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| AI時(shí)代如何個(gè)性化培養(yǎng)拔尖人才 |
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人工智能（AI）已成為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展與科技創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)支撐，在象棋、圍棋等需要高度策略性和計(jì)算力的領(lǐng)域中，AI都輕松擊敗了人類頂尖選手。生成式AI大模型的橫空出世，更加速了數(shù)據(jù)、知識(shí)與人類社會(huì)的耦合，促進(jìn)智能技術(shù)的鏈?zhǔn)酵黄啤?/span>
生成式AI憑借其強(qiáng)大的智能算法與廣泛的大數(shù)據(jù)分析能力，以前所未有的規(guī)模、超越人類的速度和精準(zhǔn)度，對(duì)全球海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和解析，并在自我革新與訓(xùn)練下，不斷優(yōu)化提升語(yǔ)言處理分析能力。
當(dāng)前，AI正逐漸成為教育變革的催化劑及科技革命的新引擎。阿里達(dá)摩院研究顯示，GPT-4.0幾乎相當(dāng)于一位擁有6年數(shù)據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)的人類，替代初級(jí)數(shù)據(jù)分析師的成本只有0.71%，替代高級(jí)數(shù)據(jù)分析師的成本則低至0.45%。
進(jìn)入AI時(shí)代，拔尖人才的教育和培養(yǎng)比以往蘊(yùn)含更多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如何借助大模型的力量，個(gè)性化培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的拔尖人才？這不僅是整個(gè)教育界面臨的挑戰(zhàn)，也是社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。
AI大模型正重塑生活
AI大模型具有超乎想象的創(chuàng)造力和表現(xiàn)力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人類語(yǔ)言和思維的模擬與理解。從圖像識(shí)別到語(yǔ)音處理，從自動(dòng)駕駛到醫(yī)療診斷等，AI大模型正逐漸滲透并不斷重塑我們的日常生活。
那么，AI大模型究竟是如何工作的？簡(jiǎn)單而言，AI大模型通過(guò)深度學(xué)習(xí)等方式，從全球各地的數(shù)據(jù)海洋中精準(zhǔn)解析、深層挖掘，并自我革新、自我訓(xùn)練、自我優(yōu)化，能迅速實(shí)現(xiàn)處理能力的提升與迭代。
例如，數(shù)據(jù)大模型能高效處理TB甚至PB級(jí)海量數(shù)據(jù)運(yùn)算，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源和教育決策支持；圖像大模型能自動(dòng)提取圖像特征，并依托生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，開(kāi)展圖像生成編輯及預(yù)測(cè)修復(fù)等工作；視覺(jué)大模型可以分析靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)視頻，結(jié)合Sora、多模態(tài)情感識(shí)別等模型或技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景構(gòu)建和結(jié)構(gòu)化慕課視頻生成。
AI大模型具有三大特點(diǎn)。
一是知識(shí)海洋的“導(dǎo)航者”。依托擁有萬(wàn)億級(jí)參數(shù)的GPT-4大模型，經(jīng)數(shù)萬(wàn)億次預(yù)訓(xùn)練和長(zhǎng)鏈推理，可多模態(tài)處理模糊數(shù)據(jù)，構(gòu)建龐大的知識(shí)體系。這種強(qiáng)大的知識(shí)底座不僅能幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)，還能激發(fā)他們探索未知領(lǐng)域的興趣。
二是創(chuàng)新思維鏈的“魔術(shù)師”。大模型不僅在語(yǔ)言應(yīng)用上得心應(yīng)手，更在邏輯推理中實(shí)力驚人。通過(guò)代碼訓(xùn)練，它可以像人類一樣推理解決問(wèn)題，這正是學(xué)生身邊最理想的“思維教練”。
三是零樣本學(xué)習(xí)的“探險(xiǎn)家”。遇到全新領(lǐng)域和問(wèn)題時(shí)，大模型無(wú)需額外訓(xùn)練就能快速上手，并可根據(jù)學(xué)生的反饋和表現(xiàn)，自我優(yōu)化教學(xué)策略和方法。這就是AI大模型的零樣本學(xué)習(xí)能力，將極大幫助學(xué)生快速適應(yīng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境和要求。
然而，AI大模型的超級(jí)算力也引發(fā)了社會(huì)各界的廣泛擔(dān)憂。傳統(tǒng)職業(yè)是否會(huì)被AI取代？教育和科研等領(lǐng)域應(yīng)如何應(yīng)對(duì)這場(chǎng)技術(shù)變革？正是這些擔(dān)憂和挑戰(zhàn)，激發(fā)了人們對(duì)新時(shí)代背景下拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的深入思考。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的“AI+智慧教育”
在智慧教育領(lǐng)域，一場(chǎng)由AI引領(lǐng)的變革正悄然發(fā)生。
近期，研究人員用AI大模型作答河南高考試卷發(fā)現(xiàn)，有4款產(chǎn)品在測(cè)試中得分超過(guò)了文科一本線。傳統(tǒng)的教育模式較為注重知識(shí)傳授和內(nèi)容記憶，而在AI面前，這種模式顯得捉襟見(jiàn)肘。
生成式AI的出現(xiàn)，不僅讓知識(shí)的創(chuàng)造與傳播速度空前加快，也對(duì)傳統(tǒng)教育模式提出了新思考：進(jìn)入AI時(shí)代，教育的意義與未來(lái)何在？過(guò)去10個(gè)博士生5年才完成的研究，現(xiàn)在一個(gè)學(xué)生借助AI一兩個(gè)周就搞定了。相比之下，人類的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)程顯得十分復(fù)雜和漫長(zhǎng)。
AI大模型的出現(xiàn)，為人們創(chuàng)造了教育新機(jī)遇，但這并不意味著傳統(tǒng)學(xué)校教育將失去意義，而是為拔尖人才培養(yǎng)打開(kāi)了一扇通往創(chuàng)新與個(gè)性化的新大門。AI正在以超乎想象的速度推進(jìn)教育體系更新?lián)Q代，引領(lǐng)我們實(shí)現(xiàn)從“教”向“學(xué)”的華麗轉(zhuǎn)身，這是一種基于深度學(xué)習(xí)的生產(chǎn)力變革。
比如，我們可以通過(guò)AI虛擬生成“智能導(dǎo)師”，根據(jù)學(xué)生興趣和能力定制學(xué)習(xí)路徑，使同伴學(xué)習(xí)及人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)；可以通過(guò)AI持續(xù)優(yōu)化知識(shí)體系，促進(jìn)人類知識(shí)邊界的拓展與重構(gòu)，引領(lǐng)我們從本能學(xué)習(xí)和自然學(xué)習(xí)邁向智能學(xué)習(xí)和超級(jí)學(xué)習(xí)。
盡管AI大模型在教育領(lǐng)域展現(xiàn)出無(wú)限潛力，但在深入實(shí)踐過(guò)程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。大模型的表現(xiàn)與人類認(rèn)知水平相比，還存在魯棒性差、可解釋性弱、推理能力不足等問(wèn)題。這意味著大模型在輔助教學(xué)時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確、穩(wěn)定地理解師生的真實(shí)意圖和需求，在高階教育訓(xùn)練方面仍有很大差距，其根源在于模型計(jì)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)依賴、模型幻覺(jué)、過(guò)度擬合等因素，導(dǎo)致推理應(yīng)用出現(xiàn)邏輯短板或辭不達(dá)意。
AI大模型的缺陷仍需不斷解決完善。
一是存疑的可信度。你能完全信任一位偶爾會(huì)胡說(shuō)八道的老師嗎？AI大模型時(shí)常會(huì)出現(xiàn)類似的問(wèn)題，這將削弱學(xué)生對(duì)AI工具的信任。
二是滯后的時(shí)效性。教育理念及學(xué)科發(fā)展日新月異，知識(shí)更新迭代迅速，通過(guò)檢索增強(qiáng)生成技術(shù)雖可部分解決AI知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)訓(xùn)練的遲滯問(wèn)題，但仍無(wú)法做到數(shù)據(jù)精準(zhǔn)高效地融合與更新。
三是高昂的成本負(fù)擔(dān)。高質(zhì)量的AI教育資源需要昂貴的訓(xùn)練與運(yùn)營(yíng)成本支撐，這對(duì)于資源有限的學(xué)校和個(gè)人，無(wú)疑是一道難以逾越的門檻。
四是缺失的專業(yè)深度。教育講究“術(shù)業(yè)有專攻”，而AI大模型往往是“萬(wàn)金油”，在專業(yè)領(lǐng)域時(shí)常力不從心，難以滿足拔尖人才對(duì)深度知識(shí)的渴求。
五是頻繁的安全倫理沖突。因缺乏有效的評(píng)價(jià)校驗(yàn)機(jī)制，AI生成的內(nèi)容時(shí)常包含事實(shí)性錯(cuò)誤，甚至包含有害的誤導(dǎo)性內(nèi)容。比如，近期美國(guó)某大學(xué)一名學(xué)生與AI對(duì)話時(shí)，竟意外收到極其震驚的威脅性信息：“人類，請(qǐng)去死吧，求求你了。”這更加警示我們，AI的安全性與穩(wěn)定性亟須提升。
拔尖人才培養(yǎng)新生態(tài)構(gòu)建與AI技術(shù)優(yōu)化
隨著AI大模型的飛速發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)方式將不再具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)該何去何從？
關(guān)鍵在于將AI精準(zhǔn)融入教育過(guò)程，在構(gòu)建和優(yōu)化拔尖人才培養(yǎng)新生態(tài)中，為學(xué)生提供更加精準(zhǔn)、個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)。如利用AI實(shí)現(xiàn)智能教學(xué)輔導(dǎo)和個(gè)性化學(xué)習(xí)推薦，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)特點(diǎn)需求，借助AI實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果智能評(píng)估反饋等。
為了更好地營(yíng)造“AI+智慧教育”創(chuàng)新生態(tài)、匹配拔尖人才培養(yǎng)需求，應(yīng)構(gòu)建符合中國(guó)國(guó)情、融合本土數(shù)據(jù)的生成式AI大模型，并探索其在輔助教學(xué)、學(xué)習(xí)優(yōu)化、教育評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)的高效應(yīng)用。
應(yīng)完善生成式AI為核心的綜合技術(shù)生態(tài)，讓AI與虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)圖譜、語(yǔ)言處理等技術(shù)緊密結(jié)合，開(kāi)發(fā)個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能輔導(dǎo)等多樣化教學(xué)模式。
應(yīng)充分用好開(kāi)源AI等工具，通過(guò)智能調(diào)度算法開(kāi)發(fā)、計(jì)算集群搭建、數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)優(yōu)化等技術(shù)手段，降低訓(xùn)練與運(yùn)營(yíng)成本。
應(yīng)制定生成式AI教育產(chǎn)品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)用戶反饋及師生評(píng)估不斷修正模型應(yīng)用。
應(yīng)提升教師的“數(shù)字素養(yǎng)”，不僅提升其使用生成式AI教育產(chǎn)品的“數(shù)字意識(shí)”和“數(shù)字技能”，還要強(qiáng)化師生的“數(shù)字責(zé)任”和“數(shù)字倫理”。
應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷，AI只是教育的輔助工具，人與人之間的情感交流才是教育的靈魂。
展望未來(lái)社會(huì)，AI將以遠(yuǎn)低于現(xiàn)在的成本和遠(yuǎn)高于當(dāng)前的效率，以更龐大的知識(shí)容量和更高效的生成速度，超越傳統(tǒng)教育，點(diǎn)燃未來(lái)人類教育的火花，我們將有幸成為這場(chǎng)對(duì)話的參與者與見(jiàn)證人。在這個(gè)充滿無(wú)限可能的新時(shí)代，如何利用好生成式AI，構(gòu)建更加個(gè)性化、高效、公平的教育生態(tài)，助力教育回歸本質(zhì)，值得我們持續(xù)深入思考�！�
（作者單位：西北工業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院）
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年12月刊 AI)