張軍:構建中國特色智慧教育體系的思考與實踐
本文系作者在“大學校長論壇”上的報告摘編

中國工程院院士
北京理工大學校長
張軍
感謝組委會的邀請,在今天這個隆重的盛會,我想與大家交流的題目是構建中國特色智慧教育體系的思考與實踐。
一、新時代教育變革方向是智慧教育
新時代高等教育變革的主要趨勢,是朝著智能化、個性化方向發展,這是由以下四點因素驅動的。
一是高等教育的時代新要求。黨的十九屆五中全會將“建成教育強國”列為基本實現社會主義現代化的重要目標。要求高校要堅定不移地建設世界一流大學,努力培養社會主義合格建設者和接班人,這對人才培養提出更高要求。
二是國內外環境的深刻變革。當前我們面臨兩個大局,一是世界百年未有之大變局,一是中華民族偉大復興之戰略全局。把握兩個大局,培養擔當民族復興大任的時代新人,是高校的使命和責任。
三是疫情加速了教育變革。據聯合國教科文組織統計,新冠疫情蔓延已導致全球210多個國家停課關閉校園,波及全球92%學生,超過16億學生受到影響。當前,機遇與挑戰并存,疫情催化教育求變,催生了混合教學的實踐,重構了教學環境與方式,調整了國際化交流合作,加速了智慧教育體系化。
四是社會發展推動人才培養變革。從農業社會的耬車犁耕與私塾,到工業社會的機械電力與標準化學校,到信息社會的互聯網與規模化學校,發展到當前人工智能推動下的智慧社會,社會形態發展帶來教育方式的重大變化,從規模擴展向以人為本發展。海量數據的教育資源出現后,教育不再是工業標準化的產物,而是朝著交互式、自主性和定制式發展,以智慧賦能個性化教育,成為重要發展方向。
無論是斯坦福大學的“開環大學計劃”,還是MIT的新工程教育轉型計劃、新加坡國立大學的開放式教育理念,都在朝這個方向努力。可以看到,融合轉型開放,是國際教育發展的趨勢。我們的高等教育應準確識變、科學應變、主動求變,通過教育治理體系改革實現教育能力提升,以人為本促進有價值的成長發展。
二、智慧教育的實施方案是開展“五維教育”
智慧教育的基本內涵是,以先進信息技術、腦智技術、心理科學等賦能教育教學創新。通過人機互動、數據共享、知識互聯,滿足學生個性化、精準化、智慧化學習需求,以知識的融合交叉實現知識衍新。通過智教智學釋放教育生產力,重塑教育生態,構建以人為本的精細化教育治理體系,為師生提供有價值的成長。
當今以智聯網為代表的新一代信息技術發展為智慧教育提供了技術基礎,提供多元全面的協同感知,建立泛在多尺度的教育網絡,實現教育數據挖掘和知識繁衍,助力多元個性化的教育定制服務,形成“感知-網絡-計算-服務”體系。智聯網視域下的智慧教育實現了從信息到知識的積淀、重組和衍新,進而實現數據共享、知識互聯、群智協同、教育智學,適應了新時代教育發展的需求。
智慧教育的基本架構是“五維教育”。
一是覆蓋“空間三維”。體現為教育的地理空間不限、學習空間自由、教學空間可助。學習可以打破地理限制,在校內、線上、移動、虛擬空間都可以進行,實現無處不在,感知輔助。
二是延展“時間一維”。體現為受教育者的隨時學習、終身學習。通過人工智能技術,使學習的軌跡、路線和習慣發生深度變革,實現教育的時間廣度延展、學習時間自主、教學時間可控。
三是聚焦“知識一維”。體現為知識的深度交聯,包括知識圖網的組建、云地知識的互聯、知識的探究衍新,使知識學習與發展規律從線性拓展向網狀化、圖譜化、裂變化轉變,極大拓展了知識聯動融通,從而溫故而知新,傳承并創造。
教育的過程是讓學習者收獲知識與能力的過程。而五維教育的核心理念就是從深度、廣度和關聯度上產生全新的知識獲取過程。通過知識廣度擴展掌握學科知識的發展演變,通過知識深度潛入加深知識的領悟認知,通過知識關聯耦合產生知識的融合創新,從而實現從表征符號接受到規律本質認知再到能力知識創造。比如在信息領域里,從戴維南定理到香農定律再到麥克斯韋爾方程,從維納濾波、貝葉斯公式到傅里葉變換,進一步拓展到摩爾定理、量子理論、神經網絡理論、人工智能算法等等,這些知識一脈相承而又不斷創新發展。
從另一個角度來看,“信息熵”貫穿始終。再關注“熵”本身,人類發展進程就是熵減的過程,這個過程中,知識不斷積累、衍新,實質也是一個智能在不斷演進的歷史。而在講解“熵”概念時,對于“污染”“熵減”“人類發展”等等概念潛移默化水到渠成地傳輸給學生,做到了課程思政的“潤物無聲”,這是五維教育在知識維融合創新的生動實例。
可以看到,智慧教育融合了空間維度、時間維度和知識維度,以智能為驅動,推進知識的跨域連通、聯動融合。體現為智能技術下的知識融合獲取、泛眾協作教育、知識繁衍知識等,具有融合、協作、積淀、衍新的特征,在“螺旋式上升”的知識衍新下,促進學生能力的獲得和提升。
“五維教育”的最終目標,是在智聯網技術框架基礎上,感知空間、時間、知識的五維軌跡,打破壁壘深度融合,實現有價值成長。以學生為中心,促進博專相濟、自主潛質、好奇追求、個性激發。以教師為中心,實現學術賦能、因材施教、導學精育、深度浸潤。
三、以價值成長為目標的人才培養創新實踐
北京理工大學是中國共產黨創辦的第一所理工科大學,新中國第一所國防工業院校。建校80年來,學校牢記為黨育人、為國育才的初心使命,傳承延安根、軍工魂,走出了一條中國共產黨創辦和領導中國特色社會主義高等教育的紅色育人路,一條服務國家戰略的強軍報國路,一條開放包容的創新發展路。近年來,學校重構高水平人才培養體系,實施人才培養“SPACE+X”(寰宇+)計劃、書院制改革,建設九個書院,人才培養改革成效突出。
北理工智慧教育的總體方案,是以延河課堂為抓手,全面規劃、智慧引領,系統推進教育理念、教育模式、教學體系、教育管理的一體化改革。
一是紅色育人促立德立志。老教授講“北理故事”、虛擬仿真思政課“重走長征路”等,發起成立九校“延河聯盟”推進工農藝文理經全學科貫通,在參與國慶、閱兵等重大慶典中開展思政教育,實現價值引領。
二是金課育人促學精學深。提質“樂學平臺”建設,疫情以來開設了1900門線上課程、2500多個教學班,優質在線課程資源對全社會開放。建設國家級一流課程55門,累計在線選課740萬人,居全國高校第9名,推進知識養成、實踐錘煉和精品育人。
三是實踐育人促創新創造。通過線上云實驗、“口袋”實驗室推進“智慧雙創”,實現平臺強支撐,導師有特色,機制能保障。在“互聯網+”大賽中四年獲16金8銀12銅,第四屆大賽中同時獲得冠軍、季軍,第六屆大賽再獲冠軍,創新創業形成品牌,培養學生明德精工、創新包容和立業擔當。
四是典禮育人樹情感情懷。學校八十周年校慶開展智慧教育典禮育人。北理工“黑科技”、國慶虛擬仿真團隊打造最特別的畢業典禮,激發報國壯志。超過三分之一的畢業生到國防系統就業,北理工就業競爭力居北京高校前三,學生在各行各業建功立業、報效國家。
我們期望未來的高等教育,以智慧互聯為理念,努力發展以人為中心的智慧教育,實現師生有價值的成長,建設中國特色現代化高校治理體系。這是我們的共同愿景。

