全媒体院长专访 | 西北大学信息科学与技术学院(软件学院)副院长冯筠:拥抱人工智能发展潜力 培养复合型创新人才 全面赋能高等教育发展
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西北大学信息科学与技术学院(软件学院)副院长 冯筠

2024年政府工作报告提出,深化大数据、人工智能等研发应用,开展“人工智能+”行动,打造具有国际竞争力的数字产业集群。“人工智能+”首次写入政府工作报告。可以看到,人工智能在众多领域表现出广泛的赋能作用,也为教育现代化带来更多可能性。促进人工智能在教育领域的发展,西北大学正在加快行动。

西北大学信息科学与技术学院(软件学院)副院长冯筠在接受中教全媒体采访时表示,人工智能与教育之间的关系是复杂的、多方面的,我们可以利用人工智能的潜力和优势改善教育,为学生创造更公平、更有效、更个性化的学习体验和服务。

栏目:院长专访

作者:张晓攀

人工智能深度布局高等教育领域 教师角色正在由“教”转为“导”

中教全媒体:您如何看待人工智能未来的发展趋势?

冯筠:从技术层面看,目前人工智能有四大发展趋势。一是通用人工智能,例如最近特别火的大语言模型。二是生成式人工智能,不同于以前人工智能只是解决特定任务,现在有很多人工智能可进行语言、图像、视频等内容生成。三是多模态人工智能,不同于单一模态的人工智能技术,人工智能未来的发展趋势将步入由语音、文字、视频、图像等联合生成的多模态人工智能。四是自监督或者非标注数据的人工智能,以前的人工智能技术是围绕标注好的数据进行学习,而现在大规模的数据是没有标注的,如何用没有标注的数据去生成人工智能模型,也是未来的发展趋势。五是可解释的人工智能,人工智能的可解释性是指人能够理解人工智能模型在其决策过程中所做出的选择,包括做出决策的原因,方法,以及决策的内容。

从应用层面看,人工智能的应用领域越来越广泛,已经渗透到各行各业和人们日常生活的方方面面。人工智能将为各个领域带来更多的创新和变革。同时,随着人工智能技术的不断发展,我们也需要关注到人工智能所带来的社会伦理、法律法规等问题,确保人工智能的发展符合人类的整体价值观和利益。所以,如何推进人工智能技术的可持续发展,为社会创造更多的价值,也是我们要关注和研究的人工智能未来发展的重要趋势。

中教全媒体:请结合信息科学与技术学院实际办学情况,谈一谈人工智能对其专业建设和教学创新带来什么样的影响?

冯筠:西北大学是地方综合性大学,学院是由前计算机科学系和电子科学系为主体整合而成。学院下设计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、物联网工程、微电子科学与工程、智能科学与技术8个本科专业和电子信息科学与技术合作办学专业。人工智能对专业建设和教学创新的影响重点体现在以下三个方面:

一是人工智能类专业的设置。学院目前开设了智能科学与技术专业,其专业定位是人工智能学科和电子类学科的交叉专业,所以学生既要学习电子信息知识,同时也要学习计算机的基础知识。另外,我们在计算机和软件工程专业分别设置了人工智能方向的选修模块,很多学生积极参与其中。人工智能前景广阔,我们可以看到,当前报考人工智能专业的学生和选择人工智能方向的研究生也都越来越多,这也说明了人工智能的重要性和吸引力。

二是人工智能对全校各个专业的影响。信息科学与技术学院也承担全校的计算机基础教学,全校各个专业对人工智能的通识需求都在增长。例如,学校地质学科去年就申办了地质信息学专业,也增设了古生物信息学方向;考古学科设有数字文化遗产方向;这些学科方向都与人工智能的发展密切相关。

三是人工智能技术对教育教学方法的影响。信息科学与技术学院的老师身处教育教学一线,密切关注人工智能技术对教育教学的影响。我们认为,在人工智能影响下,教师的教学范式未来会出现五大变化趋势。一是教学的个性化,人工智能使得个性化教学成为现实;二是信息资源的整合,目前人工智能技术使得学生获取和选取资源的资源能力越来越强;三是互动化的教学形式,学生已经可以在很多线上平台上学到很多知识,所以我们在线下的教学需要各式各样互动化的教学,才能够吸引学生来到线下课堂;四是活动的社群化,在互联网时代,学生学习的通用群体不仅仅局限在其行政班,也有可能是各个社群,教师在未来的教学中也会面临社群化的教学以及学生和社群一体化的教学方式;五是评价的数据化,在人工智能时代,学生大量的学习过程的数据被采集和记录,如何应用这些数据能够使得我们的评价更加合理,能够指导后续评价的持续改进,这也是要研究的教学范式变化趋势。

在智慧教育时代,我们认为教师已经不再是唯一的知识传授者,因为人工智能已经替代了很多知识传授的任务。教师将来会成为一个全方位的学生导师,我们的教育教学目标主要是为了激发学生的学习兴趣,指导学生的学习策略,帮助学生策划更好的学习路径,帮助学生建构知识、能力和素养体系,指导学生学习困惑,教导学生树立健康的思想品德等,已经从单纯的“教”变为全方位的“导”了。

探索智慧教学情境下新型教学范式 培养“智能+”和“+智能”的复合型人才

中教全媒体:学院如何面向人工智能未来技术和产业发展的新趋势和新要求,探索人才培养新模式、新路径?

冯筠:人工智能时代背景下,教师要具备在新形态下的良好教学能力,这也是未来创新型人才战略的国家需求。西北大学作为陕西省地方综合性大学的代表,我们率先开展了智慧教学情境下的新型教学范式的要素评估、培养效果等方面的研究和探索,形成了一些创新、科学、有效、可量化可推广的探索模式。

例如,我们依托综合性大学的优势,在各个专业方向贯穿了人工智能的理论技术和不同学科间的交叉案例,力求培养“智能+”和“+智能”的复合型人才。对于信息类的复合型人才培养,尤其要求拓宽基础、强化实践、开拓创新。我们从2018年就开始了西大特色的完全学分制人才培养方案,在2022年又进行了改版。我们通过模块化的课程设计,采用了专业分流、专业准入和准出等一些丰富的培养途径,设置了学院的跨专业选修课程以及全校的通识课程等,促进专业融合,构建全校范围内跨学科的交叉学科案例,促进学生自主复合能力的培养。我们也探索了从问题启发到项目驱动,结合课内课外的双引擎启动的教学方法的改革。作为综合性高校,我们老师有很多涉及到智能+学科交叉综合性的科研项目,所以我们把科研项目引入到我们的本科教学中,并通过校企合作,提升“智能+”人才培养水平,在这一过程中,我们持续动态评估教学效果,希望能够打造更好的人才培养特色。

近年来,学院在人才培养方面成效显著。我们围绕教师的交叉型科研项目打造了很多学科竞赛的作品,包括人工智能+生态健康、人工智能+医疗卫生、人工智能+文化遗产、人工智能+地质等领域的创新创业项目,屡获包括中国“互联网+”大学生创新创业大赛在内的国家级、省级等大赛奖项,并在全国范围内都形成了广泛影响力。

中教全媒体:在人工智能赋能的高等教育领域,教师和学生需要具备哪些核心能力素养?

冯筠:当前,人工智能技术正在日新月异的发展,对教师和学生都提出了更高的要求。对于教师来说,需要提升以下三方面核心素养:

一是提升信息技术素养。高校教师首先要提高自身的信息素养,保持对新兴技术的敏感度,善于使用人工智能、知识图谱等新型教育技术,能够应用这些工具进行辅助教学,主动适应智能技术主导的教育环境,形成人机协同、师生协同、智能环境下的教育教学共同体。教师需要持续学习,更新自己的知识,还需要善于收集分析教育教学的数据,根据数据洞察来改进自己的教学策略。另外,教师应该理解数据隐私和安全的基本原则,以及人工智能领域的基本伦理,这样才能更好的对学生进行教育。

二是提升综合教学设计素养。在综合教学设计中,要能够把人工智能技术融入到课程设计中,有效提高学生的教学效果和学生的参与度,提高学生个性化学习的体验。

三是提升跨学科终身学习的能力和开放的心态。在人工智能时代背景下,综合能力和跨学科能力非常重要,教师也要保持开放的心态,愿意接受和尝试新技术和新方法。
在人工智能新的时代背景下,对于学生来说,需要重点增强以下三方面核心能力素养:
一是增强自己独立思考和解决复杂问题的能力。当前,我们可以比较便捷的依靠大模型等人工智能技术获取一些简单问题的结果,在此背景下,教师要重点培养学生解决复杂问题的能力,学生也要善用AI技术解决实际问题,通过自己的独立思考,跨学科应用AI技术探索针对复杂问题的解决方案。

二是增强批判性思维。学生要能够综合评估人工智能技术的应用效果,要理解它的局限性和潜在的社会影响,要认识到人工智能技术在隐私、安全、公平等方面的伦理问题,要做出能够负责任的决策。

三是增强团队协作能力。学生需要在多学科的团队中合作,利用各自的专长,人机协同,共同解决复杂的问题,能够有效、清晰的表达问题和结果,有效去和技术和非技术人员沟通,这将变得非常重要。目前新一版的工程认证方案里面,非技术指标和技术培养目标同等重要,所以学生的团队协作能力培养不容忽视。

中教全媒体:我们应如何看待人工智能与教育的关系?

冯筠:我认为人工智能和教育的关系是不断演变的,并且现在正处于变革性的关系当中,这要求教师不得不做出相应的改变。目前以及未来一段时间内还无需担心人工智能会替代老师,但是一定会有善用人工智能和不善用以及不会用人工智能的老师的不同,在这样的变革条件下,不会利用人工智能的老师可能就会被逐渐淘汰。

我们也要正确认识人工智能的优势和挑战。就人工智能的优势来说,人工智能可以促进学生的个性化学习,可以帮助解决很多重复性的工作,也可以及时帮助学生识别他们的优势劣势,给我们的教学提供有效反馈,还可以促进我们的终身学习。就人工智能对教育的挑战来说,包括道德偏见、数据隐私、数据安全、技术培训过程中的挑战等诸多问题。总之,人工智能与教育之间的关系是复杂的、多方面的,我们可以利用人工智能的潜力和优势改善教育,为学生创造更公平、更有效、更个性化的学习体验和服务。

拥抱人工智能发展潜力 全面赋能高等教育发展

中教全媒体:学院如何抢抓机遇、主动作为,以人工智能技术推动学院办学质量水平的整体提升?

冯筠:人工智能的发展对信息科学与技术学院来说既是机遇,也是挑战,我们要重点做好以下几方面工作:

第一,在学生和整个社会对人工智能技术特别关注的基础上,我们也要进行专业升级和改造,最大程度上加入人工智能元素或者开设人工智能相关专业。例如,在大学生计算机基础课中加入较多人工智能通识教育,或者在全校范围内开设人工智能通识课和选修课,提升整体专业办学水平。

第二,教师要拥抱人工智能的潜力。信息科学与技术学院牵头部署一些人工智能应用和工具,并鼓励教师共同关注和研究人类教师在新的生、机、师协同发展背景下的教师的引导作用。我们要更多的对教师进行人工智能技术应用的培训,还要让教师理解人工智能技术对道德社会的影响,在学生培养过程中,要把人工智能安全作为教学的关注点。

中教全媒体:如何用好“人工智能+”,为中国高等教育未来发展全面赋能,为发展新质生产力助力,对此请谈谈您的看法?

冯筠:“人工智能+”在高等教育领域具有巨大的潜力,未来可以全面赋能高等教育发展,为新质生产力提供强有力的支持。具体体现在以下几方面:

一是促进个性化教学和精准教学。个性化教学和精准教学在高等教育中尤其重要,高等教育要尽快从知识培养转变为能力和综合素养的培养。知识培养可能越来越多的就交给人工智能来完成,教师需要考虑的重点是如何对学生的能力和综合素养培养进行引导。实际上,目前在基础教育阶段,已经开始对学生知识素养方面的研究了,基础教育正在关注和研究如何利用人工智能,让学习学生提高学习效率和效果,把学生从题海战术中解放出来。

二是推动智能辅导和评估。整体来看,高等教育目前的生师比还是比较高的,教师想进行个性化培养和个性化指导就存在一定难度,所以目前人工智能驱动的指导系统可以为学生提供及时的学习帮助和反馈。例如,我在教授程序设计这门课程中,及时为每位学生进行答疑就比较难,而我们建立的智能评估系统不但可以自动批改作业,而且能够及时向学生反馈其写的代码的缺点漏洞以及规范性等,这样就可以减轻教师的负担,提高教学效率和质量。但不容忽视的是,如果学生对人工智能的回答不理想,我们的教师还会进一步向学生做出回答。

三是促进教育教学资教学资源优化和共享。人工智能技术可以促进资源更好的分配,让学生可以共享资源。例如,可以用人工智能技术预测受欢迎的课程,进而合理安排教师资源。目前国家正在推出教育大模型,也是为了促进教育教学资教学资源优化和共享。

四是提升智能化校园管理水平。人工智能可以应用于校园管理、教育教学管理等各个方面。实际上,人工智能在智能化校园管理应用方面正在逐步推进,但是对数据的管理和对整个智能化的分析可能还有所欠缺。

五是促进跨学科融合和创新。由于人工智能的出现,以前学科之间的壁垒问题正在逐渐改善,现在人工智能可以和不同学科深度融合。例如西北大学人工智能和医学、生物、经济、新闻等领域的融合正在如火如荼的开展,催生出很多新的研究成果和应用场景,推动了学科交叉和创新发展。

六是促进教育公平和普惠。人工智能能够缩小教育资源的不均衡,通过人工智能技术,可以让一些不发达地区的学校学生参与到高质量的教学活动中。

最后,需要再次强调的是,人工智能发展的相关伦理和法律问题也日益凸显,要密切关注对人工智能伦理和法律方面的研究,促进隐私保护、公平性、透明度等对策的实施。总之,人工智能可以全面赋能高等教育,提升教学质量,推动教育公平,培养创新人才,为新质生产力发展提供非常有力的支持。

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