浙江大學(xué)學(xué)生探索智能體融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。學(xué)校供圖

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　　智能時代，高校培養(yǎng)的人才，不一定都要成為技術(shù)專家，但每個人都應(yīng)具備對人工智能能力邊界的基本認(rèn)知，理解它的潛力與局限，并能基于此創(chuàng)新

　　人工智能在教育和科研中的發(fā)展應(yīng)建立在倫理可控、法律保障與實(shí)踐支持的多維基礎(chǔ)之上

　　高校在推動人工智能應(yīng)用的同時，也應(yīng)警惕其對學(xué)生思維能力的潛在影響。因此，尤其要重視教學(xué)方式的調(diào)整，引導(dǎo)學(xué)生在互動中深化理解、拓展思維

　　當(dāng)前，AI賦能科學(xué)已成為世界頂尖科研院所競相發(fā)展的領(lǐng)域，這同樣為STEM教育帶來了前所未有的變革機(jī)遇。在2025世界數(shù)字教育大會期間，我們就“人工智能賦能STEM教育”專訪了前來參會的國際工程技術(shù)協(xié)會（IETI）主席、牛津大學(xué)沃爾森學(xué)院教授詹姆斯·克雷布。詹姆斯·克雷布在全球積極推動AI應(yīng)對健康、氣候和生物多樣性保護(hù)研究與實(shí)踐，持續(xù)引領(lǐng)全球AI賦能工程教育。圍繞智能時代STEM教育的理念拓展、實(shí)踐路徑、倫理挑戰(zhàn)及高校應(yīng)對策略等方面，詹姆斯·克雷布進(jìn)行了分享。

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　　智能時代STEM教育更需激發(fā)人的思維能力和創(chuàng)造力

　　問：在以生成式為特征的人工智能發(fā)展時期，高校STEM教育呈現(xiàn)出哪些新的需求？

　　詹姆斯·克雷布：智能時代，不論師生的專業(yè)背景如何，關(guān)鍵在于能否充分利用人工智能去提升自身的思維能力與創(chuàng)造力。首先，在教學(xué)層面，應(yīng)用人工智能的核心不在于給出答案，而在于激發(fā)提問。學(xué)生應(yīng)在掌握技術(shù)應(yīng)用的同時，更注重技術(shù)如何啟發(fā)新問題和新想法的提出。在學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)和前人經(jīng)驗(yàn)后，學(xué)生要能夠提出有深度的問題，在我看來提問本身比答案更具價值：問題是什么，如何解決，以及是否可行。將問題限定在可解決的范圍內(nèi)很有必要，但這并不妨礙我們進(jìn)行更廣闊的思考。教育應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生提出好問題的能力，并鼓勵他們在理解已有知識體系的基礎(chǔ)上，以嶄新的視角審視世界、啟迪創(chuàng)新。

　　其次，人工智能能夠激勵我們大膽地生成新思想、新概念。包括藝術(shù)在內(nèi)的各個領(lǐng)域，創(chuàng)意的重要性已超越過往經(jīng)驗(yàn)，而人工智能正助力我們在思想、理念層面取得突破。從根本上說，通過人工智能產(chǎn)生新思想、新問題解決方案，乃至新的人類經(jīng)驗(yàn)視角，是我們獲取思想自由并邁向未來的關(guān)鍵所在。我們需要拓寬視野，關(guān)注的范疇不應(yīng)局限于傳統(tǒng)的STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）教育，而應(yīng)拓展至STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)）教育。將“藝術(shù)”納入其中，不僅因?yàn)槿斯ぶ悄茉谌宋乃囆g(shù)領(lǐng)域已展現(xiàn)巨大潛力和影響力，更重要的是，藝術(shù)能夠激發(fā)人類的創(chuàng)造力，這正是推動各學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)步的核心要素。

　　當(dāng)然，需要注意的是人工智能本質(zhì)上是一種工具，一種算法技術(shù)，它能高效整合既有知識，亦存在“幻覺”的風(fēng)險。生成式人工智能在當(dāng)前科學(xué)發(fā)現(xiàn)的發(fā)展是一個有益的開端，對于STEM教育而言，我們應(yīng)廣泛而深入地探索其應(yīng)用，開發(fā)出能夠發(fā)展創(chuàng)造力的新算法。

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　　人工智能在高校STEM教育中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

　　問：當(dāng)前，人工智能助力STEM教育的國際發(fā)展趨勢如何？牛津大學(xué)在這方面有哪些實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)？

　　詹姆斯·克雷布：從全球范圍來看，趨勢主要體現(xiàn)在3個方面：首先是全學(xué)科的融入。在AI賦能科學(xué)研究的背景下，全球眾多大學(xué)都在積極探索人工智能用于大部分STEM學(xué)科的研究和教學(xué)。自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)正在被廣泛應(yīng)用于不同實(shí)踐場景，要推動它們在具體學(xué)科領(lǐng)域中的深度融合。以牛津大學(xué)為例，不僅是航海、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科，甚至是商科等社會科學(xué)也在探索AI向?qū)嵺`場景轉(zhuǎn)化。

　　其次是相關(guān)課程體系是系統(tǒng)性的。除了在課程規(guī)劃、多學(xué)科融合等方面體現(xiàn)AI的作用，也突出了AI倫理規(guī)范和人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)的重要性。牛津大學(xué)著力培養(yǎng)具備人工智能協(xié)同能力的人才團(tuán)隊(duì)，并基于此形成人才團(tuán)隊(duì)與人工智能協(xié)作的新型組織架構(gòu)。我認(rèn)為無論是科研機(jī)構(gòu)還是企業(yè)組織，團(tuán)隊(duì)成員不一定都需要成為技術(shù)專家，但每個人都應(yīng)具備對人工智能能力邊界的基本認(rèn)知，理解它的潛力與局限，并能基于此來支持團(tuán)隊(duì)內(nèi)的創(chuàng)新嘗試。

　　最后是國際間的合作。我本人也參與了多個國際合作項(xiàng)目，如牛津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在岡比亞通過改善土壤來提高當(dāng)?shù)卮竺住?jiān)果等農(nóng)作物的產(chǎn)量。在中國，我們團(tuán)隊(duì)也有很多合作。我們利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析來自海岸基站、船只及衛(wèi)星的環(huán)境流數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)測冰層融化造成的冰流，旨在優(yōu)化氣候變化背景下的北極航運(yùn)路線，為船長提供實(shí)時決策信息。這些只是眾多應(yīng)用案例中的一部分，人工智能在醫(yī)療診斷、衛(wèi)星技術(shù)等領(lǐng)域已有眾多實(shí)踐案例，未來其應(yīng)用場景將更加廣泛。

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　　人工智能賦能高校STEM教育的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

　　問：人工智能賦能高校STEM教育過程中存在哪些新挑戰(zhàn)？

　　詹姆斯·克雷布：人工智能本質(zhì)上只是一種工具，需要人類對其進(jìn)行監(jiān)管。我們應(yīng)將負(fù)責(zé)任的人工智能原則融入到所有應(yīng)用實(shí)踐中，這不僅需要全球治理框架的支持，也要求每個使用人工智能的團(tuán)體、組織或個體遵守負(fù)責(zé)任的規(guī)范，并及時糾正任何誤用或錯誤。從全球到個人層面，我們都需要明確如何負(fù)責(zé)任地使用人工智能的原則和指引，綜合考量多方倫理因素，才能確保人工智能的普遍正確使用。

　　在藝術(shù)領(lǐng)域中，類似的問題也在顯現(xiàn)。許多作曲家擔(dān)憂人工智能會復(fù)制他們的創(chuàng)作成果，這確實(shí)構(gòu)成挑戰(zhàn)。但通過健全法律和規(guī)章制度，我們可以規(guī)范各創(chuàng)意和藝術(shù)領(lǐng)域（包括科學(xué)創(chuàng)意、商業(yè)創(chuàng)意、視覺藝術(shù)、音樂藝術(shù)等）中人工智能的使用。此外，創(chuàng)意的價值不僅在于其產(chǎn)生，更在于其落地、演化與實(shí)踐。一個技術(shù)創(chuàng)想若要發(fā)揮實(shí)際效用，離不開多方力量的推動與實(shí)踐驗(yàn)證。當(dāng)新的想法或技術(shù)（比如創(chuàng)新材料的應(yīng)用）被他人采納、發(fā)展和完善時，它才能真正獲得生命力并惠及更廣泛的使用者和實(shí)踐者。人工智能在教育和科研中的發(fā)展也應(yīng)建立在倫理可控、法律保障與實(shí)踐支持的多維基礎(chǔ)之上。

　　問：高校應(yīng)如何以人工智能促進(jìn)STEM教育發(fā)展，從而培養(yǎng)智能時代人才？

　　詹姆斯·克雷布：高校推動人工智能賦能科學(xué)教育發(fā)展，首先應(yīng)做到“發(fā)聲”，要在全校范圍內(nèi)形成廣泛的公開討論氛圍，使人工智能成為教學(xué)、研究、出版等各個環(huán)節(jié)中廣泛討論的議題。教師、學(xué)生、行政人員及各級管理者都應(yīng)根據(jù)職責(zé)分工，明確人工智能使用規(guī)范，制定契合本部門實(shí)際的指導(dǎo)政策。

　　高校在推動人工智能應(yīng)用的同時，也應(yīng)警惕其對學(xué)生思維能力的潛在影響。比如在課堂上拋出一個封閉式問題，學(xué)生可能直接向人工智能詢問答案。若學(xué)生僅將人工智能作為面對問題時獲取答案的工具，就容易削弱其主動思考與深度學(xué)習(xí)的能力。因此，教學(xué)方式的調(diào)整尤為關(guān)鍵，例如導(dǎo)師制、指導(dǎo)式教學(xué)更能引導(dǎo)學(xué)生在互動中深化理解、拓展思維。以前我在高校擔(dān)任導(dǎo)師期間，每周會定期與學(xué)生學(xué)習(xí)小組交流，通過面對面討論，共同探究問題的本質(zhì)、回顧已有成果、提出新的思考方向。我也曾在面向小學(xué)的幾個教育活動中，通過讓學(xué)生親自種植植物體驗(yàn)“做中學(xué)”，或是讓學(xué)生在耐心傾聽他人想法和尊重他人意見的互動活動中學(xué)習(xí)“大概念”。人工智能可以提供知識，但這種高質(zhì)量的人際交流，以及人類特有的同情心、同理心，是人工智能目前尚無法替代的。

　?。ㄗ髡唿S璐璐系本報記者，翟雪松系浙江大學(xué)教育學(xué)院研究員）

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《中國教育報》2025年09月16日 第04版