王維虎，李志敏,劉延申

(1.湖北工程學院計算機信息與科學學院，湖北孝感432000;2.漢口學院計算機科學與技術(shù)學院，湖北武漢430212;3.華中師范大學國家數(shù)字化學習工程技術(shù)研究中心，湖北武漢430079)

0 引言

近期，國家教育部印發(fā)《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，要求推進“新工科”建設，重視人工智能AI(Artificial Intelligence)與計算機、控制、數(shù)學、統(tǒng)計學、物理學、生物學、心理學、社會學、法學等學科專業(yè)教育的交叉融合，形成“人工智能+X”復合專業(yè)培養(yǎng)新模式[1]。可見，教育正邁向智能化時代，人工智能與高等教育的融合創(chuàng)新已經(jīng)成為未來教育變革的重要趨勢[2]，但是，也對當今高校教師提出了更為專業(yè)性的、全方位的挑戰(zhàn)。

1 現(xiàn)狀分析

如今，人工智能技術(shù)也逐漸滲透到社會的各個應用領域[3]，如圖1所示，僅僅單靠本專業(yè)知識的傳授顯然是無法滿足現(xiàn)代社會市場人才需求，需要轉(zhuǎn)變思想，必須充分發(fā)揮和融合人工智能技術(shù)。

圖1 人工智能與社會相融合

但是，目前在高校教學過程中，絕大多數(shù)教師仍以將現(xiàn)成書本上的知識通過講授直接傳遞給學生作為教學目標，借助“教師講+學生聽”方式來完成教學活動。同時，很少教師能夠較好地利用現(xiàn)代的移動教學工具如APP、MOOC(Massive Open Online Courses)和SPOC(Small Private Online Course)平臺，來提高學生們在課堂上的思考和自主學習能力。

人工智能時代，高校教師必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學觀念，重新定位教師在大學里的角色，在未來的課程設計中，不僅要注重培養(yǎng)學生“人工智能AI”目前還難以具備的創(chuàng)新性等素質(zhì)，而且在技術(shù)領域知識的傳授中也要不斷地學習，更新自己的知識庫[4]。

2 教師角色的重定位

2.1 人才培養(yǎng)目標的重定位

人才培養(yǎng)方案是用來衡量一個高校專業(yè)人才培養(yǎng)標準的指南針。在人工智能時代下，它自然被劃歸于高校教育受其影響最大因素之一，特別是人才培養(yǎng)方案中專業(yè)學科課程設置的變化。

眾所周知，人工智能是一個多領域的交叉學科，其發(fā)展也帶動了其他相關專業(yè)的地位以及報考人數(shù)的提升。相應地，它再帶動了本專業(yè)與相關專業(yè)發(fā)展的同時，也對某些專業(yè)發(fā)展造成了較大地沖擊。比如，語音識別技術(shù)可以代替部分外語專業(yè)學生，來完成翻譯與對外交流工作。因此，在專業(yè)學科課程設置中，就會出現(xiàn)新學科的設立、傳統(tǒng)學科的改良以及某些“過時”學科的撤銷等現(xiàn)象。

未來的人工智能將不斷取代或變革現(xiàn)有的工作，也會創(chuàng)造很多新的工作。學校教育必須緊跟時代步伐，在“新工科”背景下，必須重新修訂人才培訓方案，改變原有的“重理論，輕實驗”課程設置方式，應當遵循理論聯(lián)系實踐的方法，提高應用實踐能力環(huán)節(jié)占課程總學時的比例，真正掌握好專業(yè)課程知識的應用。只有這樣，才能不斷地調(diào)整學科專業(yè)方向與人才培養(yǎng)目標，才能為社會培養(yǎng)、輸送有用的人才。

2.2 教學方式的重定位

教學方式是教師在課堂上進行“傳道、授業(yè)、解惑”的渠道，以及與學生溝通的方式[5]?，F(xiàn)在，越來越多的人工智能技術(shù)已經(jīng)應用在教育領域中，主要包括圖像識別、語音識別、人機交互等。教育人工智能的使命與目的，主要在于讓教師騰出更多地時間和精力，去創(chuàng)新教育內(nèi)容、改革教學方法，讓教育這件事變得更好。

因此，高校教學方式必然需要徹底地改變，見圖2。①將傳統(tǒng)以“教師講+學生聽”的教學模式，變遷為“以學生為中心”的培養(yǎng)模式，積極調(diào)動學生的主動性，將課堂歸屬于學生；②充分采用MOOC、SPOC、微課等形式作為教學內(nèi)容的載體，利用網(wǎng)絡教學、移動教學與人工智能平臺進行教學過程融合；③借助翻轉(zhuǎn)課堂FC(Flipped Classroom)、對分課堂CD(Classroom Division)等形式，使得學生由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，調(diào)動學習的積極性。

圖2 教學方式重定位

2.3 教學科研的重定位

教學科研是在日常教學工作中，對某一具有價值的課題進行系統(tǒng)地研究。教學科研離不開教育數(shù)據(jù)。教育數(shù)據(jù)可以說是教育人工智能的“養(yǎng)料”。

教育數(shù)據(jù)產(chǎn)生于各種教育活動和整個教學的全過程。目前，教育數(shù)據(jù)的來源渠道有：①數(shù)字化、信息化的教學環(huán)境，教師教學和學生學習的數(shù)據(jù)可以在MOOC、SPOC、移動學習網(wǎng)站平臺等數(shù)字化環(huán)境中進行歸檔收集，自然產(chǎn)生；②需要從傳統(tǒng)的教學行為中收集教育信息，并將之轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。

在人工智能時代，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)+教育的廣度和深度有待進一步推進的背景下，教育數(shù)據(jù)的來源很大一部分還是依靠后者，缺乏自動化，未來教育數(shù)據(jù)或?qū)⒊蔀榻逃斯ぶ悄馨l(fā)展的一大制約因素。

因此，未來高校教師需要重點對從傳統(tǒng)教學行為中收集到的大量教育信息，如何較好地進行教育數(shù)據(jù)的過濾、降維處理、分析、評測等一系列環(huán)節(jié)進行研究，使通過預處理之后的數(shù)據(jù)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡、機器學習和深度學習等高級人工智能技術(shù)，更好地服務于教師教學中。

3 教師重定位的實施途徑

3.1 人機協(xié)作，教學高效

高校教師合理地利用人工智能技術(shù)，在一定程度上能夠有效地提高課程的教學效果。

3.1.1 因材施教，有的放矢

在教育行業(yè)人工智能不僅可以節(jié)省教師人力、提高教學效率，而且可以驅(qū)動教學方式的變革。例如，在個性化教育方面，人工智能可以幫助教師收集學生作業(yè)、課堂行為、各種考試等數(shù)據(jù)，針對不同學生的學情進行個性化地診斷，并進一步為每個學生制定有針對性地輔導和練習，從而實現(xiàn)因材施教，可以成為人工智能+教育探索個性化教育的一個方向。

根據(jù)人工智能所分析的整個班級的知識點掌握情況，教師能夠在課堂上做到有的放矢。對于大多數(shù)同學都掌握得比較好的知識點，教師就只要在課堂上做簡略的講解，然后集中時間去講解那些大家掌握得不夠的地方。

3.1.2 深入分析，智能反饋

在傳統(tǒng)教學課堂上，教師的教學過程是無法被記錄和采集的。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，電子書包和互動課堂技術(shù)已經(jīng)在教育中鋪廣開來。教師使用各種智能設備的授課，學生使用智能設備學習的步驟，都能夠被儀器記錄下來，數(shù)字化存儲起來，成為了將來分析課堂教學過程中的重要數(shù)據(jù)。如果再加上智能視頻識別技術(shù)采集到的學生表情和動作數(shù)據(jù)，以及語音識別技術(shù)采集到的教師和學生的語音數(shù)據(jù)，就能夠形成了一個完整的教學過程數(shù)據(jù)收集的閉環(huán)回路反饋，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)收集的閉環(huán)回路

通過大數(shù)據(jù)Big Data統(tǒng)計分析模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對教師教學的分析和每個學生個性化的學習分析。系統(tǒng)將對其分析結(jié)果的信息智能地反饋給該學生和教師，通過及時達到學校指導，給予學生莫大的激勵;教師通過對其自身教學的分析結(jié)果的智能反饋，也可在一定程度上幫助教師改進不足，提高教學效率。

3.2 教師雙型化發(fā)展

目前，人工智能在教育領域的應用技術(shù)主要包括圖像識別、語音識別、人機交互等。因此，高校教師應掌握人工智能技術(shù)的多種應用，向雙型化——全能型、專業(yè)型教師的目標發(fā)展。如果掌握與精通圖像識別技術(shù)，就可以將自己從繁重的批改作業(yè)和閱卷工作中解放出來，而重點去專注于學生的個性化分析、因材施教;如果掌握與精通語音識別和語義分析技術(shù)，就可以輔助教師進行英語口試測評，也可以糾正、改進學生的英語發(fā)音問題。如果掌握與精通人機交互技術(shù)，就可以協(xié)助教師為學生進行在線答疑與解惑。

4 結(jié)語

未來的高等教育是人與人工智能協(xié)作的時代，充分發(fā)揮機器與人類不同的優(yōu)勢，才是將來提高教育生產(chǎn)力的關鍵。基于人才培養(yǎng)目標重定位、教學方式重定位和教學科研重定位三個角度，提出在人工智能時代下高校教師角色重定位的必要性，并給出人機協(xié)作，促進高校教學、教師雙型化發(fā)展的實施途徑。相信，未來高校教師能夠借助人工智能AI技術(shù)，發(fā)揮人類創(chuàng)新的優(yōu)勢，用情感去關懷激勵、培育出更加優(yōu)秀的人才。