工智能的研究并取得了一定成果。其中计算能力、推理能力和言语发展能力等核心技术得到了质的飞跃。但是, 此时的人工智能只能进行简单的计算, 对物质的感知和认知尚不明确, 这个发展阶段被称之为智能计算阶段。20世纪70年代中期, 人工智能的技术发展难以突破计算能力和推理能力的桎梏, 加之其不能产生效益, 因此西方国家纷纷减少了对人工智能的投入, 这是人工智能发展最低谷期。80年代后, 日本政府对人工智能投入大量经费支持其发展, 美国受其影响, 也在财政预算中拨付了数十亿美元的研究经费。在庞大资金的支持下, 一个具有大量专门知识与经验的、模拟人类专家决策的程序系统问世, 这个系统被称之为专家系统。此时的专家系统较之第一阶段而言, 因其在计算的基础上增加了推理和判断技术, 形成了相当的感知, 因此这个阶段被称为智能感知阶段。然而, 维护成本高和系统升级难的问题导致人工智能发展再次陷入低谷。1993年后, 由于人工神经网络研究的日渐成熟, 科学工作者试图通过机器采集和分析已有的数据信息, 并从数据中主动学习来获取新知识, 这种技术的突破推动了人工智能主动学习, 被称为主动学习阶段, 也称为智能认知阶段。
(二) 人工智能的本质属性
通过对人工智能发展过程的梳理, 可以发现, 智能技术的革新是人工智能发展的基础。人们对于人工智能的探讨不仅仅局限于技术层面, 识别、模拟、和延伸人类智能的能力已成为了新的思考。但是, 只要当新的技术出现在人类社会中, 其本质属性是不会发生改变的。依据人工智能的发展历程及其当下人工智能发展的态势, 可概括出人工智能具有以下本质属性:第一, 人造性。目前聚焦的重点是人工智能的智能层面而往往忽视了其本质。应该看到, 任何一种技术进步或技术革新都是人类智慧和劳动的成果, 人工智能也不例外。未来, 人工智能修理机器故障或其他故障可能出现常态化, 但是这种常态化的推进是人类通过智慧实现, 即人工智能无法脱离人类而单独存在, 是人类活动的产物。第二, 科技性。人工智能不是单纯的指向智能机器或智能工具, 其最终目标是模拟和延伸人的智能, 成为一种新的技术并广泛应用于人类社会生活的方方面面。人工智能是科学技术发展的成果, 是计算机科学的重要组成部分, 其本质是计算并解决复杂问题, 寻求最终答案。未来, 人工智能将会给人类社会生活造成革命性的冲击, 这场革命的本质表现为机器在知识收集、整理、分析、存储、执行和传播的优越性[3]。但是, 不管未来人工智能的发展如何, 都是科技革命下的产物。第三, 类人性。人工智能的计算能力、推理能力、判断能力、主动学习能力都是借助大数据通过模拟人类大脑来实现的。也许在某些层面人工智能的上述能力比之人类展现出速度更快、准确率高、延伸更广的特点。但究其本质, 依旧是模拟人而不是替代人, 表现出的思维特性是固化性和机械性的, 无法超越人类思维的整体性, 也无法表现出人类思维所特有的创造性。是一种模拟人类思维的全新技术。
二、人工智能与教育
2016年10月, 《乌镇指数:全球人工智能发展报告 (2016) 》中指出, 人工智能应用于教育领域的形式主要包括个性化辅导教学、智能测试、智能评价等[4]。自此之后, 大量学者将视野投入到教育人工智能, 探讨人工智能对教育的正向积极作用。刘清堂, 毛刚等以智能发展为主线, 以计算机辅助教学为手段, 以智慧教育环境构建为核心, 详细分析了当前最具代表性的感知系统智能技术的功能与特点, 并得出数字化教学和自适应学习是未来的发展方向的结论[5]。闫志明, 唐夏夏等界定了教育人工智能 (EAI) 的内涵, 并通过智能导师辅助个性化教学、实时跟踪与反馈的智能测评和教育数据的挖掘与智能化分析等, 提高学习者的学习效率[6]。马玉慧, 柏茂林等则通过解读美国总统行政办公室关于《规划未来, 迎接人工智能时代》的报告, 根据目前人工智能发展现状和问题的基础上规划人工智能时代我国教育的发展路径, 提出了教育管理者应培养人工智能应用意识, 培养学生的计算思维能力等建议[7]。
但是, 新技术的出现必然伴随着旧架构的革新, 人工智能对教育的冲击是可以预见的。2017年5月, 清华大学教授鲁白在“人工智能与未来教育”的高峰论坛上就“教育如何应对人工智能时代的到来”做了专题报告。报告指出, 人工智能时代的背景下, 学校、教育体制、教师和学生将在不同程度上受到冲击。姚莉娜, 黄家骅则认为人工智能将重构教育, 教育的主体、活动过程和活动方式在人工智能的影响下将发生变化, 同样也将改变教育的要素构成、教学流程以及教育资源配置的方式, 而冲击面最广、最重的则是学校运营管理[8]。刘文同样认为人工智能改变现有的教育状况, 首先是教师的职业标准发生变化。沟通能力、管理能力、创造力和批判性思维会是未来高校选拔教师的标准;其次是教学内容发生变化。对学生进行批判性思维、结构性思维、立场性思维训练将是未来教学的主要内容。最后是高校专业结构发生变化。人工智能将会取代重复的、简单的和惯性的劳动, 人们将会从大量繁琐的事物中解放出来, 闲暇时间的增多终将寻求内心的平静。或旅游、或阅读、或静思己过, 而无论何种方式都需要人文思考[9]。因此, 未来学校教育中人文社科类的专业将大幅度增加。
不管人工智能对教育是正向促进亦或是促成改变, 不可否认的是, 人工智能应用于教育领域是不可逆转的潮流, “人工智能+教育”正大踏步迈进新阶段。关于人工智能与教育的研究如雨后春笋般增长, 尤其是近两年, 更是出现跨越式的增长。研究的范围涉及内涵探讨、发展路径、技术革新等方面。但是, 人工智能对不同层次的教育是如何影响、怎样影响、影响的力度如何的文献相当缺乏。作为教育金字塔尖的高等教育, 直接关系到一个国家、一个民族的创新能力, 深刻影响其思想厚度和文化素养, 人工智能技术的发展日新月异, 探讨人工智能如何冲击高等教育的层次结构、管理体制结构、形式结构还是专业结构是具有重大的意义。
三、人工智能对高等教育结构的颠覆
人工智能的发展引起了社会各界的关注, 越来越多的政府和企业加大了对人工智能的研究和投入。但在教育界, 探索人工智能和教育关系, 尤其是探求和高等教育关系的研究严重缺乏, 教育界尚未认识到人工智能将对教育, 尤其是高等教育结构产生革命性和颠覆性的冲击。
(一) 高等教育层次结构的改变
高等教育层次结构是指高等教育中的各级教育, 根据层级纵向划分, 可将高等教育划分为专科、本科、研究生教育。近年来, 高等教育改革的成效显著, 层次结构日趋合理。但是, 人工智能的跳跃式发展, 现阶段的层次结构还能继续维持吗?
众所周知, 专科教育作为高等教育的组成部分, 培养的是具有一定知识水平和一定技能水平的技术性人才, 其侧重点偏向技术性, 也就是说强调实用主义。短期来看, 机器人应用已从最初的危险性职业延伸至了制造业和服务业, 对就业的冲击首先是劳动密集型产业和技术性职业。未来, 专科教育培养的技术性人才必然存在和机器人争抢工作的情况。在技术进步、劳动力成本上升、产业绩效提升影响下, 机器换人的现象必将出现。专科学校的目的是为了培养社会所需的技术性人才, 当技术性人才被机器替代, 最终会出现高等教育中专科教育停办或将不复存在的现象, 高等教育的层次结构将会缩减。
本科教育是大学教育重要组成部分, 也是高等教育的基础。改革开放以来, 尤其是1999年大学扩招以后, 我国高等教育的规模一直在扩大。聚焦十九大, 教育部部长陈宝生指出, 到2020基本普及高等教育, 更多的适龄人口和学生将会接受高等教育, 未来本科教育规模可能进一步扩张[10]。人工智能的发展可能导致的专科教育取消, 更多的学生或将更加努力地进入到本科教育, 通过本科教育学习提升自我的价值判断、思维模式和学识水平。研究生教育是学生在本科毕业之后继续进行深造和学习的教育模式, 又可分为硕士研究生教育和博士研究生教育, 是国家提升国际竞争力和创新能力的战略选择。长期来看, 一旦人工智能在记忆、辨别和分析等能力超过人类时, 人工智能的技术应用将会影响更高层次的岗位结构, 工作本质发生改变。对专业人士特别是对高端人才的需求上, 主要体现在人工智能和机器产业对高端人才的需求, 或将大幅度提升。而要想培养具有创新思维、战略视野的高精尖人才, 硕士研究生教育是最低标准。在未来很长时间内, 将会进一步加强和完善研究生培养规模、培养质量和培养体系。
总体看来, 人工智能下高等教育的三级层次可能会缩减为二级层次, 专科教育取消, 也可能在保持三级层次结构的基础上转变高等教育的层次结构形式, 将硕士研究生和博士研究生各自划分一个层次。但是, 不管如何转化或改变, 本科教育和研究生教育在未来的规模上都将扩大。
(二) 高等教育管理体制结构的改变
教育体制主要包含教育机构体系和教育规范体系, 是教育机构和教育规范的统一体和结合体。高等教育体制则是指高等教育机构与相应规范的结合体, 由高等教育实施机构、高等教育行政机构和高等学校内部管理体制三个子要素构成。
高等教育实施机构是指提供教学和研究条件以及合法颁发学位的高等教育组织。包括大学、专科学校和职业技术学校。人工智能下的高等教育注重人思想和品格教育, 高等教育实施机构的减少主要表现为技术类和职业类高等教育机构会逐步退出教育舞台。在高等教育行政机构中, 教育机构的行政人员责任意识和服务意识不强和人情关系等是影响教育行政机构效率低下的原因。在未来, 高等教育更加注重公平和效率, 而人工智能在传达上级指示、文件和工作以及校内事物处理的效率大大提升。教育行政部门因其特殊性会依然存在, 教育行政机构中只存在少量的保证人工智能和机器顺利运行的工作人员, 绝大多是的行政人员被人工智能取代, 行政人员总量呈现的下降趋势。人工智能对高等学校内部管理的改革主要表现为安全管理、考务管理、教师管理和学生管理。人工智能的图像识别和视觉传达等功能让其在维护校园安全成为可能, 并在非法人员识别、安全预警、安全活动处理三个方面发挥重要作用。在未来高等学校中, 人工智能将监考人员从考务工作中解脱出来, 监考机器人通过扫描鉴别学生信息, 确定学生位置分发试卷等并在考试过程中维持良好的考场秩序;在教师管理中, 人工智能系统依据老师授课内容, 通过收集、整理和分析教师和学生行为数据、情绪数据等中肯评价教师, 辅助教师管理工作。最后, 人工智能通过分析学生的课堂表现、行为认知等情况, 及时反馈给学校管理者, 帮助学校正确引导学生提供现实依据。
(三) 高等教育形式结构的改变
高等教育形式结构, 也称类型结构, 是指一般高等教育与其他类型高等教育之间的比例关系。我国目前高等教育形式结构多样, 普通高等教育、成人高等教育、职业教育和自学考试等都是组成要素。而我国现存的普通高等教育的办学形式呈现出公办大学、民办大学、独立院校和中外合资办学并存的格局。
人工智能背景下, 已有的办学形式或将发生根本性的改变, 政府可能是未来高等教育唯一的办学主体, 但是个体需为个性化的学习买单。即基本的学习内容的经费由政府承担, 学习者在学习基本内容之余, 个性化的学习需要学习者付费。“世界教育创新峰会”做过一次关于个人教育经费支出的调查报告。多数学者认为在未来, 学习者个人的教育经费支出会因其兴趣、需要和偏好出现较大比例的增长幅度, 增长的部分被称之为个性化学习。未来高等教育中, 对学生的评价判断是从多维进行考量的, 学生的学习目标会更加灵活多元。在此前提下的高等教育应是以学生为中心, 注重并挖掘每个学生个人特有的潜能并给于最大帮助以激发潜能, 这种全新的高等教育形式围绕学生不同的学习方式和特点, 打破了时间和空间的约束, 为学生提供了多样化的教育体验。时代在发展, 科技在进步, 对人类的标准和要求越来越高, 自主性的个性化发展人才在未来更加受到社会、企业的青睐。而人工智能科技时代的到来, 为满足个性化的学习提供了保障支撑, 学生们可以根据自己的喜爱、偏好和实际情况自由学习。人工智能的发展预示着个性化教育应提上议程, 付诸实践, 而这也就要求高等教育要改变以往灌输式的教育方式, 要着重教育的解放力量的作用, 以解放思想、挖掘潜能为前提, 提高创新、注重实践为目标, 满足学生个性化需求为宗旨, 把高等教育个性化教学真正落到实处。
同时, 高等教育新形式的变化还将打破学校教育和社会教育的壁垒, 学校教育将会成为社会教育的基础, 社会教育强有力的支持学校教育, 社会深度融入到教育中, 教育资源的使用配置实现更加良性的均衡, 学生学习成长的空间更为自由和广阔。这种教育形式, 才能更加适应未来科技文明的需要, 也才能使人的思维、智慧、潜能得到充分的发展。
(四) 高等教育专业结构的改变
现阶段高等学校的专业设置在很大程度上是为学生将来的职业选择做准备的。大学课程中, 教师传授的多是与未来职业相关的概念和技能。但是随着人工智能的发展和成熟, 许多工作将会由人工智能或者机器人替代, 原有的与职业相关的知识概念和技能或将不再出现在课堂教学中。那么, 此时的高等教育的专业设置应该是哪些呢?鲁白教授曾在清华大学做过一次关于教学内容讨论, 并得出共识性的结论, 学校教学的内容不是简单的传道授业解惑, 也不是单纯的能力的培养, 最重要的是学生价值观的塑造。教育的目的是为了培养具有创新能力、逻辑思维、理性判断和人格健全的人才, 而不是培养为了就业而就业的职业性人才。当大学课程内容不再是与职业相关的知识之后, 教学内容更多的应该是通识教育。通识教育不同于专业教育, 是因为它是一种人文教育, 而人文教育又将职业性、实用性和功利性剔除在外。在教育教学中, 老师往往提出典型———典型的思想家、学者或者教育家, 因为在大家身上, 关注的更多是道德修养、独立思考和魅力人格的品质。在通识教育中, 由于对专业或者教学内容的没有硬性标准的划分, 学生对知识的汲取可以拥有多样化的选择, 这种多样化的选择使得学生得到了无束缚的顺其自然的生长。
教育尤其是高等教育不是生产车间的流水线, 培养的不是具有同一思维模式、同一标准模式的产品。高等教育的根本目的在于育人, 在于培养开发和挖掘不同个体身上的潜质与精神气质。人工智能的发展带来的教学内容的变革可能真正让高等教育回归其教学本质———通识教育。
四、未来展望
人工智能运用于各种领域, 都必将引发革命式的冲击。民族文化、意识形态和价值伦理观等可能会受到潜在的威胁, 改革无可避免, 直面迎接这场改革才是出路。对高等教育而言, 重视、跟进和把握此次技术革命, 才能开辟出全新的道路, 在未来赢得先机。
新时代对中国、对中国的高等教育及人才培养提出了新的要求。中国在人工智能方面现今所取得的成就令世界瞩目, 新的行业层出不穷, 人才结构也随之改变, 具有开拓思维、发散思维和创新思维的科技人才将在新时代中大有作为。在高等教育管理中, 国家政府直接干预或规范标准往往让效果适得其反, 高等教育需要的是缺少束缚和自由发展。
展望未来, 人工智能令人憧憬并忧虑。世界经济论坛主席克劳斯·施瓦布 (Klaus Schwab) 在达沃斯论坛上指出, 包括人工智能、机器人、3D打印技术在内的新技术的发展速度和发展规模如此之快, 影响如此之深远是所料未及的[11]。在历史上, 没有哪个时代能拥有如此巨大的发展前景, 但潜在危险也是前所未有的。
参考文献
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[11]人工智能学家.人工智能是变革人类社会的第四次“工业革命”吗[EB/OL].http://mp.weixin.qq.com/s/6u MEhm8Hsc-So NTyck85m 2g.