摘要:“AI能给我提供更多解决问题的角度和方法,极大地便利了我的学习生活,使我在解决问题时能跳出传统思维的束缚,寻找更具创新性的解决方案。”来自南开大学商学院的2024级本科生岳子惠如是说。
本报记者 彭未风 通讯员 曹泽怡
“AI能给我提供更多解决问题的角度和方法,极大地便利了我的学习生活,使我在解决问题时能跳出传统思维的束缚,寻找更具创新性的解决方案。”来自南开大学商学院的2024级本科生岳子惠如是说。
在谈到近年来教育的变化时,南开大学计算机学院教授赵宏说,“随着人工智能技术的迅猛发展,传统教学模式逐渐暴露出‘学生不会学,老师不会教’的问题。”在人工智能技术日益渗透到各行各业的背景下,如何培养具备创新能力和解决问题能力的人才,成为教育界亟待解决的难题。
为此,南开大学计算机学院教授赵宏及其团队基于多年的研究,展开了“南开探索”,在人工智能时代为教育改革进行创新性尝试。
进行南开探索,尝试打破传统教育模式
赵宏团队探索的是一种以“教师是编剧和导演,学生是主演,AI是伙伴”为核心的教学模式。这一模式打破了传统的“知识灌输”式教学。它从“提出问题”开始,引导学生利用智能工具自主探索解决问题的方法,并在解决问题的过程中实现知识的获取,而非传统教育中先灌输给学生知识,再利用知识解决问题。这种授课模式强调学生在学习过程中的主动性与创造性,教师则从知识的传授者转变为学习的引导者与设计者。人工智能技术不再是简单的辅助工具,而是学生的学习伙伴,帮助他们在探索与创新中成长。
“课程最大的收获并不是简单学习Python知识,而是求解问题的思路和过程。我往往在遇到问题时会选择直接求助得到答案,但这个新思路让我有了尝试去自己解决问题的想法。”商学院2024级本科生吴皓月对赵宏授课的Python课程赞不绝口。
这种教学方式的探索,源于赵宏对“钱学森之问”的深刻思考。钱学森曾提出:“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”赵宏认为,问题的根源在于传统的“知识逻辑认知模式”,即学生过于依赖知识的积累,而缺乏解决问题的能力和创新思维。为此,赵宏及其团队提出了“问题逻辑认知模式”(POT-OBE),强调通过问题引导学习,培养学生的探索精神和创新能力。
顺应AI浪潮,抓住教育挑战中的转型契机
随着人工智能技术的快速发展,尤其是通用人工智能(AGI)的逐步逼近,教育领域面临着巨大的挑战。人工智能技术不仅能够快速掌握海量知识,在某些领域还有超越人类的表现。传统的学科界限逐渐模糊,教师的部分教学任务也被人工智能技术取代。如何在人工智能时代重新定义教育的价值,成为全球教育界共同关注的问题。
谈到“人工智能时代教学正发生哪些变化”时,赵宏说,人工智能时代的教育不再是简单的知识传递,而是培养学生与人工智能工具协同解决问题的能力。未来的教育应当弱化学科界限,打破传统的分级分班教学模式,转向更加个性化、灵活的学习方式。南开模式正是基于这一背景,提出了“教师是编剧和导演,学生是主演,AI是伙伴”的教学理念,旨在帮助学生在AI时代找到自己的定位,培养他们与人工智能工具协同创新的能力。
从理论到课堂,POT-OBE与5E教学范式的落地实践
赵宏及其团队在这场智能时代的教育模式探索中提出核心教学方法,包括POT-OBE(基于问题逻辑认知模式的成果导向教育)和5E教学范式。POT-OBE强调通过问题引导学习,培养学生的探索精神和创新能力;5E教学范式则包括激发兴趣(Excitation)、探索问题本质(Exploration)、学习必要知识(Enhancement)、实际解决问题(Execution)和评价与反思(Evaluation)五个步骤。
在具体的教学实践中,赵宏及其团队的“南开探索”通过重构课程内容,将知识点与能力点融入实际问题中。例如在赵宏的《Python程序设计基础》课程教学中,学生通过完成“高考平行志愿录取任务”这一虚拟任务,逐步掌握Python编程的基本技能,同时培养问题逻辑认知模式。课程的设计围绕5E步骤展开,学生始终浸润在为解决问题而进行学习和探索的氛围里。
此外,人工智能工具在教学中得到了广泛应用。在南开大学的《人工智能与创新》课程中,学生探索构建智能体,使用人工智能工具解决实际问题。这种教学模式不仅帮助学生掌握了人工智能技术,还培养了他们的创新思维和解决问题的能力。
赵宏及其团队的教学新模式已经在南开大学通识课《人工智能与创新(C++)》《人工智能与创新(Python)》和《人工智能与创新(计算机基础)》中得到广泛应用,并取得了显著成效。学生不仅掌握了编程和人工智能技术,更培养了他们的问题逻辑认知模式、利用人工智能工具探索未知和创新的意识及能力。
赵宏说,教育的最终目标不是让学生记住知识,而是培养他们的思维、创新能力和解决问题的能力,他们的探索正是基于这一理念,通过POT-OBE和5E教学范式,帮助学生在人工智能时代找到自己的定位,成为能够驾驭人工智能技术实现创新发展的“高手”。
2025年的全国两会公布的政府工作报告中指出,要“分类推进高校改革,扎实推进优质本科扩容,加快‘双一流’建设,完善学科设置调整机制和人才培养模式。”赵宏及其团队的成功实践表明,人工智能时代的教育改革不应只有技术的革新,更应有教育理念的转变,人工智能时代培育数智化人才应该有全新的思路与实践路径。
来源:天津教育报一点号