杨艳萍 梁 正（北京工商大学数字教育研究院；清华大学公共管理学院）
摘 要：近年来，人工智能在高等教育领域的应用日益广泛，促进高等教育模式、教育理念和教学环境等发生重大改变，正在重塑高等教育的形态。本文聚焦“人工智能+教育”，阐述了高等教育阶段，我国各地高校高度重视新型人工智能技术的影响，积极采取措施应对变革，不断促进人工智能深度融入教育教学、人才培养和管理服务等各方面工作，在数字基座建设、智慧教学创新应用、学科建设和科研范式变革、人工智能赋能师生管理服务等方面开展探索实践，培养适应数智时代的新质人才，为加快推进我国教育现代化提供了新动能。
关键词：“人工智能+”；高等教育；创新人才
作为引领第四次工业革命的关键技术，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。当前，以生成式人工智能为代表的前沿人工智能技术已广泛应用于社会多个领域，在教育领域的应用和成就尤为显著，“人工智能+教育”日渐成为新趋势。
近年来，随着人工智能技术的飞速发展，其在高等教育领域的应用日益广泛，促进高等教育模式、教育理念和教学环境等发生重大改变，正在重塑高等教育的形态。高等教育面临着前所未有的机遇与挑战。人工智能技术的快速发展及其在高等教育领域的广泛应用，为教学、研究和管理等带来了革命性的变化。
在国家政策和产业界双重推动下，我国高校纷纷进行探索实践。2024年年初，教育部启动实施人工智能赋能教育四大行动，提出打造中国版人工智能教育大模型；同年4月遴选公布首批18个“人工智能+高等教育”应用场景典型案例，并于7月组织开展第二批案例征集，11月公布32个典型案例，今年10月公布第三批30个典型案例。为人工智能在高等教育领域的应用提供示范和指导。随之，各地纷纷制定出台相关政策举措，加快“人工智能+高等教育”应用场景落地。清华大学、北京大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、天津大学等多所高校已启用AI助教系统、推出“AI+”课程；南京大学率先在全校开设人工智能通识课；同济大学等高校发布人工智能赋能学科创新行动计划；北京市属高校全面开设人工智能通识课。这表明人工智能在高等教育中的应用逐步深入，并涌现出了许多“人工智能+高等教育”优秀应用案例。
习近平总书记指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。人工智能在高等教育领域的应用，不仅改变了传统的教学模式，也为规模化培养下开展个性化学习和研究创新提供了可能。在此简要梳理目前国内高校的探索实践，探讨总结人工智能在高等教育中的应用场景，分析其对教育模式、学习体验和学术研究的影响，并讨论与之伴随的风险与挑战，对其未来发展进行展望。
人工智能作为数字技术的核心组成部分，包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、机器人与智能控制等，具有较大的应用价值与丰富的教育应用场景，在高等教育领域的应用前景广阔，为高等教育的教学、科研和创新应用带来了前所未有的机遇和挑战。目前，人工智能在高等教育中的应用场景，主要围绕“教—学—管—评—测”进行探索，集中在引领支撑人才培养模式的创新、学科建设和科研创新，以及教育治理能力提升等方面。
一、人工智能赋能教育教学和创新人才培养
随着人工智能在高等教育领域中的应用不断拓展，人工智能赋能教育教学呈现出快速增长趋势。智能教育环境、个性化教学和教育数字人、智能辅导答疑、创建虚拟仿真实验室等正在逐步得到广泛应用。当前教育环境中的典型应用之一，是基于自然语言处理和计算机视觉等关键技术，构建以智慧教室为代表的智能教育教学环境。依托建设具备感知和交互能力的教学环境，可以采集多模态的教育信息，满足多样化的学习需求，对教学过程进行深度评价和分析。例如，通过体态和语音识别技术，可以对教师的教学模式进行自动分析；通过情感计算与机器学习技术，可以对学生的学习行为、情绪、专注度等进行自动分析。以此为基础，它可以进一步对教学效果进行多维度、过程性评价，深入分析教师授课风格及与学生的情绪契合度等，从而推动精准化教学、个性化教学。
此外，近年来许多高校纷纷成立人工智能学院，开设不同层次的人工智能通识课和高阶课程，通过AI助教系统赋能教与学，探索真正实现以学生为中心，满足学生的个性化需求，不断提升学生的学习效果；一些高校正在推动课堂教学模式、教育方式和教学方法改革，积极重塑教育形态、推动高等教育创新发展。例如，2023年底以来，各高校纷纷探索用AI改变教育教学模式。北京邮电大学的“码上平台”率先启动大模型赋能编程教学的探索；截至2024年9月，该校已开设115门课程，接入了全国360多所高校。2023年底以来，各高校纷纷探索用AI改变教育教学模式。清华大学启动人工智能赋能教学计划，以千亿参数多模态大模型GLM为平台与技术基座，研发出多个AI助教系统，服务不同学科领域的教师的教和学生的学。北京大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南开大学、浙江大学、同济大学等也在推行AI助教系统。这些AI助教系统不仅能够提供24小时的个性化学习支持，包括辅导答疑、自动出题和答题、智能评估和反馈等，还能提供丰富的基础知识支持。它能作为全天候的即时反馈平台，辅助启发学生进行深入思考，激发学习灵感，促进个性化学习，同时推动教务管理从“经验决策”转向“数据决策”。
此外，各高校也在积极探索将人工智能应用于教育教学其他环节，促进提升人才培养质量。例如，西安电子科技大学打造人工智能赋能教学督导新模式，启动了教学质量提升新引擎；北京师范大学创新“AI+”课堂教学智能评测系统，通过整合多种人工智能与数据分析技术，构建了全面的课堂教学过程化智能评测系统，实现更加精确的教学过程化监控；华中师范大学自主研发数字课程资源智能评价系统，运用多模态分析与大语言模型，构建“实时监测—精准诊断—动态提升”治理闭环；北京工商大学在开展“AI+课程”助教立项建设的同时，通过承办“教育数字人大赛”，为数字人在教育中的应用、实践和合作交流搭建平台。
二、人工智能赋能学科建设与科研创新
人工智能在高等教育领域的应用不仅改变了传统的教学模式，也为学科建设和科研创新提供了新的工具和平台，加速了知识和科技创新与传播，为解决复杂问题提供了全新的视角和方法。通过应用数据挖掘与分析、智能算法应用等人工智能技术，人工智能可以实现自动化数据分析、智能文献检索以及辅助实验设计和开展虚拟仿真实验等，从而促进跨学科合作、推进学科交叉融合、优化科研流程、加速知识创新等，极大地提高了科研效率和质量，加快知识和科技创新。
从当前发展趋势来看，人工智能将会渗透到理、工、农、医、文等各类学科建设中，在赋能传统学科升级转型和推动学科交叉融合方面发挥重大作用，从而衍生出新的学科增长点，促进产生新的研究方向，推动交叉学科知识创新发展，形成多学科深度交叉、协同发展的局面。例如，以人工智能技术的新发展为驱动，可以利用大数据技术对学科发展目标重新定位、对学科体系进行动态调整和规划，前瞻性预测未来学科变革和规划，支撑传统学科内涵的提升，支持其他学科在理论分析、实验发现、数据处理、研究范式等方面不断进步。例如，同济大学已经初步探索了“人工智能+学科建设”的实践路径。该校依托优势与特色学科逐步开展平台布局和队伍建设，主动与前沿趋势、社会需求相结合，充分发挥同城协同与校际优势互补的作用，经过十余年的积淀，建成了智能科学及其相关领域的一流学科与科研平台，形成了智能传感与信息融合、智能认知与智能计算、自主决策与优化控制等前沿学术方向，在人工智能领域的多项研究成果已成功实现产业应用并取得了显著的效益。
三、人工智能赋能高等教育治理创新应用
为推动高等教育新一轮创新与变革，许多高校加快步伐，积极探索“AI+”行动，赋能管理和服务的应用落地场景，以人工智能生成内容（AIGC）为核心，结合语音转换和识别、3D数字人渲染等相关技术，构建以大模型应用开发平台与便捷式智能化对话问答为主的智能助手门户，包括智能教育平台、智慧校园管理和服务等，面向学校师生提供内容生成、交互问答等多种AI应用服务。例如，浙江大学的“浙大先生”积极探索了教育领域大模型应用体系建设，依托学校专有云服务架构和“西湖之光”超大规模算力资源池等，实现资源高效整合、多模型适配兼容和生态开放与共享，为师生提供高度契合的专业化服务。2024年秋季学期，清华大学为每名入学的新生提供人工智能助手；北京航空航天大学推出“小航”AI助手，打造了支撑学、研、管“三位一体”的开放式私域大模型，不仅实现了私域数据的自主可控和协同计算，还具备领域知识的专项学习能力，能够在校园学习、科研和生活等各领域发挥助学、助研和助管的作用，充分满足全校师生的应用需求，成为师生学习、工作和科研的得力助手。
这些院校的实践探索，展现出人工智能技术在提升校园安全、优化资源配置、提高决策效率、促进环境可持续发展等方面的积极作用。高校通过视频监控、人脸识别、行为分析等手段，可以有效提升校园的安全管理水平；通过大数据分析和预测模型，高校能够更合理地分配和利用资源，提高运营效率和后勤保障服务质量。例如，实时监控和智能分析可以帮助学校管理者及时发现并处理校园内的异常行为，保障师生安全；借助大数据技术搭建校园数据中台，综合相关系统中大量的校园数据，学校能够为管理层提供基于数据的决策依据，为高校的战略规划和日常管理提供科学支持。人工智能在校园环境监测、节能减排、绿色校园建设等方面也展现出巨大潜力。通过智能传感器和数据分析，高校能够更好地监测和治理校园环境，促进节能减排和可持续发展。基于人工智能技术开发和完善校园智能治理平台，学校管理者可以整合校园数据资源，提供一站式的校园治理服务，提升校园治理效率。基于人工智能数据分析提升决策质量，学校管理者可以根据师生的需求提供个性化的服务，提升校园生活体验。武汉理工大学构建了“数据驱动、人机协同、全域覆盖”的校园智慧治理体系，实现了从经验决策向智能决策的范式跃迁。
由上述实践可以看到，在数智时代人工智能的浪潮中，我国各地高校高度重视新型人工智能技术的影响，积极采取措施应对变革，不断促进人工智能深度融入教育教学、人才培养和管理服务等各方面工作，在数字基座建设、智慧教学创新应用、人工智能赋能师生管理服务等方面开展深入合作，培养适应数智时代的新质人才，为加快推进我国教育现代化提供新动能。在推进人工智能赋能高等教育加快发展的同时，也要高度重视可能带来的潜在风险。例如，面对数据隐私与安全存在挑战、数字鸿沟和素养不足、教育资源不平等、过度依赖人工智能、缺乏情感支持、人际交往能力减弱等问题，要坚守高等教育的伦理边界，始终坚持立德树人、智能向善，在高校中合理地、负责任地应用人工智能，在激烈的国际高等教育竞争中抢占制高点、塑造新优势、实现新突破。
【本文系“新一代人工智能”国家科技重大专项“新一代人工智能风险防范与治理手段研究”（2023ZD0121700）；国家自然科学基金项目“生成式人工智能在教育场景中的风险监测预警与政策跟踪研究”（72404163）阶段性研究成果】
（本文摘自《人工智能+教育》一书，有删改，经作者授权刊发）
（杨艳萍系北京工商大学数字教育研究院院长，副教授；梁正系清华大学公共管理学院教授，清华大学人工智能国际治理研究院副院长）