智能科技时代高等教育面临的挑战与变革

杨 颉

(上海交通大学安泰经济与管理学院，上海 200030)

这是一个智能科技与融合创新升级迭代的时代。以大数据驱动、智能自主系统、脑机协同融合为特征的新科技正在以令人惊愕的速度改变着我们生产与工作模式、生活与行为方式。在数字科技的强大催化作用下，与之融合的事物均焕发出了令人惊愕的新活力。大学一方面为新科技正在改变世界欢呼雀跃，同时也为新科技所带来的改变而感到忧心忡忡。

一、科技革命能否与教育进步共生互荣

自从人类开始有意识的社会活动以来教育活动就已经存在，然而教育的普及和学校教育体系的发展却在近现代才出现，并且与历次科技革命紧密相伴。回顾近现代科技发展历史可以发现，每一次科技革新后的产业革命均会促使教育体系升级调整。以蒸汽机技术为代表的第一次产业革命期间，英国出台了《工厂法》率先普及初等教育，为社会化大生产提供大量合格的产业工人。以电机技术为代表的第二次产业革命期间，德国和法国建立了完备的职业教育体系，促进了中等教育的发展。以计算机技术为代表第三次产业革命期间，美国和日本最早实现高等教育大众化，培养了大批科技型从业者。可见，教育一直是积极拥抱新科技的。如今，以人工智能为特征的新科技革命已经开始全面深刻影响各个产业，就业市场上已经出现高学历层次的创新型人才供不应求现象。可以预见，这一轮科技革命必定会带动研究生教育大发展，学校教育体系将面临新的升级调整，也将迎来新的繁荣发展。

在数字技术和人工智能革命对各行各业产生颠覆性影响的今天，我们却发现大学自身在大数据和人工智能的应用已经落后于其他行业，甚至落后于中小学了。似乎大学对这一轮新科技应用方面的热情远低于对它的研究，虽然大学领导者们都意识到数字科技的发展将深刻影响高等教育的未来，但是具体行动却缓慢而又迟疑，无论是网络教学还是智慧校园建设都远未达到预期设想。今年新冠肺炎疫情暴露出相当一批高校及老师还没有为已经到来的信息化和智能化时代做好充分准备，不少学校的信息化支撑体系远未完善，不少教师对网络教学技术依然陌生。

二、智能科技对传统教育的冲击和挑战

每一次科技革命都极大地释放了人类的生产力。第一、第二次科技革命通过二次能源开发替代了人类的体力，使人类从繁重的体力劳动中解放出来。第三次科技革命通过自动化技术替代了人类的双手，使人类从繁琐的第一、第二产业中解放出来。当人工智能革命希望用算法替代人类决策，开始挑战人类的智力时，人类开始感到危机，以智力开发和知识创新为核心功能的大学同样感到前所未有的挑战。根据“恐怖谷”理论，当人工智能与人类思维非常接近的时候，人们开始产生心理恐惧。当人工智能在智力领域一次又一次战胜人类，我们出于生物自我防卫的本能开始对新科技产生警觉，人类的未来是否会被机器(人工智能)控制成为我们内心无法逾越的魔障。

习近平总书记所指出的“当今世界正面临百年未有之大变局”，教育领域也面临的重大变革，人工智能时代不少传统工作岗位将被取代，教育需求变化已经开始显现。有机构预测，未来十年内大量体力劳动和流水线作业将被机器所替代，估计会涉及现在第一、第二产业中的60%—80%的岗位，现有的职业教育和高等教育需要进行大范围的专业调整和知识更新。人工智能时代对教师知识更新迭代提出了前所未有的挑战，教师的工作不再是无法替代，机器人助教已经在美国佐治亚理工大学悄悄上岗，在部分领域甚至出现人工智能创造的知识替代人类原有知识的情况，大学作为知识殿堂的教学优势受到前所未有的挑战，人工智能的狼真的来了。

三、教育改革期待富有人文精神的新科技

在数字技术革命的冲击下，不少大学也正在努力推进校园智能化改造，但是智慧校园的进展依然缓慢。目前，高校在智慧校园建设的重点主要放在网络硬件保障和在信息化管理系统方面，虽然在一些行政服务上提供了更加方便的办事流程，但是伴随精细化管理而来的是，教师越来越频繁地向各级各类行政管理部门反复提供雷同的数据和信息。让教师最为感到不安的是，新科技不但没有成为帮助他们改善教学、科研工作的有效工具，反而基于管理系统的过程监控、大数据下的评价排名、用于考勤点名的人脸识别等，成为严密监管他们的“第三只眼”。教学过程变得更加程序化了，科研过程变得更加规范化了。但是，我们所预期的人才培养和学术质量似乎没有得到明显改善。

新科技的发展使我们的明天更美好还是更糟糕？这从来就不是科技问题，而是一个深刻的人文问题。舍恩伯格在《大数据时代》里曾经提醒过我们，“大数据预测可以为我们打造一个更安全、更高效的社会，但是却否定了我们之所以为人的重要组成部分——自由选择的能力和行为责任自负”。(1)[英]维克托·迈尔·舍恩伯格等著，盛杨燕等译.大数据时代[M].杭州：浙江人民出版社，2013：207.一直以来，人类掌握着科技的发展和使用，科技的价值在于让人类更好地生存和发展，而不是对人类的控制和掣肘。作为以促进个体发展为使命的教育领域更加应该遵守、维护和增强个人在其他人和自然面前的尊严、能力和福祉的人文主义伦理原则。联合国教科文组织指出，“在这个新的网络世界里，教育工作者需要帮助新一代数字国民做好更加充分的准备，应对现有数字技术乃至今后更新技术的伦理和社会问题”。(2)联合国教科文组织.反思教育：向“全球共同利益”的理念转变？[M].北京：教育科学出版社，2017：26.其实“科技即人文”，科技发展从未离开过人类需求，它帮助人类增强了生存能力、拓展了发展可能。历史发展也证明了只有体现人文需求的科技才有价值，支撑人文发展的科技才能持续。因此，只有当新科技能更多地满足和支撑师生需求，而不是仅仅监管师生行为时，才能真正融入校园，真正改变未来的教育。

四、智慧化教育的若干未来场景

智能科技的更新迭代日新月异，科技与教育融合发展趋势不可逆转，新科技的发展使得教育的未来有了更多的可能性和想象空间。除了线上教育以外，未来大学教育还可能是这样的：

(一)人工智能编辑技术将颠覆传统的作业和考试方式

随着语音识别技术和自然语言处理技术日臻成熟，人工智能编辑在教育领域有广泛的应用前景。教师的日常工作中有大量的时间用于出题、阅卷等与作业和考试相关的工作，出题的难点在于围绕特定的知识点不断创新题型，阅卷的难点在于对非标准化问题的判断和给分，这些恰好是自然语言处理技术可以大显身手的领域，根据现有的科技开发能力有望在3—5年内出现比较成熟的应用系统，届时教师将从繁琐的出题、阅卷工作中释放出更多时间用于更多创新性工作中。由于智能出题系统与传统的题库系统不同，可以即时出题、即时阅卷、避免撞题，因此使得同考场不同考题成为可能，将有效解决考试作弊顽疾。大学教育具有专业众多、知识高深的特点，因此在智能作业考试系统开发过程中特别需要学科专家参与对每个学科的知识图谱进行系统梳理的基础工作。

(二)增强现实技术和数字模拟技术将颠覆传统教学实验室

教学实验室是学科教育的重要教学设置，特别在大学已成为理工农医等众多专业的标配。教学实验有利于提升学生实践动手能力，培养学生探究事物的好奇心。但是在现实教学过程中，由于实验场地设备限制、对于精密设备的保护、对学生健康安全保护等原因，学生在部分实验教学中的操作时间和参与深度均未得到充分保障，有些时候甚至出现越是精密的设备越是不让学生接触的现象。同时教学仪器设备的迭代更新周期的加快，也对学校的资金投入、场地条件带来越来越大压力。基于空间定位跟踪、仿真显示和交互传感的增强现实技术在游戏领域有了成功的应用，这些技术完全可以应用到教学实验室建设，结合已在企业界广泛使用的数字模拟设计技术开发出可供沉浸式教学使用的增强现实实验系统。由于增强现实实验系统具有节约场地、升级换代便利、实验安全可保障等不可替代的优势，因此在高校有旺盛的需求和广阔的市场前景，随着技术的进一步成熟有望在未来5—10年内颠覆传统教学实验室。同时国内约2 200家教具企业也面临着升级换代的生存压力。

(三)助教机器人将协助教师实现个性化指导

助教是协助教师开展教学工作的重要职务，每个教师都希望有一位能干的助教分担部分日常教学指导工作。未来的助教机器人不仅能完成批改作业、问题答疑、发放通知等日常教学辅助工作，更重要的是利用大数据算法帮助教师实现对学生的个性化指导。它会根据学习大数据为每个学生制作学习画像，准确地描绘出学生的知识、能力甚至学习习惯的优点和不足，为教师指导学生提供第一手资料。助教机器人将活跃在课堂上，除了协助教师进行课堂学习组织以外，还能运用人脸识别和表情分析技术分析课堂教学效果，及时提示教师需要注意和改进的教学环节，并自动分辨出精彩的讲课内容即时更新到教学讲义中，大幅提升讲义和教材内容的更新速度。助教机器人会将学生的课堂表现与学习画像比对，定向推送和布置个性化学习材料及作业，实现充分学习但不过度学习，帮助每一个学生顺利完成学业。助教机器人的相关技术是比较成熟的，根据教育应用场景实现技术集成后会有很大的市场需求，目前发展的主要瓶颈有两个方面，一是缺少系统收集汇总学生学习状况的大数据平台，二是此类数据可能涉及学生个人的隐私。相信这些问题会得到逐步解决，预计10年左右助教机器人将在校园普遍应用。

(四)区块链技术将推动学力认定替代学历认定

学历本意是指个体学习的经历，目前主要指在政府认定的普通学校内完成学业的认定。随着终身教育理念的普及，学习形式呈现多样化的发展趋势，现有的学历认定模式无法完全反映校外和课外的学习情况。前几年，上海推出的“学分银行”就是希望打破传统的专业限制和学习时段限制，将技能培训与学历教育结合起来。现有的学历认定政策虽然具有标准明确、公信力高等优点，但是对学习习惯、发展潜力、岗位适用性等方面缺乏精准评价。教育界虽然意识到现行学历制度存在一定问题，但是始终没有找到更加合适的替代方案。区块链技术的出现让我们看到了学历制度改革的曙光，分布式数据存储方案可以让学生所有学习行为均可全程留痕，点对点传输技术可以实现校内校外、课上课下全部学习经历的可追溯，并且在此基础上形成公开透明的“电子学历证书”。区块链技术应用于学历认证需要解决两大问题，一是需要形成不同教育机构对学习经历和效果的共识机制，二是政府对“电子学历证书”的监管和认定。这两个问题不仅与技术成熟度相关，也同时涉及社会认同、政策调整等一系列复杂问题，需要更多的时间进行消化解决。

未来大学教育还有一个重要使命，就是让学生学会适应即将到来的人工智能时代。首先是培养学生的数据意识、逻辑思维和信息技能，这是人类与人工智能相处的基础能力，知识是应对恐慌最佳的天然免疫，只有了解才能与未来科技坦然相处。更重要的是，不管是理科生还是文科生都应该具备知识迁移能力、综合判断能力和独立思考能力，因为这些才是人类可以超越人工智能的能力，只有超越才能更好地开发和利用，才能让未来科技同时闪烁出智慧和人性的光芒。