作為我國互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算領(lǐng)域的知名學(xué)者，東北大學(xué)副校長王興偉已經(jīng)研究了幾十年的數(shù)字技術(shù)。但即便是他，對于目前數(shù)字技術(shù)和人工智能在高等教育領(lǐng)域的滲透速度也感到吃驚。
“當(dāng)前，科技的快速發(fā)展對高校人才培養(yǎng)模式提出了更高要求。傳統(tǒng)教育，特別是工科教育正面臨一系列挑戰(zhàn)。”接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)，王興偉說。
王興偉所說的“一系列挑戰(zhàn)”包括課程資源數(shù)字化建設(shè)困難、教學(xué)環(huán)節(jié)智能化不足、專業(yè)交叉融合機(jī)制缺失等。作為高校教師，王興偉對這些難題深有體會，也正在立足于本領(lǐng)域研究，努力探索解決之道。
教學(xué)資源數(shù)字化缺少頂層設(shè)計(jì)
《中國科學(xué)報(bào)》：當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)和人工智能與高等教育的結(jié)合已是大勢所趨。你認(rèn)為在此過程中，我們面臨哪些問題？
王興偉：目前，數(shù)字技術(shù)在高校教學(xué)體系建設(shè)中發(fā)揮的作用有目共睹，尤其在課程資源建設(shè)、教育技術(shù)提升等方面取得了良好成效，但的確存在一些問題。
比如，當(dāng)下高校教學(xué)資源數(shù)字化建設(shè)缺少頂層設(shè)計(jì)，這導(dǎo)致課程體系構(gòu)建碎片化。
具體來說，在推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與人工智能應(yīng)用時(shí)，高校普遍缺乏面向課程體系總體建設(shè)的系統(tǒng)性規(guī)劃，多以單門課程為單位進(jìn)行技術(shù)嵌入，未能從學(xué)科交叉、專業(yè)融合的高度構(gòu)建全局性框架。部分高校在建設(shè)智能教學(xué)平臺時(shí)，不同院系各自為政，重復(fù)采購功能相似的智能化平臺工具，導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、知識圖譜割裂。
教學(xué)改革中，一些高校僅將人工智能技術(shù)作為提升教育技術(shù)的工具，片面追求教學(xué)要素的“智能化率”，忽視了“以學(xué)生發(fā)展為中心”的教育內(nèi)核。比如，很多課程的人工智能技術(shù)應(yīng)用停留在“數(shù)據(jù)收集”層面，通常在系統(tǒng)側(cè)將復(fù)雜知識拆解為標(biāo)準(zhǔn)化題庫。此舉強(qiáng)化了學(xué)生的應(yīng)試思維，卻忽略了其個(gè)性化特征。
此外，產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)與高校教學(xué)缺少同頻互融。雖然高校針對校企協(xié)同育人，建立了課程與項(xiàng)目合作機(jī)制，但課程案例庫更新滯后，缺少前沿實(shí)踐類教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致課程建設(shè)與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)。企業(yè)導(dǎo)師參與率低、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)匱乏、學(xué)生難以接觸工業(yè)級開發(fā)環(huán)境等使這一問題變得更加嚴(yán)重。
《中國科學(xué)報(bào)》：你認(rèn)為出現(xiàn)上述問題的深層次原因是什么？
王興偉：客觀層面，人工智能等前沿技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)有教育制度難以適應(yīng)其迭代速度，處于被動(dòng)接受狀態(tài)。高校對新技術(shù)的發(fā)展方向也缺乏明晰認(rèn)識，無法真正思考一些賦能教育教學(xué)的核心問題。
更深層次的原因則在于傳統(tǒng)教育模式與新技術(shù)范式存在根本性沖突。現(xiàn)行教學(xué)體系強(qiáng)調(diào)知識的傳遞效率，而人工智能時(shí)代需要的是個(gè)性化能力培養(yǎng)和跨學(xué)科創(chuàng)新。這種結(jié)構(gòu)性矛盾導(dǎo)致高校在推進(jìn)新技術(shù)賦能教學(xué)時(shí)，很容易陷入結(jié)構(gòu)性錯(cuò)位——人工智能技術(shù)應(yīng)用場景天然需要多學(xué)科知識融合，但學(xué)科壁壘、課程體系與“人工智能+X”的交叉需求又難以有效兼容。
這導(dǎo)致高校的智能化改革陷入兩難抉擇，既希望借助人工智能突破傳統(tǒng)教學(xué)限制，又限于既有課程結(jié)構(gòu)、評估體系的路徑依賴，被迫將新技術(shù)嵌入舊框架，最終引發(fā)知識體系的割裂化與資源建設(shè)的重復(fù)化。
在主觀層面，目前高校教師在技術(shù)認(rèn)知層面呈現(xiàn)兩極分化，長期固化的教學(xué)習(xí)慣使部分教師對新工具產(chǎn)生抵觸，擔(dān)憂技術(shù)介入會削弱教學(xué)主導(dǎo)權(quán)；另一些教師則將人工智能簡單視為效率工具，反而容易使教學(xué)停留在低階思維訓(xùn)練階段。
更根本的問題是，師生普遍缺乏對“人機(jī)協(xié)同”教學(xué)本質(zhì)的理解——技術(shù)不應(yīng)替代教育主體的創(chuàng)造性活動(dòng)，而應(yīng)延伸人的認(rèn)知邊界。這種主觀認(rèn)知的偏差使技術(shù)應(yīng)用停留于工具替代層面，未能深度觸發(fā)教學(xué)范式變革。
新措施直指三大痛點(diǎn)
《中國科學(xué)報(bào)》：你覺得怎樣才能糾正上述問題，進(jìn)行了哪些實(shí)踐？
王興偉：上述問題在高等教育的各個(gè)層面均有體現(xiàn)，但目前表現(xiàn)最明顯的還是工程教育領(lǐng)域。作為工科教師，我希望針對工科教育做一些探索。
比如，我所在的東北大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院承擔(dān)著全校20余個(gè)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育培養(yǎng)工作。這份教學(xué)任務(wù)固然繁重，但給了我們協(xié)調(diào)多學(xué)科教學(xué)的機(jī)會。
我們針對傳統(tǒng)教學(xué)依賴靜態(tài)知識傳授、缺乏前沿科技賦能與動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制的問題，以一批國家級和省級一流本科課程為基礎(chǔ)，將人工智能技術(shù)引入教學(xué)，研發(fā)可同時(shí)服務(wù)于教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的“智能化教學(xué)平臺”系統(tǒng)，將不同教師和課程的數(shù)字化教學(xué)資源加以整合，并將其用于提升學(xué)生的助教服務(wù)。
再比如，針對實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)脫節(jié)、學(xué)生工程素養(yǎng)難以滿足產(chǎn)業(yè)需求的問題，我們建立了“需求-項(xiàng)目-平臺”聯(lián)動(dòng)的產(chǎn)教協(xié)同賦能機(jī)制，聯(lián)合企業(yè)成立“技術(shù)需求委員會”，定期發(fā)布行業(yè)技術(shù)清單，動(dòng)態(tài)調(diào)整課程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)需求反向驅(qū)動(dòng)課程改革的目標(biāo)。
在此基礎(chǔ)上，我們還將一些技術(shù)開發(fā)類、預(yù)研類項(xiàng)目拆解為教學(xué)任務(wù)，形成“課堂案例-學(xué)期項(xiàng)目-畢業(yè)設(shè)計(jì)”三級鏈條，并與企業(yè)共同打造各類“教學(xué)案例庫”，構(gòu)建資源共享平臺，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)技術(shù)的“零代差”。
此外，我們還構(gòu)建了面向不同專業(yè)的交叉課程群，通過智能化教學(xué)平臺進(jìn)行交叉課程共享，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)“醫(yī)學(xué)+信息科學(xué)”“機(jī)械+人工智能”等融合課程模塊，形成“課程多維交叉實(shí)踐平臺”。
以此為基礎(chǔ)，我們形成了“基礎(chǔ)層—融合層—實(shí)戰(zhàn)層”遞進(jìn)式的專業(yè)交叉人才培養(yǎng)體系——基礎(chǔ)層依托一批一流本科課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及數(shù)字化教學(xué)資料，夯實(shí)學(xué)生核心能力；融合層基于“校企資源共享平臺”融入企業(yè)實(shí)際問題，提升學(xué)生的實(shí)踐能力；實(shí)戰(zhàn)層則依托“課程多維交叉實(shí)踐平臺”，開展真實(shí)項(xiàng)目訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的跨專業(yè)創(chuàng)新能力。
《中國科學(xué)報(bào)》：通過上述措施，你希望達(dá)到怎樣的效果？
王興偉：我們希望能打造一套以“數(shù)智筑基、產(chǎn)教深融、專業(yè)交叉”為核心的新工科拔尖人才培養(yǎng)體系，解決工科高等教育中存在的教學(xué)數(shù)字化與智能化水平不足、專業(yè)交叉融合機(jī)制缺失、產(chǎn)教協(xié)同表面化等問題。
具體而言，主要是三大核心痛點(diǎn)。
首先是教育資源分布失衡問題。通過建立數(shù)字化的知識庫和跨校共享機(jī)制，讓中西部高校也能獲取頂尖課程資源，打破優(yōu)質(zhì)教育資源過度集中的“馬太效應(yīng)”。
其次是傳統(tǒng)教學(xué)中知識與能力脫節(jié)的問題。借助智能平臺，我們希望學(xué)生利用多學(xué)科交叉場景，鍛煉解決復(fù)雜問題的能力。
最后是專業(yè)建設(shè)滯后于產(chǎn)業(yè)需求的問題。通過產(chǎn)教共同體，我們力求實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)調(diào)整，比如將芯片制造等產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)快速轉(zhuǎn)化為課程內(nèi)容，確保人才培養(yǎng)與行業(yè)發(fā)展同步。
應(yīng)該說，上述痛點(diǎn)普遍存在于目前國內(nèi)工科人才培養(yǎng)的不同環(huán)節(jié)中，只有徹底解決這些問題，才能從根本上改變傳統(tǒng)高校人才培養(yǎng)中資源不均、創(chuàng)新不足、產(chǎn)教脫節(jié)的狀況，為培養(yǎng)真正適應(yīng)國家戰(zhàn)略需求的拔尖創(chuàng)新人才提供系統(tǒng)性解決方案。
人才培養(yǎng)體系須重構(gòu)
《中國科學(xué)報(bào)》：當(dāng)前，培養(yǎng)寬口徑、多學(xué)科交叉融合的高素質(zhì)人才已成為很多高校的目標(biāo)，你認(rèn)為此類人才培養(yǎng)需要注意哪些問題？
王興偉：多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)面臨的最大問題，依然是如何突破傳統(tǒng)教育模式的桎梏。當(dāng)前，科技發(fā)展日新月異，新興領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，這要求高校必須重構(gòu)人才培養(yǎng)體系。
一是學(xué)科交叉的落地問題，即如何通過機(jī)制創(chuàng)新，將不同學(xué)科的知識點(diǎn)建立顯性關(guān)聯(lián)。在這方面我們做了一些探索，比如在智能制造專業(yè)中，讓機(jī)械設(shè)計(jì)的知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)控制算法、材料科學(xué)等內(nèi)容，使學(xué)生直觀感受知識網(wǎng)絡(luò)，形成系統(tǒng)性思維。
二是教師協(xié)同不足的問題，要解決這一問題，需要組建真正意義上的跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，打破教師間的學(xué)科壁壘。以我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)教師聯(lián)合開設(shè)的“智能健康工程”課程為例，學(xué)生需要完成兩個(gè)學(xué)科的實(shí)踐項(xiàng)目才能獲得學(xué)分。我們還將校企合作成果納入教師考評，激勵(lì)教師投入跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)中。
在學(xué)生的評價(jià)方面，我們通過引入“創(chuàng)新涌現(xiàn)度”指標(biāo)，借助智能系統(tǒng)追蹤學(xué)生解決復(fù)雜問題時(shí)運(yùn)用多學(xué)科知識的能力。比如在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)會基于知識圖譜，分析學(xué)生提出的碳中和方案中跨學(xué)科知識的融合程度和創(chuàng)新性。
《中國科學(xué)報(bào)》：在這個(gè)過程中，有哪些問題需要注意？
王興偉：首先是人工智能等新技術(shù)在教學(xué)中的濫用問題。新技術(shù)在教育教學(xué)中的使用應(yīng)有邊界，不能過分侵蝕學(xué)生個(gè)人隱私。要時(shí)刻牢記教育的目標(biāo)是提升學(xué)生的素質(zhì)素養(yǎng)，人工智能只能作為手段服務(wù)于此目標(biāo)，不能本末倒置。無論如何，技術(shù)都不能取代教師在教學(xué)過程中對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)造思維、批判思維、探索思維等多元能力的培養(yǎng)作用。
其次，要時(shí)刻追蹤最新科技發(fā)展，并將“科研—教學(xué)”二者有機(jī)結(jié)合，有意識地將國內(nèi)外最新科研成果應(yīng)用于課程教學(xué)。同時(shí)，人工智能等新技術(shù)發(fā)展也需要高校教師主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)融入、全面提升自身人工智能素養(yǎng)，并有意識地使用這些技術(shù)進(jìn)行教學(xué)方法創(chuàng)新，以提高課程教學(xué)質(zhì)量。
最后，學(xué)科交叉必須堅(jiān)持以真實(shí)問題為導(dǎo)向，避免形式化；要重視學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷管理，采用漸進(jìn)式學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)；制度創(chuàng)新是根本保障，需要建立配套的教師考評、學(xué)分認(rèn)定等新機(jī)制。
總之，在人工智能等技術(shù)全面滲透高等教育的大背景下，只有以共享生態(tài)促進(jìn)教學(xué)資源的不斷優(yōu)化、教學(xué)技術(shù)的智能升級、產(chǎn)教融合的同頻共進(jìn)，才能培養(yǎng)出國家急需的拔尖創(chuàng)新人才，攻克關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的核心壁壘。這也是我們建立“數(shù)智深融、多維交叉、產(chǎn)教同頻”教學(xué)模式的最終目標(biāo)。
本文鏈接：東大副校長：數(shù)字技術(shù)賦能教學(xué)需擺脫路徑依賴http://m.sq15.cn/show-11-20952-0.html
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