人工智能在高等教育領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)

1、人工智能在高等教育領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)一、引言人工智能是新科技革命的重要推動(dòng)力量，正在改變著人們的工作、學(xué)習(xí)以及生活。隨著教育信息化2.0 時(shí)代的到來(lái)，人工智能正加速融入到高等教育活動(dòng)中；高等教育也將迎來(lái)人機(jī)協(xié)同的智能時(shí)代，必將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的高等教育理念、教育方式等產(chǎn)生沖擊。高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃、2019 年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)等一系列國(guó)家政策和文件的出臺(tái)，為人工智能的發(fā)展提供了指引和堅(jiān)實(shí)的保障。高校是人工智能發(fā)展的重要領(lǐng)域， 但是目前對(duì)于該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)的相關(guān)研究較少，基于此本文通過(guò)可視化分析探究人工智能在高等教育領(lǐng)域應(yīng)用中的熱點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)人工智能應(yīng)用于高等教育領(lǐng)

2、域提供參考與借鑒。二、研究設(shè)計(jì)（一）數(shù)據(jù)來(lái)源通過(guò)在中國(guó)知網(wǎng)（CNKD中，以“人工智能&W等教育”以及“人工智能&高?！睘橹黝}詞進(jìn)行高級(jí)檢索，檢索條件為中文期刊，文獻(xiàn)時(shí)間跨度為2016-2020 年，共檢索到期刊325 篇。其中，CSSCI共43篇，這說(shuō)明我國(guó)學(xué)者在人工智能應(yīng)用于高等教育領(lǐng)域的深入研究較少，研究深度有待加深。將檢索的文獻(xiàn)選中，以 SATI 軟件所支持的Endnote 格式導(dǎo)出。（二）研究過(guò)程和方法本研究所采用的是共詞分析法，它通過(guò)文獻(xiàn)中共同出現(xiàn)的關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，反應(yīng)該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)以及對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究過(guò)程為：首先，將導(dǎo)出的Endnote 格式文

3、獻(xiàn)導(dǎo)入到SATI中，并將其轉(zhuǎn)換成 XML文件格式，進(jìn)行關(guān)鍵詞的詞頻統(tǒng)計(jì)，得出高頻關(guān)鍵詞的排序。然后，將利用SATI 生成的共詞矩陣導(dǎo)入到Ucinet 中，并利用Netdraw 對(duì)高頻關(guān)鍵詞生成的圖譜進(jìn)行中心度的分析。接著，再利用SATI 生成關(guān)鍵詞的相異矩陣 （由于相似矩陣中為0 的關(guān)系較多，會(huì)對(duì)聚類(lèi)效果會(huì)產(chǎn)生影響），將相異矩陣導(dǎo)入到 SPSSfr進(jìn)行關(guān)鍵詞的聚類(lèi)分析，進(jìn)而分析出人工智能在高等教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。最后， 根據(jù)閱讀的文獻(xiàn)以及研究的熱點(diǎn)提出人工智能在高等教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。三、人工智能在高等教育領(lǐng)域的年度發(fā)文量介紹繪制人工智能在高等教育領(lǐng)域應(yīng)用的文獻(xiàn)發(fā)文量的折線(xiàn)圖，可以直觀(guān)的看出人

4、工智能應(yīng)用于高等教育領(lǐng)域的年度發(fā)文趨勢(shì)。如圖所示，2016-2020 年人工智能在高等教育領(lǐng)域的發(fā)文量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在2016、 2017 年，發(fā)文量均在十篇以下，說(shuō)明高等教育領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)用處于萌芽階段。2018 年發(fā)文量開(kāi)始逐漸上升，雖然低于50 篇，但是相比較于前兩年有了較大的提升，說(shuō)明高等教育領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始初步發(fā)展。2019、 2020 年發(fā)文量明顯得到提升，說(shuō)明這兩年我國(guó)學(xué)者開(kāi)始逐漸關(guān)注人工智能在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用，高等教育領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)用處于快速發(fā)展階段。通過(guò)對(duì) 2016-2020 年文獻(xiàn)發(fā)文量的解讀，預(yù)測(cè)2021 年總發(fā)文量仍然呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。四、人工智

5、能在高等教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)分析利用SATI3.2、Uciet6.0 以及SPSS26.0作為主要的研究工具， 對(duì)導(dǎo)出的文獻(xiàn)進(jìn)行分析。論文中的關(guān)鍵詞在很大程度上可以反映出該論文的研究方向以及所研究的主題，因此統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞的頻次，可以間接觀(guān)察該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究利用SATI3.2 對(duì)檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞的詞頻統(tǒng)計(jì)，將表達(dá)意思相同的關(guān)鍵詞進(jìn)行合并（比如將人才培養(yǎng)與高校人才培養(yǎng)合并）剔除挑戰(zhàn)、 影響等詞，選取頻次不低于4 次的為高頻詞。利用 Ucinet對(duì)關(guān)鍵詞的相似矩陣進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成為#h 格式，然后將其導(dǎo)入到Netdraw 軟件中，對(duì)關(guān)鍵詞的相似矩陣進(jìn)行中心度分析。結(jié)果如圖所示，高

6、頻關(guān)鍵詞用節(jié)點(diǎn)表示，點(diǎn)越大代表該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)越多，說(shuō)明該關(guān)鍵詞在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的作用越大；節(jié)點(diǎn)之間由實(shí)線(xiàn)連接線(xiàn)越粗，代表相連的關(guān)鍵詞之間的關(guān)系越強(qiáng)。從以下兩個(gè)方面分析下圖：首先， 節(jié)點(diǎn)大小，除 “人工智能” “高等教育”“高?！蓖?，人才培養(yǎng)、高校圖書(shū)館、大數(shù)據(jù)比其他節(jié)點(diǎn)要大，說(shuō)明較多的文獻(xiàn)涉及到該領(lǐng)域。因此，為人工智能在高等教育領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。其次，連線(xiàn)距離，人工智能學(xué)院、思想政治教育、教育人工智能處于邊緣處，并與其他關(guān)鍵詞之間的連線(xiàn)較少，說(shuō)明在該領(lǐng)域的研究較少，關(guān)注度不高，有可能成為未來(lái)人工智能在高等教育領(lǐng)域的研究方向。如圖所示，高校教師、學(xué)科建設(shè)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接了起來(lái)，豐富了人工智能在高等教

7、育領(lǐng)域的研究體系。通過(guò)分析后，將高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行分組，處在同一分組內(nèi)的關(guān)鍵詞具有較高的相似度。因此共詞聚類(lèi)樹(shù)狀圖可以展現(xiàn)人工智能在高等教育領(lǐng)域的研究方向。利用SATI 導(dǎo)出關(guān)鍵詞的相異矩陣，并將其導(dǎo)入到SPSS26.0中，利用系統(tǒng)聚類(lèi)法對(duì)關(guān)鍵詞的相異矩陣進(jìn)行聚類(lèi)分析，以 Euclidean 距離作為變量距離使用瓦爾德法（Ward法）繪制聚類(lèi)樹(shù)狀圖。如圖所示，圖中縱向是 24 個(gè)高頻關(guān)鍵詞, 橫向的長(zhǎng)度代表關(guān)鍵詞之間的距離。根據(jù)聚類(lèi)樹(shù)的結(jié)果，筆者將人工智能在高等教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)大致分為以下三類(lèi)：第一：人工智能促進(jìn)教學(xué)模式的改革。包含教學(xué)模式、 成人高等教育等關(guān)鍵詞。由此我們可以看出高等教育領(lǐng)域的

8、教學(xué)模式的改革大多為成人高等教育。 成人高等教育作為我國(guó) 高等教育的不可或缺的部分， 為了促使其迅速發(fā)展，在教育教學(xué) 過(guò)程中，應(yīng)該充分結(jié)合成人學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃。第二：人工智能提高高校人才培養(yǎng)。包含虛擬現(xiàn)實(shí)、智慧教育、 人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、新工科、高校教學(xué)、人工智能技術(shù)、信息 化服務(wù)等關(guān)鍵詞。智能時(shí)代，對(duì)于人才的培養(yǎng)不再只局限于知識(shí) 的傳授，通過(guò)利用人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí) 進(jìn)行全方位評(píng)估與分析，了解學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的問(wèn) 題，提高教學(xué)效率。該主題主要研究智能時(shí)代對(duì)高校人才培養(yǎng)的 啟示，從而制定出更加合適的人才培養(yǎng)模式。第三：人工智能完 善高校智慧教育的發(fā)展。

9、包含高校教師、高等教育、教育人工智 能、大數(shù)據(jù)、高校圖書(shū)館、智慧圖書(shū)館、就業(yè)、教學(xué)改革、高校 財(cái)務(wù)、思想政治教育等關(guān)鍵詞。該研究主題包含兩方面，一是對(duì) 高等教育領(lǐng)域人工智能硬件應(yīng)用的研究，如智慧圖書(shū)館的建設(shè)。 高校圖書(shū)館以云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)為支撐，為 師生提供更加方便快捷的閱讀方式。 二是對(duì)高等教育領(lǐng)域教學(xué)改 革的研究，智能時(shí)代的高等教育發(fā)生了整體性的變革，促進(jìn)高校教學(xué)方式、教育理念等發(fā)生變化。五、發(fā)展趨勢(shì)討論結(jié)合閱讀文獻(xiàn)以及對(duì)人工智能在高等教育領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的分析，筆者提出人工智能應(yīng)用于高等教育領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)， 包含以下幾個(gè)方面：（一）融合人工智能技術(shù)，完善高校教育人工智能

10、教育人工智能通過(guò)人工智能技術(shù)，以大數(shù)據(jù)作為基石，通過(guò)算法模型進(jìn)行分析、模擬和判斷，構(gòu)建自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，形成人機(jī)融合的教學(xué)的方式，探索學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)發(fā)生的條件，并為其創(chuàng)建新的學(xué)習(xí)條件。教育人工智能是多學(xué)科融合的新興研究領(lǐng)域。高等教育人工智能的發(fā)展應(yīng)當(dāng)響應(yīng)國(guó)家政策，并與各級(jí)政府以及企業(yè)攜手前進(jìn)。在發(fā)展的過(guò)程中還應(yīng)不斷提高全體師生的信息素養(yǎng)，以期促進(jìn)教育人工智能的快速發(fā)展。（二）延續(xù)教育使命，發(fā)展終身教育西交利物浦大學(xué)校長(zhǎng)吳酉民指出, “未來(lái)的大學(xué)應(yīng)該成為一個(gè)可供終身學(xué)習(xí)的地方, 支持人們有創(chuàng)意地生活的場(chǎng)所。政府、企業(yè)要攜手并進(jìn)，高校要對(duì)終身教育有足夠的了解，充分利用各種資源，為迎接AI 時(shí)代和終身教育

11、時(shí)代做好準(zhǔn)備。為了應(yīng)對(duì)智能時(shí)代給各行業(yè)帶來(lái)的沖擊，高校應(yīng)該貼合各行業(yè)的發(fā)展的現(xiàn)狀，開(kāi)展符合行業(yè)發(fā)展情境的課程，以更為方便、快捷的方式滿(mǎn)足人們繼續(xù)學(xué)習(xí)的需求。（三）注重培養(yǎng)解決復(fù)雜問(wèn)題的人工智能專(zhuān)業(yè)人才國(guó)家要提高人工智能的發(fā)展，則需要增加高等教育人工智能的人才培養(yǎng)的能力，加大人才培養(yǎng)力度，提升人才培養(yǎng)水平。AI時(shí)代高等教育更應(yīng)注重創(chuàng)新型人才的培養(yǎng), 要逐漸增加高層次人才培養(yǎng)的研究型大學(xué)，進(jìn)而培養(yǎng)更多能解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合型創(chuàng)新人才。 興辦人工智能學(xué)院是高校培養(yǎng)人工智能專(zhuān)業(yè)人才的主要途徑， 高校在創(chuàng)辦人工智能學(xué)院時(shí)，應(yīng)結(jié)合國(guó)家政策以及學(xué)校自身的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，既要符合發(fā)展的共性又要具有其自身的個(gè)性。六、研究結(jié)論本文利用SATI、 SPSS、 Ucinet 軟件對(duì)中國(guó)知網(wǎng)中2016-2020年人工智能應(yīng)用于高等教育領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。研究發(fā)現(xiàn)，