錢 琨 宋校能 梁 峭 張 欣

(江南大學 a.人工智能與計算機學院; b.體育部; c.設(shè)計學院,江蘇 無錫 214121)

在當今信息科技迅猛發(fā)展的時代背景下,人工智能作為一股引領(lǐng)變革的重要力量,正深刻地改變著各個領(lǐng)域的面貌,教育領(lǐng)域也不例外。在這個數(shù)字化和智能化的時代,教育不再局限于傳統(tǒng)的課堂教學,而是要更好地培養(yǎng)學生適應(yīng)未來社會發(fā)展需求的能力。特別是在人工智能領(lǐng)域,學生需要掌握復(fù)雜的技術(shù)和概念,具備創(chuàng)新思維和解決問題的能力,以應(yīng)對日益復(fù)雜的技術(shù)和社會環(huán)境。

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,教育領(lǐng)域也迎來了前所未有的創(chuàng)新機遇[1]。在這個數(shù)字化時代,傳統(tǒng)的教育評估方式逐漸暴露出局限性,而基于智能化評估的人工智能專業(yè)學生能力認證正嶄露頭角,引發(fā)了廣泛的討論。這一領(lǐng)域旨在探索克服傳統(tǒng)評估方法中的主觀性、標準化等問題,并通過結(jié)合人工智能技術(shù)和教育評估原則,為學生的真實水平提供更為準確、客觀的認證。然而,這一新興領(lǐng)域也面臨著一系列挑戰(zhàn),涉及技術(shù)、倫理、隱私等多個方面。本文將深入探討基于智能化評估的人工智能專業(yè)學生能力認證的挑戰(zhàn)與前景,旨在揭示其在教育改革中的潛在價值和發(fā)展方向。

1 立德樹人任務(wù)下學生能力認證的重要性與挑戰(zhàn)

立德樹人的根本任務(wù)對人才培養(yǎng)提出了要求[2],而學習能力認證是其中較為重要的一個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的學習能力認證評估方法是指那些不依賴現(xiàn)代技術(shù)和人工智能的方法,通常應(yīng)用在紙質(zhì)考卷、面試、實驗和其他傳統(tǒng)教育場景中,以評估學生的學習能力和知識水平。學生能力認證在現(xiàn)代教育體系中具有重要性,它對學生、教育機構(gòu)和社會都有積極的影響,但同時也面臨一些挑戰(zhàn)。

1.1 學生能力認證的重要性

首先,學生能力認證通過標準化的評估方法,能夠更客觀、準確地衡量學生在不同領(lǐng)域的知識、技能和能力水平,有助于教師建立起對學生實際能力水平的清晰認識。同時,學生能力認證也可以成為學生學習的動力來源,一旦學生知道自己將接受評估,就會投入更多的時間和精力來學習,從而提高自己的能力。因此,學生能力認證有助于學生設(shè)定明確的學習目標,以提高他們的能力水平和職業(yè)素養(yǎng)。另外,學生能力認證可以幫助雇主和教育機構(gòu)等全面快速地了解學生的能力水平,這在職業(yè)招聘、升學選拔及國際交流等方面具有重要作用。更重要的是,能力認證的結(jié)果可為教育機構(gòu)提供反饋,幫助他們了解課程設(shè)置、教學方法和教材是否有效,從而促使其不斷改進,以提供更優(yōu)質(zhì)的教育。

1.2 學生能力認證的挑戰(zhàn)

學生能力認證面臨多種挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)可能影響評估的準確性、公平性和實施效果。首先,學生的學習風格、背景和能力不同,因而采用單一的評估方法和認證方式可能無法充分考慮個體差異,容易影響評估的準確性和公平性。也就是說,標準化測試難以全面衡量學生的創(chuàng)造和批判性思維、團隊合作能力、實際問題的解決能力等非傳統(tǒng)技能。

另外,一些評估過于應(yīng)試性,導(dǎo)致學生僅僅為了通過認證而機械地記憶知識,而不是真正地理解和應(yīng)用。隨著知識和技能的快速發(fā)展,評估內(nèi)容可能很快過時,無法準確地反映當前行業(yè)或領(lǐng)域的要求。為了克服這些挑戰(zhàn),學生能力認證需要綜合考慮多種評估方法,注重學生綜合能力的培養(yǎng),并采取反作弊措施,確保評估的公平性和準確性,不斷更新評估內(nèi)容以適應(yīng)市場快速發(fā)展的需求。

2 智能化評估學生能力認證的挑戰(zhàn)

智能化評估方法是指利用人工智能(Artificial Intelligence,AI)和相關(guān)技術(shù)來進行評估和分析的方法?；谥悄芑u估的人工智能專業(yè)學生能力認證作為一項前沿的教育創(chuàng)新,雖然存在潛在的優(yōu)勢,但也面臨著一些挑戰(zhàn)。

2.1 主觀性與客觀性平衡

盡管智能化評估可以降低一部分主觀性,但設(shè)計合適的評估標準仍然是一個挑戰(zhàn)。如何平衡客觀性和主觀性,確保評估的公正性和準確性,尤其在主觀性較強的領(lǐng)域,例如,在創(chuàng)造性思維評估中,是一個需要解決的問題。

目前,可以使用主客觀多種評估方法,從不同維度全面了解學生的能力和表現(xiàn)。首先,在主觀性評估中,要明確評估標準和指導(dǎo)方針,以減少評估者主觀判斷的影響。其次,在客觀性評估中,要確保數(shù)據(jù)的準確性和可信度,避免因數(shù)據(jù)質(zhì)量問題導(dǎo)致評估偏差。最后,基于主客觀評估結(jié)果,教育專家可在主觀性評估中提供專業(yè)意見,確保評估的合理性和準確性。另外,在評估過程中要保持透明度,公開評估的方法、標準和依據(jù),以提高評估結(jié)果的可信度。

2.2 數(shù)據(jù)隱私和安全

數(shù)據(jù)隱私和安全在智能化評估和教育技術(shù)領(lǐng)域是至關(guān)重要的問題[3]。評估過程涉及學生的個人數(shù)據(jù),例如,作業(yè)、答題記錄等。保護學生數(shù)據(jù)的隱私和安全,防止數(shù)據(jù)泄露和濫用,是需要高度重視的問題[4]。

個人信息泄露及被濫用可能會給個體與學校造成較大的損失。因此,大到政府的立法立規(guī)、系統(tǒng)的加密技術(shù)研發(fā),小到學生的個人信息保護,都需要重視。然而,技術(shù)的發(fā)展是永無止境的,法律也可能存在漏洞,這些都大大增加了數(shù)據(jù)安全保護的難度。

2.3 技術(shù)成熟度與反作弊機制

實現(xiàn)智能化評估需要依賴先進的人工智能技術(shù),例如,自然語言處理、機器學習和計算機視覺。因此,確保這些技術(shù)在教育環(huán)境中的準確性和穩(wěn)定性,以及解決可能出現(xiàn)的技術(shù)難題,是一個重要挑戰(zhàn)。

另外,人工智能系統(tǒng)的性能提升需要獲取大量有效的有標簽數(shù)據(jù)集,這是目前智能化系統(tǒng)無法普及的關(guān)鍵問題之一。而前期的數(shù)據(jù)采集獲取需要較為嚴格的實驗環(huán)境,對文字、圖片,特別是視頻等數(shù)據(jù)打標簽的任務(wù)較為耗時,且需要大量勞動力。如果數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一,那么算法就需要有針對性地進行改進,這也大大增加了智能評估系統(tǒng)的研發(fā)。

而在初期,基于深度學習技術(shù)的智能化系統(tǒng)存在一些漏洞,智能化評估可能面臨作弊問題[5]。學生可能借助技術(shù)手段欺騙系統(tǒng),從而獲得不真實的評估結(jié)果。因此,亟須開發(fā)有效的反作弊機制,并在評估中結(jié)合更多的實際應(yīng)用項目。

2.4 教師角色與教學方法的變革

智能化評估可能會影響傳統(tǒng)教學模式,教師角色可能從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者和指導(dǎo)學習者的合作伙伴。讓學校和教師做出適應(yīng)性調(diào)整[6],摒棄傳統(tǒng)思維也是一項挑戰(zhàn)。

教師不能一成不變,需要根據(jù)學生的不同學習風格、興趣和需求,為其提供個性化的學習支持和指導(dǎo),設(shè)計有吸引力和有意義的學習體驗,結(jié)合教學資源和多種教學方法,促進學生的積極參與。同時,隨著軟硬件資源的豐富,教師需要有效地利用數(shù)字工具來提高教學效果。教師要緊跟時代方向,積極嘗試新的教學策略,并在實踐中不斷改進。最重要的是,教師應(yīng)充分認識到,只有持續(xù)了解最新的教育理論和方法,并通過實踐驗證,才能提升自身的教學能力。

為進一步提升學生的能力,教學方法的變革是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學方式趣味性不足,且大多是填鴨式教學,究其根本,是學生的參與感和獲得感不強。這就需要教師引入趣味性、互動性和多媒體資源,以激發(fā)學生的學習興趣和積極性;或者采用合作學習、小組討論等方式,促進學生之間的互動分享。

綜上所述,教師作為變革的推動者和引導(dǎo)者,需要不斷更新自身的教學理念和方法,以適應(yīng)不斷變化的教育環(huán)境。

2.5 倫理和公平性

在智能化評估和教育技術(shù)的應(yīng)用中,倫理和公平性是兩個關(guān)鍵的價值觀[7]。確保評估和技術(shù)應(yīng)用的倫理可靠及公平地對待所有參與者,對維護教育的公正至關(guān)重要。

在倫理問題方面,評估技術(shù)應(yīng)確保學生的隱私得到尊重,不會對他們的個人權(quán)利造成侵犯。收集的數(shù)據(jù)應(yīng)該僅用于明確的目的,不得在未經(jīng)授權(quán)的情況下用作其他途徑。尤為重要的是,智能化評估的算法可能會受到性別、種族和社會地位等偏見的影響。

在公平性方面,如上文所述,數(shù)據(jù)在智能評估中較為重要。數(shù)據(jù)不準確,評估結(jié)果必然存在誤差;即使數(shù)據(jù)準確,在評估過程中也可能存在不透明和無法解釋等問題。

值得一提的是,目前的人工智能算法對異常數(shù)據(jù)的評估會產(chǎn)生較大誤差。這意味著智能評估系統(tǒng)可能無法全面涵蓋人類的情感、創(chuàng)造性等方面,這與培養(yǎng)更全面人才的教育教學目標相違背。因此,需要教育機構(gòu)、技術(shù)開發(fā)者、政策制定者和社會各界共同努力,建立明確的倫理準則和法規(guī),使用包容性數(shù)據(jù)和算法,以及開展倫理審查和用戶參與,以解決倫理和公平性問題。

2.6 社會認可和合法性

智能化評估的認證方式需要得到教育機構(gòu)、學生和社會多方的認可。為了確保其合法性和可信度,需要建立相關(guān)的認證標準和機制。

學校和教師的認可對智能化評估和教育技術(shù)的成功應(yīng)用至關(guān)重要。他們只有認可了這些技術(shù)的有效性和學生學習的價值,才能積極主動地去使用相應(yīng)的技術(shù),完成相應(yīng)的任務(wù)。另外,學生只有感受到智能化的能力認證系統(tǒng)對個人學習和發(fā)展的積極影響,才能在教育中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。社會的輿論和態(tài)度也影響智能化評估和教育技術(shù)的應(yīng)用,一旦形成反面的社會輿論,將導(dǎo)致這些技術(shù)被扼殺在搖籃中。

智能化評估系統(tǒng)首先要符合相關(guān)的法律法規(guī),并遵循相應(yīng)的倫理準則,只有在確保其安全的情況下,才能讓學生和教師共同參與。這不是一朝一夕能完成的,需要教育界、學生、家長、政府和社會各界的緊密合作。

總的來說,基于智能化評估的人工智能專業(yè)學生能力認證雖然具有創(chuàng)新性和潛在優(yōu)勢,但也面臨著多方面的問題與挑戰(zhàn)。通過克服這些挑戰(zhàn),這一認證方式有望為教育體系帶來實質(zhì)性的改進,為學生提供更準確、個性化的能力認證,促進學生在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。

3 智能化評估學生能力認證的前景

盡管智能化評估方法在教育領(lǐng)域存在上述挑戰(zhàn),但基于AI技術(shù)的強大能力,智能化評估系統(tǒng)具有廣闊的前景,既可為學生提供個性化、有效的學習支持,又可為教育機構(gòu)和教育者提供更準確的數(shù)據(jù)。

3.1 基于機器學習技術(shù)的能力評估

機器學習(Machine Learning,ML)是AI領(lǐng)域的主流分支,旨在通過使用數(shù)據(jù)和統(tǒng)計技術(shù)驅(qū)使計算機系統(tǒng)自動從經(jīng)驗中學習,改進其性能。與傳統(tǒng)統(tǒng)計方法不同,ML的主要思想是讓計算機從數(shù)據(jù)中學習模式和規(guī)律,然后根據(jù)這些學習結(jié)果作出決策或預(yù)測[8]。

ML的主要應(yīng)用有自然語言、語音及圖像的識別,這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在教學領(lǐng)域,ML可以通過獲取對應(yīng)的數(shù)據(jù)對教師進行輔助教學,并對學生的能力進行多方位精準的認證。

例如,利用自然語言處理技術(shù)對文本數(shù)據(jù)進行分析,例如,文本分類和情感分析等。在教育領(lǐng)域,可以用于自動評估學生的作業(yè)[9],也可通過語音識別分析學生的學習態(tài)度、情緒和動機,幫助教育者更好地了解學生的心理狀態(tài)。另外,可以利用計算機視覺技術(shù)分析圖像和視頻數(shù)據(jù),例如,在課堂或在線學習環(huán)境中使用面部表情分析技術(shù),捕捉學生的情緒,以了解他們對課程內(nèi)容的理解程度和感興趣程度。

3.2 基于軟件平臺的智能評估系統(tǒng)

使用機器學習算法可以從數(shù)據(jù)中學習模式,并用于預(yù)測、分類、聚類等任務(wù)。由此,可以研發(fā)一系列針對具體任務(wù)的智能系統(tǒng),用以評估學生的能力。

3.2.1智能化問答系統(tǒng) 基于自然語言處理和知識圖譜技術(shù)構(gòu)建智能問答系統(tǒng)[10],可用于解答學生的問題和提供相關(guān)參考信息。

智能化問答系統(tǒng)可以理解和處理自然語言,使學生用自然的語言方式提問,而不需要使用特定的關(guān)鍵詞或語法。系統(tǒng)通過整合大量的知識庫、數(shù)據(jù)庫、文本和數(shù)據(jù),能夠理解問題的上下文信息,并基于先前的對話歷史提供精準的回答。值得一提的是,這種即時獲得答案的方式,對學生能力的提升有很大幫助,可作為教師輔助教學的有效方式。

3.2.2自動化測驗和考試系統(tǒng) 基于在線平臺,自動化測驗和考試可以實時評估學生的知識水平,系統(tǒng)可以根據(jù)學生的答案自動評分,并提供即時反饋。具體來說,學生可以提交項目作品,系統(tǒng)使用機器學習技術(shù)分析這些作品,并從中獲得更多關(guān)于學生理解和表達能力的信息,評估學生在問題解決、創(chuàng)新性思維和實際應(yīng)用方面的能力。該機器學習系統(tǒng)可以根據(jù)學生的回答情況動態(tài)調(diào)整問題的難易程度,從而提供適應(yīng)性更強的測驗。另外,系統(tǒng)可以提供虛擬實驗?zāi)M,讓學生在虛擬環(huán)境中進行實驗,從而評估他們的實驗設(shè)計方案和執(zhí)行能力。

3.3 智能化評估的優(yōu)點

在教育領(lǐng)域,可以使用智能化方法評估學生的學習進度、興趣和需求,從而進行更精準的教學和輔導(dǎo)[11]。隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展和演進,為教育領(lǐng)域提供了更多的創(chuàng)新方法和工具,可以更好地滿足學生的學習需求,更好地提高教師的教育教學效果,促進教育的全面發(fā)展。

3.3.1學生能力的個性化評估 智能化評估系統(tǒng)能夠根據(jù)學生的學習風格、進度和弱點調(diào)整問題的難度,為教師提供個性化的評估。智能化評估可以根據(jù)學生的實際能力和需求來定制認證標準,更準確地反映每個學生的知識和技能水平。例如,智能化評估可以通過設(shè)計開放式的項目任務(wù),要求學生在一定時間內(nèi)解決實際問題,然后通過分析他們的項目成果、代碼和解決方案評估他們的技能水平。

3.3.2能力認證系統(tǒng)的智能化反饋 傳統(tǒng)的筆試評估方式只能對短時間內(nèi)的學習水平進行評估,無法有效評估大量學生長時間段的學習能力。利用深度學習等ML技術(shù),對獲取的學生作業(yè)或答案等相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲并分析,可快速生成個性化的反饋。智能化評估的反饋結(jié)果可幫助學生發(fā)現(xiàn)自身的弱點并挖掘優(yōu)勢,幫助學生調(diào)整學習路徑,提供更具針對性的學習和培訓。

值得一提的是,智能化反饋可以采用不同的形式,例如,文字、圖像、語音等,以滿足個體多樣化的學習和認知方式。但需要注意的是,反饋系統(tǒng)要注重個體隱私的保護。

3.3.3學生培養(yǎng)的可持續(xù)性發(fā)展 在人工智能領(lǐng)域,技術(shù)不斷更新,持續(xù)學習和職業(yè)發(fā)展至關(guān)重要[12]。智能化評估可以為大量學生提供持續(xù)學習的認證,幫助他們緊跟時代發(fā)展,通過啟發(fā)性的教育,提高學生創(chuàng)新與解決問題的能力。同時,基于智能化評估的結(jié)果,學校和招聘單位也可以迅速了解學生的強項和薄弱點,學校可以及時改進課程教學模式,用人單位可以實現(xiàn)精準招聘。

另外,如果智能化評估的認證標準得到廣泛認可,那么學生可以更方便地將學分轉(zhuǎn)移到其他學校或機構(gòu),甚至獲得國際認可。由此,學生能力和學校教學質(zhì)量可以得到提升,招聘單位可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,進而形成一個良好的循環(huán)體系,有助于社會的發(fā)展。

綜上所述,使用AI技術(shù)對大量數(shù)據(jù)進行分析,從中提取關(guān)鍵信息和模式,可以很好地對學生能力進行評估。但是,也需要注意諸如算法偏見、數(shù)據(jù)隱私等問題,這需要教育專家、人工智能專家和倫理學家等專家的跨學科合作,以確保評估的公平、準確和可持續(xù)性。

4 結(jié)語

基于智能化評估的人工智能專業(yè)學生能力認證具有廣闊的前景,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。這種方法可以提供準確、客觀、多維度的能力評估,有助于學生更好地適應(yīng)快速變化的人工智能領(lǐng)域。綜合而言,隨著技術(shù)的進步和教育模式的改變,基于智能化評估的認證方法將有助于促進教育的創(chuàng)新和改革。