張慧峰，陳竹湘，徐水晶

（1.南京郵電大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院；2.南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院、人工智能學(xué)院；3.南京郵電大學(xué)教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 210023）

0 引言

近些年來(lái)，隨著人工智能的快速發(fā)展，其逐漸融入各行各業(yè)，并產(chǎn)生新的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。除金融、城市管理、醫(yī)療等行業(yè)外，作為立國(guó)之本，重中之重的教育行業(yè)，在2000年初就逐漸融入了人工智能。尤其是2020 年以來(lái)，受新冠疫情影響，全國(guó)教育工作無(wú)法在學(xué)校中順利開(kāi)展，為了保證教育活動(dòng)正常進(jìn)行，廣大師生利用信息化平臺(tái)展開(kāi)教學(xué)任務(wù)。而此次大規(guī)模的在線教育實(shí)踐，加快了人工智能與教育的融合，給當(dāng)前教育方式帶來(lái)了根本性改變［1］。運(yùn)用人工智能技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為保障教育教學(xué)工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮了巨大作用，人工智能與教育教學(xué)的深度融合，是新時(shí)代教育信息化最重要的特征之一［2］。

1 人工智能在教育領(lǐng)域的影響

人工智能給社會(huì)帶來(lái)了巨大變革，也對(duì)人們的生產(chǎn)生活方式帶來(lái)了巨大影響。在“新工科”教育背景下，傳統(tǒng)的工科與人工智能不斷結(jié)合，不斷尋求新的變革［3］。社會(huì)生產(chǎn)也逐漸加入人工智能的浪潮，產(chǎn)生“人工智能+教育”，“人工智能+農(nóng)業(yè)”，“人工智能+醫(yī)療”等一系列新領(lǐng)域，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了便捷。人工智能正從各方各面影響著未來(lái)社會(huì)。而隨著新冠疫情的來(lái)臨，人工智能技術(shù)也加快了與教育的融合，給當(dāng)前教育方式帶來(lái)了巨大變革。當(dāng)前，我國(guó)已充分認(rèn)識(shí)到人工智能與教育融合發(fā)展的重要性，并進(jìn)行了相關(guān)規(guī)劃布局。2019 年2 月，《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》發(fā)布，提出加快推進(jìn)信息化時(shí)代的教育變革，建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)，利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革［4］。

人工智能與教育融合具有可行性，兩者擁有很多契合點(diǎn)，包括知識(shí)的明確性、內(nèi)容的重復(fù)性等。首先，人工智能能與教師相互配合，實(shí)現(xiàn)雙師教學(xué)，人工智能可以幫助教師完成作業(yè)批改、試卷判定，而教師可以擁有更多的時(shí)間用來(lái)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力；其次，人工智能可以將優(yōu)質(zhì)資源共享，打破地區(qū)之間的資源壁壘，實(shí)現(xiàn)教育公平；最后，人工智能與學(xué)生之間是互動(dòng)關(guān)系，扭轉(zhuǎn)學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，突出學(xué)生主體，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的教育過(guò)程。人工智能改變了教育的育人目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式、教師角色、教育供給，以至于改變了整個(gè)教育生態(tài)。雖然人工智能與教育的結(jié)合剛剛開(kāi)始，但人工智能作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，必將給未來(lái)教育變革帶來(lái)巨大影響。

2 人工智能在高等教育中的應(yīng)用難題及解決方案

隨著“人工智能寒冬”的褪去，機(jī)器智能、深度學(xué)習(xí)和認(rèn)知架構(gòu)的發(fā)展有了復(fù)蘇之勢(shì)，人工智能的支持者重新獲得人們的信任。同時(shí)，人工智能的發(fā)展也為社會(huì)諸多領(lǐng)域注入了新的活力。但目前，人工智能在高等教育中的應(yīng)用落后于其他領(lǐng)域，歸根結(jié)底在于當(dāng)前我國(guó)教育治理中的人工智能應(yīng)用存在人文環(huán)境弱、數(shù)據(jù)量不足、隱私泄露的困境［5］。為了徹底喚醒和釋放高等教育的活力和潛能，助力高等教育體系建設(shè)，必須切實(shí)剖析其中的原因，從而做到深化新時(shí)代高等教育與人工智能有機(jī)結(jié)合。

2.1 人工智能與高等教育結(jié)合存在人文環(huán)境局限

社會(huì)各界對(duì)“人工智能+教育”的接受程度低下，教育工作者對(duì)人工智能嵌入教育的參與度相對(duì)薄弱。許多教育工作參與者（如教師、學(xué)生、家長(zhǎng)）對(duì)人工智能是知之甚少，甚至對(duì)人工智能技術(shù)的具體操作應(yīng)用一概不知。他們尚未準(zhǔn)備好將這項(xiàng)先進(jìn)的人工智能技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)工作中，并且對(duì)人工智能在教育變革中取得的成績(jī)將信將疑。同時(shí)，部分參與者也輕視了借助防篡改和永久保存技術(shù)記錄學(xué)習(xí)者成長(zhǎng)數(shù)據(jù)的重要性。并且，人工智能與高等教育有機(jī)結(jié)合的阻力來(lái)源于教師對(duì)“技術(shù)替代人力”存在抵制慣性［6］，即有可能損害一些固步自封的既得利益者：這些人擔(dān)心如果持續(xù)深化人工智能及區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，則區(qū)塊鏈技術(shù)中的去中心化特點(diǎn)［7］很可能會(huì)降低教師在教育體系中的絕對(duì)地位，并將對(duì)教育中傳統(tǒng)第三方機(jī)構(gòu)予以強(qiáng)烈沖擊。此外，在諸多領(lǐng)域面對(duì)新技術(shù)時(shí)，教育通常是最膽怯、保守、有所落后的，不愿冒險(xiǎn)嘗試新技術(shù)新思想，也缺乏支持非傳統(tǒng)教育模式的資金。因此，教育工作參與者及教育部門(mén)都對(duì)新技術(shù)保持著高度謹(jǐn)慎和保守態(tài)度，致使人工智能技術(shù)在高等教育領(lǐng)域的深化應(yīng)用缺乏推進(jìn)動(dòng)力。

著眼于上述人工智能在高等教育應(yīng)用過(guò)程中呈現(xiàn)的諸多難題，從改良教學(xué)模式、匡正教育工作者理念等角度提出以下解決方案：將人工智能逐漸滲入傳統(tǒng)教育中，宣傳人工智能在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用成果，增大社會(huì)各界對(duì)智能教育的信心與接受度。如改良教育模式，從傳統(tǒng)教學(xué)向智能教學(xué)模式轉(zhuǎn)變：傳統(tǒng)的精準(zhǔn)教學(xué)依托教師記錄分析學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和行為數(shù)據(jù)，并由教師根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度和教學(xué)策略，受限于教師經(jīng)驗(yàn)的豐富程度。如今得益于蓬勃發(fā)展的人工智能技術(shù)，智能教育模式應(yīng)用人工智能技術(shù)正逐步實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)和決策模擬，并可結(jié)合大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)方法，能夠在線、無(wú)干擾地記錄師生雙方在課堂講學(xué)、課后作業(yè)及期末測(cè)試等全過(guò)程的學(xué)習(xí)行為與學(xué)分?jǐn)?shù)據(jù)，并相應(yīng)生成各項(xiàng)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)及分析報(bào)告從而高效地調(diào)整教師教學(xué)策略和學(xué)生學(xué)習(xí)方法。同時(shí)，由于智能教育模式實(shí)時(shí)記錄了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過(guò)這些多元表征數(shù)據(jù)不斷規(guī)正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有望幫助智能教學(xué)與自適應(yīng)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)由教師傳授向知識(shí)共生的跨越。教育工作者應(yīng)當(dāng)在不損害高等教育的大原則與價(jià)值觀下，摒棄偏見(jiàn)，積極接納新技術(shù)，主動(dòng)參與到人工智能技術(shù)與高等教育有機(jī)結(jié)合的偉大進(jìn)程中來(lái)。

2.2 人工智能教育數(shù)據(jù)規(guī)模有限

雖然人工智能技術(shù)在高等教育中有著廣闊的應(yīng)用前景，但由于數(shù)據(jù)量嚴(yán)重不足、數(shù)據(jù)類型單一、數(shù)據(jù)規(guī)模有限等問(wèn)題，人工智能教育發(fā)展受到極大阻滯。從各細(xì)分教育方向切入的人工智能教育企業(yè)，大都缺少相關(guān)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，然而在信息時(shí)代，企業(yè)與高校對(duì)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的需求進(jìn)一步激增。因此，要滿足高等教育日常所需的數(shù)據(jù)需求，比如學(xué)生成績(jī)、出勤率、作業(yè)情況等，則需要實(shí)現(xiàn)人工智能與教育的深度融合。此外，數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行有效評(píng)估，人工智能教育的主要障礙是教育行業(yè)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)還未形成閉環(huán)，某些重要環(huán)節(jié)仍然缺失，比如學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)，知識(shí)點(diǎn)掌握情況等數(shù)據(jù)，因而現(xiàn)階段利用AI 無(wú)法形成有效評(píng)估并推動(dòng)學(xué)習(xí)改進(jìn)。傳統(tǒng)教育系統(tǒng)對(duì)于落地教育場(chǎng)景的接受度將成為人工智能教育面臨的棘手問(wèn)題。

數(shù)據(jù)量缺失的主要原因在于沒(méi)有充分將人工智能融入課程。當(dāng)前正處在更高發(fā)展階段，需盡快確定新型教學(xué)內(nèi)容、明確教學(xué)模式、規(guī)范配套教材、完善基礎(chǔ)設(shè)備、發(fā)展人工智能教育教學(xué)理念。在學(xué)生、教師和家長(zhǎng)三方的配合下，以學(xué)校的人工智能教育為中心，積極使用智能設(shè)備，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，從而形成一個(gè)智能的教育閉環(huán)。將人工智能作為新工具，融入現(xiàn)有教育模式，構(gòu)建新型教育體系將極大促進(jìn)人工智能教育發(fā)展［8］。

2.3 人工智能教育應(yīng)用存在安全風(fēng)險(xiǎn)

相比傳統(tǒng)高等教育，人工智能教育存在隱私數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。作為新型的技術(shù)與教育模式，會(huì)出現(xiàn)區(qū)別于傳統(tǒng)教育的新問(wèn)題，使得教育數(shù)據(jù)的權(quán)力和責(zé)任界限變得模糊。傳統(tǒng)教育模式下，教育數(shù)據(jù)均以紙質(zhì)保存，由相關(guān)教育部門(mén)監(jiān)管，安全度較高。而對(duì)于人工智能教育，雖然應(yīng)用了新技術(shù)，提高了效率，但同時(shí)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，比如人臉數(shù)據(jù)、個(gè)人信息等可能被泄漏。權(quán)衡技術(shù)優(yōu)勢(shì)和防止隱私泄露是人工智能教育發(fā)展道路上必須解決的最大難題［9］。

應(yīng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)安全規(guī)范，完善相關(guān)法律法規(guī)。同時(shí)，對(duì)個(gè)人信息謹(jǐn)慎采集，加強(qiáng)安全意識(shí)［10］。明確劃分工作中的職責(zé)，制定嚴(yán)格的程序與規(guī)范。提高關(guān)鍵隱私數(shù)據(jù)的權(quán)限級(jí)別，實(shí)施責(zé)任到人的制度。從技術(shù)上加大對(duì)隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)力度，杜絕人臉識(shí)別濫用現(xiàn)象，對(duì)算法進(jìn)行必要監(jiān)管，提升算法自身的代碼透明性和算法決策的透明性。設(shè)立雙重身份驗(yàn)證機(jī)制，在通過(guò)人臉或指紋驗(yàn)證后需要再驗(yàn)證唯一身份識(shí)別碼或者密鑰進(jìn)行再次驗(yàn)證。政府部門(mén)需擬定虛擬數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)制度標(biāo)準(zhǔn)，劃清責(zé)任范疇，防止產(chǎn)生產(chǎn)權(quán)糾紛。在推進(jìn)人工智能教育發(fā)展過(guò)程的同時(shí)，也要加強(qiáng)社會(huì)文化引導(dǎo)，高度重視新技術(shù)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，警惕不成熟的技術(shù)，最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。

3 人工智能技術(shù)在高等教育中的變革應(yīng)用

目前，《2022 年人工智能教育藍(lán)皮書(shū)》發(fā)布，隨著“雙減”政策的落地，人工智能教育正成為多地教育主管部門(mén)和學(xué)校豐富“課后三點(diǎn)半”服務(wù)的重要組成，其中以中部地區(qū)最為突出，超85%的學(xué)?？紤]將人工智能教育引入課后服務(wù)。教師整體認(rèn)可人工智能教學(xué)工具的價(jià)值，學(xué)生也普遍愿意使用人工智能學(xué)習(xí)工具，并希望獲得個(gè)性化評(píng)估與輔導(dǎo)。因此，高校傳統(tǒng)教育適應(yīng)人工智能時(shí)代教學(xué)學(xué)習(xí)需求勢(shì)不可擋。本文針對(duì)教師和學(xué)生需求，就傳統(tǒng)教學(xué)模式中的“教”“學(xué)”“評(píng)”三方面，期望在“教”上將教師從簡(jiǎn)單教學(xué)任務(wù)中解放出來(lái)，提高課堂活力，在“學(xué)”上實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，助力精準(zhǔn)教學(xué)，在“評(píng)”上實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)情的及時(shí)反饋，輔助提高教學(xué)水平［12］。人工智能在教學(xué)三部曲的變革應(yīng)用如圖1所示。

3.1 “教”：雙師課堂，提高教學(xué)質(zhì)量

Fig.1 Transformation and application of artificial intelligence in teaching，learning and evaluation圖1 人工智能在“教”“學(xué)”“評(píng)”中的變革應(yīng)用

現(xiàn)有的教學(xué)生態(tài)受限于資源條件，教師從事重復(fù)性的勞動(dòng)，點(diǎn)名、評(píng)閱、考核占用了教師過(guò)多的精力，使得教師出現(xiàn)職業(yè)倦怠，難以投入時(shí)間進(jìn)行課堂內(nèi)容優(yōu)化。而人工智能賦能傳統(tǒng)“教”的核心價(jià)值在于賦能教學(xué)，輔助教師工作，其最終目的是減少教師工作量，提高教學(xué)質(zhì)量，這促使了教師角色的轉(zhuǎn)換［13］。本模塊將人機(jī)交互技術(shù)應(yīng)用于課堂，構(gòu)建智能助教，幫助教師開(kāi)展簡(jiǎn)單會(huì)話和及時(shí)答疑解惑；利用Web 技術(shù)、VR 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)室可給予學(xué)生試錯(cuò)機(jī)會(huì)，提高教學(xué)活力。這些人工智能在減輕教師負(fù)擔(dān)的同時(shí)，輔助實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量提升。因此，融合背景下的教師合理應(yīng)用這些技術(shù)，能夠更多地將職責(zé)重心放在監(jiān)督和引導(dǎo)學(xué)習(xí)者上，輔助整個(gè)教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展。

3.1.1 智能助教

智能助教是一種基于對(duì)話形式進(jìn)行輔助教學(xué)的服務(wù)。傳統(tǒng)課堂中，構(gòu)成以“簽—授—答—辯”為基礎(chǔ)模式的授課方式。課堂時(shí)間約束不利于教學(xué)內(nèi)容的盡可能豐富，智能助教的融入，可為傳統(tǒng)課堂注入活力，便于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。利用課堂簽到功能便于統(tǒng)計(jì)學(xué)生出勤狀況，答題功能準(zhǔn)確了解每一位學(xué)生對(duì)課堂講授知識(shí)的掌握情況，討論功能可以調(diào)節(jié)課堂氣氛?；谥悄苤痰呢S富功能，構(gòu)建雙師課堂，形成以教師為主導(dǎo)、智能助教為輔的上課形式，有效提高教學(xué)活力。郝一雙［14］以面向教學(xué)的課堂在線互動(dòng)平臺(tái)“微助教”為例，探討了“微助教”對(duì)教學(xué)的輔助作用。借助微助教簽到功能，保證學(xué)生在兩分鐘內(nèi)完成簽到，減少考勤對(duì)課堂時(shí)間的占用；微助教可以將學(xué)生進(jìn)行分組管理，方便小組合作；針對(duì)階段性學(xué)習(xí)，微助教可遠(yuǎn)程開(kāi)啟考試，查看學(xué)生是否在正常IP 范圍內(nèi)，以及每個(gè)學(xué)生答題進(jìn)度和正確率等，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

3.1.2 VR/AR教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生理解深化理論知識(shí)的必經(jīng)之路。在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生熟練度不夠，經(jīng)常會(huì)造成設(shè)備損失、材料浪費(fèi)。虛擬實(shí)驗(yàn)室以Web 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享技術(shù)為依托，利用VR/AR 等虛擬儀器構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)可以真實(shí)模擬出實(shí)驗(yàn)設(shè)備及場(chǎng)景，學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作控制。該模式提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)的機(jī)會(huì)，可以使學(xué)生記憶更深刻，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)真實(shí)性。劉革平等［15］提出將手勢(shì)交互加入虛擬實(shí)驗(yàn)室中，并對(duì)此方式的使用感受進(jìn)行了訪談，訪談結(jié)果顯示，26 名學(xué)習(xí)者中有24 名對(duì)基于手勢(shì)交互技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)很感興趣，15 名學(xué)習(xí)者表示虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程與真實(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程基本一致，10 名學(xué)習(xí)者表示虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境很逼真，有很強(qiáng)的沉浸感，6 名學(xué)習(xí)者表示想要嘗試更多的手勢(shì)交互虛擬實(shí)驗(yàn)。從訪談結(jié)果可以看出，虛擬實(shí)驗(yàn)室可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)生的參與興趣。

3.2 “學(xué)”：個(gè)性化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量

傳統(tǒng)教育提倡因材施教，但在大班教學(xué)的背景下，教師難以照顧到每位學(xué)生，這使得個(gè)性化教育難以落實(shí)。人工智能的參與，延伸了教學(xué)的時(shí)間與空間，助力學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)指導(dǎo)個(gè)性化。以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建的拍照搜題助力學(xué)習(xí)資源個(gè)性化，拍照搜題軟件涵蓋海量的題型，學(xué)生針對(duì)自己的知識(shí)水平、興趣愛(ài)好，自主選擇各類題型，實(shí)現(xiàn)教育資源過(guò)濾；在教學(xué)生活中加入教育機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)個(gè)性化，教育機(jī)器人根據(jù)學(xué)習(xí)者的狀態(tài)和興趣，規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，助力學(xué)習(xí)者自適應(yīng)學(xué)習(xí)。人工智能與“學(xué)”的融合，改善了傳統(tǒng)教學(xué)靈活性不足的局限性，助力學(xué)生根據(jù)個(gè)人需求與興趣，定制學(xué)習(xí)方案，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。

3.2.1 教育機(jī)器人

教育機(jī)器人是以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目的的機(jī)器人。目前，很多家庭都是雙職工家庭，對(duì)于學(xué)生課后學(xué)業(yè)輔導(dǎo)缺少時(shí)間和精力，教育機(jī)器人的出現(xiàn)正好可以輔助家長(zhǎng)完成智能教育工作。它不僅能夠監(jiān)督學(xué)生完成任務(wù)，還可以充當(dāng)玩伴角色，記錄學(xué)生行為，了解學(xué)生喜好。陸小飛等［16］在利用Mero 和EngKey 智能機(jī)器人對(duì)24 名學(xué)生實(shí)施為期8 周、每周兩天、每天兩小時(shí)的英語(yǔ)口語(yǔ)及聽(tīng)力教學(xué)后，學(xué)生在發(fā)音、詞匯、語(yǔ)法、使用口語(yǔ)信心和實(shí)際交流能力等方面都有明顯進(jìn)步。

3.2.2 拍照搜題

拍照搜題根據(jù)圖像處理技術(shù)，以大數(shù)據(jù)構(gòu)建的題庫(kù)為基準(zhǔn)，針對(duì)圖片上的信息，到題庫(kù)中尋找相同題型。教師講解錯(cuò)題無(wú)法精確到每一道，學(xué)生錯(cuò)的方法與題型也各不相同。拍照搜題實(shí)現(xiàn)一對(duì)一答疑，推送相似題型，輔助復(fù)習(xí)。拍照搜題的合理應(yīng)用可有效縮小學(xué)生之間的差距，使學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間提高學(xué)習(xí)效率。以夸克拍照搜題為例，2020 疫情爆發(fā)初期，超兩億學(xué)生轉(zhuǎn)為線上學(xué)習(xí)，夸克的拍照搜題應(yīng)運(yùn)而生，在2020 年下半年期間，用戶量增長(zhǎng)3 倍，在AI 的加持下，從拍照到獲取答案的流程也提速20%。

3.3 “評(píng)”：評(píng)估教學(xué)質(zhì)量，提升教學(xué)水平

傳統(tǒng)教學(xué)中的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)更偏向于終結(jié)性評(píng)價(jià)，學(xué)生一般會(huì)經(jīng)歷從測(cè)驗(yàn)、評(píng)價(jià)、反饋到改進(jìn)的過(guò)程，教師則依靠學(xué)生的作業(yè)情況、考試成績(jī)等單一數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋教學(xué)［17］。這個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程靜態(tài)、固定、單一，無(wú)法追蹤到每一位學(xué)生，難以綜合把控每一位學(xué)生的發(fā)展?fàn)顩r。大數(shù)據(jù)的加入，使得每位學(xué)生數(shù)據(jù)得以單獨(dú)、便捷、及時(shí)的采集，順應(yīng)個(gè)性化教學(xué)。將人工智能融入教學(xué)評(píng)價(jià)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)評(píng)融合，讓每一位學(xué)生都能在評(píng)價(jià)活動(dòng)中提高核心素養(yǎng)，在評(píng)價(jià)反饋中進(jìn)一步改進(jìn)學(xué)習(xí)［18］。以人工智能技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)構(gòu)造的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)為例，可持續(xù)動(dòng)態(tài)地采集每位學(xué)生的狀態(tài)，形成一套具有正向流動(dòng)與反饋的學(xué)習(xí)流程，對(duì)每位學(xué)生的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)把控，即分析動(dòng)態(tài)學(xué)生情況初始值—調(diào)用教學(xué)模式—記錄學(xué)習(xí)狀況—反饋當(dāng)前狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程有效、靈活、個(gè)性化的評(píng)價(jià)反饋。此外，依靠人工智能圖像識(shí)別技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合形成的智能批改，能夠準(zhǔn)確批改并及時(shí)將情況反饋給教師，實(shí)現(xiàn)作業(yè)情況的動(dòng)態(tài)反饋。因此，人工智能與高等教育的耦合，推動(dòng)著教學(xué)評(píng)價(jià)從靜態(tài)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

3.3.1 智能輔導(dǎo)系統(tǒng)

智能輔導(dǎo)系統(tǒng)（Intelligent Tutoring Systems，ITS）是一種智能化和人性化的計(jì)算機(jī)軟件。它根據(jù)不同學(xué)生的初始狀態(tài)和前置知識(shí)，制作出不同的學(xué)生模型；教學(xué)模型基于學(xué)生模型信息，再通過(guò)算法，提取相關(guān)學(xué)習(xí)資料，并提供給學(xué)習(xí)者；學(xué)習(xí)者通過(guò)學(xué)習(xí)，將結(jié)果反饋給學(xué)習(xí)者模型，生成學(xué)情，并提供給家長(zhǎng)（見(jiàn)圖2）［19］。這種學(xué)習(xí)方式可以使學(xué)生獲得個(gè)性化、互動(dòng)性的幫助，同時(shí)這也是大學(xué)教師因材施教的有效手段。相比在傳統(tǒng)大學(xué)課程教學(xué)中，ITS 幾乎可以取得如同面對(duì)面教學(xué)的效果，在ITS 的幫助下，部分學(xué)生甚至可以獲得更好的成績(jī)。例如，由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)匹茲堡高級(jí)認(rèn)知導(dǎo)師中心開(kāi)發(fā)的“代數(shù)導(dǎo)師PAT”（PUMP代數(shù)導(dǎo)師或?qū)嵱么鷶?shù)導(dǎo)師）使學(xué)生參與固定學(xué)習(xí)問(wèn)題，并使用現(xiàn)代代數(shù)工具激勵(lì)學(xué)生參與解決問(wèn)題并分享他們的成果。從學(xué)生成績(jī)和學(xué)生、教師反饋情況看，效果顯著。

Fig.2 Flow of intelligent tutoring system圖2 智能輔導(dǎo)系統(tǒng)流程

3.3.2 智能批改

在傳統(tǒng)教育模式中，作業(yè)批改是一項(xiàng)量大、低效的重復(fù)性工作，不僅浪費(fèi)了教師精力，不利于教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，也容易導(dǎo)致學(xué)情反饋滯后，不利于學(xué)生及時(shí)鞏固新知識(shí)。人工智能在高等教育中的應(yīng)用，實(shí)質(zhì)上是對(duì)教育工作的輔助和替換，作業(yè)智能批改就是人工智能技術(shù)在教育工作中的高效替換。教師可以根據(jù)進(jìn)度將作業(yè)發(fā)布在平臺(tái)上，設(shè)置完成時(shí)間。學(xué)生提交后，系統(tǒng)自動(dòng)批改作業(yè)，并將作業(yè)的詳細(xì)情況反饋給教師。作業(yè)智能批改極大減少了教師批改作業(yè)的時(shí)間，減小了教師工作壓力，使批改作業(yè)這項(xiàng)工作得以高效完成。同時(shí)，智能批改系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生的錯(cuò)題情況，以便于教師更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)定制。林毅貞等［20］對(duì)119 名學(xué)生進(jìn)行調(diào)研，94 名學(xué)生（占79%）認(rèn)為網(wǎng)上作業(yè)形式方便；105 名學(xué)生（占88%）會(huì)獨(dú)立完成作業(yè)，因?yàn)槌u作業(yè)不方便；110 名學(xué)生（占91%）表示愿意采取這種作業(yè)完成方式。由此可見(jiàn)，智能批改代替人工批改深受師生們喜愛(ài)。

3.4 教育模式評(píng)價(jià)案例

吳曉如等［21］提出在合肥某學(xué)校應(yīng)用科大訊飛的智能教育，介紹人工智能教育應(yīng)用情況。以英語(yǔ)教學(xué)的某班某節(jié)作文課智能教學(xué)評(píng)價(jià)為例。①利用AI 評(píng)估學(xué)生學(xué)情，將學(xué)情分析報(bào)告反饋給教師，以圖3 的“作文練習(xí)錯(cuò)誤類型分析圖”為例，向教師靈活反饋?zhàn)魑木毩?xí)的薄弱點(diǎn)分布狀況，助力教師掌握學(xué)情；②教師針對(duì)該報(bào)告，就高低分組高頻錯(cuò)誤進(jìn)行講解，形成以學(xué)生為主體的個(gè)性化教學(xué)；③學(xué)習(xí)者根據(jù)報(bào)告與教師講解自主修改，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)；④教師通過(guò)智能助教，將優(yōu)秀作文分享到班級(jí)，學(xué)生通過(guò)智能助教討論學(xué)習(xí)優(yōu)秀作文，極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高課堂活力。據(jù)后期統(tǒng)計(jì)，在新方案的助力下，7 月初該班的英語(yǔ)作文平均分較同年2月初的作文分?jǐn)?shù)提高15%。

Fig.3 Essay practice error type analysis圖3 作文練習(xí)錯(cuò)誤類型分析

4 結(jié)語(yǔ)

人工智能與教育融合的最高階段是人工智能成為思維方式，作為人類智能的伴生體，深度嵌入教育系統(tǒng)。我國(guó)人工智能教育目前仍停留于淺層，缺少人工智能治理整體解決方案。本文圍繞高等教育在“教”“學(xué)”“評(píng)”中存在的問(wèn)題，結(jié)合人工智能的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，調(diào)研人工智能對(duì)精準(zhǔn)教學(xué)的影響，分析人工智能賦能高等教育的可行性，提出創(chuàng)新教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能評(píng)估等建議，以提高教學(xué)整體質(zhì)量。人工智能與高等教育的深度融合，是高等教育適應(yīng)信息化時(shí)代變革的必然要求，激發(fā)了人們對(duì)于未來(lái)的無(wú)限憧憬和向往。盡管目前人工智能技術(shù)并未成熟，教育行業(yè)也有很多技術(shù)、制度等方面的問(wèn)題有待探索和突破，但隨著相關(guān)領(lǐng)域的不斷發(fā)展及其應(yīng)用的日漸深入，深度融合的盛景指日可待。相信在不久的將來(lái)，人工智能與教育行業(yè)的動(dòng)態(tài)平衡與和諧共生將成為現(xiàn)實(shí)。