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第四次工业革命又被称为人工智能革命，在这场革命中，大到物理、数字、生物等方面会发生较大的技术变革，小到我们的工作、学习、生活方式都在快速变化，这些变化使人工智能成为经济竞争力和社会发展的一个关键性力量。如何在高等教育领域运用好这股力量，是本文思考的问题。 1.我们社会的现状 如今，所有的大学毕业生都面临着一个被科技改造着的世界。在这个世界里，互联网，云计算和社会媒体为传统的教育体系创造了不一样的机遇和挑战。当学生考虑着毕业后的生活时，大学也正面临着关于自身命运的问题，特别是就业。 这些以人工智能为动力的技术如此大地改造着这个世界，以至于一些社会观念，如“后工作概念”越来越多地流行于当下。这个阶段需要某些技术，而这些技术并不像以信息技术为主要推动力的第三次产业革命中需要的技术那么确切。 这些技术分别是:批判性思维，人员管理，情商，判断力，谈判协商能力，灵活认知，还有知识的生产和管理，我们的出发点是研究目前的三大趋势和它们的影响。 1.1 (社会变化)趋势的种类 我们认为，从一个有洞察力的视角来看，当今生活是建立在以人工智能为动力的智能技术的基础上的。在物理 (智能机器人、无人机、无人驾驶汽车、3D打印技术和智能传感器)，数字 (物联网、互联网的服务、数据甚至是人)，生物 (合成生物学、个人的基因组成和生物打印技术)方面的科学技术和我们工作、学习、生活的普遍方式的快速变化，使人工智能成为经济竞争力和社会发展的一个关键性的力量。 1.2 第四次工业革命 随着上面提到的在各种各样领域重大突破的涌现，我们逐渐在以人工智能和信息物理系统为推动力的第四次工业革命之中发现了我们自己。 第一次工业革命是由牛顿用公式明确地表达了运动定律时催化的。从那时起，运动就变得更容易被理解和被量化，而设计蒸汽机来使许多传统上由人做的工作变为机械化工作也成为了可能。 第二次工业革命是由法拉第和麦斯威尔推动的，他们把磁力和电力结合，导致发电和电动机在装配线上发挥了重要作用，占据了许多行业。 第三次工业革命是由晶体管的发现催化的，它引导的电子时代带给我们计算机和互联网。 第四次工业革命幅度非常大，以至于很多现在存在的工作都将会在50年之后不复存在。下面分段描述第四次工业革命的特征。 1.2.1 垂直和水平价值链的数字化和集成 第四次产业革命数字化和垂直整合整个组织的流程，它也将供应商的所有内部流程水平整合到客户，简而言之，它象征着一个从生产集中化到生产分散化的模型的转变。由此机器不再仅是加工产品，而是无缝融入信息网络、商业伙伴和顾客中去。换句话说，第四次工业革命强调在一个经济体中一致的数字化和所有富有成效的单元的连接的概念。 1.2.2 产品的数字化和服务提供 产品的数字化包含现有产品的扩展和新的数字化产品的制造。到目前为止，工业企业的主要收益往往在于提高自动化程度，但在第四次工业革命，随着人工智能的进步，这种自动化将更加智能化，自适应化。工厂车间面向自动调节生产，这种生产方式可以适应个体消费者的需求，而且也有自学习能力。 1.2.3 数字商业模式和客户接入 杰出的工业公司为扩大他们的供给，已经提供破坏性数字解决方案。在第四次工业革命时代，灵活地将不同的商业模式同客户接入，如生产的需求，生产现场和消费者工程结合起来，由此创造一种新的生产方式。破坏性数字商业模式将专注于产生额外的数字收入，并在互动和访问方面优化客户体验。 2. 对高等教育的介绍 教育和社会之间的联系经常是单方面的，在这个联系里，教育被期望着与经济和政治趋势相适应，而不是反对它们或代表一些不同的事。对教育和社会经济结构之间的关系及教育阵地包含着什么进行大致了解，可以帮助我们对与第四次工业革命相关联的高等教育的未来做一个预测。 2.1高等教育的历史 就像我们能注意到的，高等教育系统的发展经历了下列阶段，即精英阶段，大众化阶段和后大众化阶段。 2.1.1精英阶段 高等教育有着深远的历史，它起源于第6世纪的修道院学校，之后发展为中世纪欧洲的大学，第一所是1088年建立的以神学和哲学为重点的博洛尼亚大学。之后又逐渐发展为现今的高等教育体系。在这个进化过程中，大学从只是作为教学和学习中心发展起来,包括研究和之后包括为社会服务。在早期阶段，大学教育是为了迎合极少数的精英而准备的。在那时，高等教育被用来塑造统治阶级的思想和性格。 2.1.2大众化阶段 在20世纪后期，关于教育是作为私人权利还是公共利益的问题上的冲突促进了大众化的趋势，也就是，为许多人提供高等教育。在这个时期，高等教育在很多方面做出了大规模的改变，例如，系统的规模和形状，课程设计，组织架构，教育学方法论，交付模式，研究模式以及机构与外部社区之间的联系。大众化的高等教育的主要目标是技能转移，准备广泛的技术和经济角色。 2.1.3后大众化阶段 高等教育逐渐从精英阶段发展为大众化阶段继而又发展为后大众化阶段。很多先进的和一部分发展中经济体享有超过50%的高等教育参与率。这个趋势的另一个特征就是学生和员工的国际化。根据一份经济合作与发展组织的报告，随着人口统计数据的改变，国际学生的流动量有望在2025年达到每年八百万人。南非目前容纳着许多撒哈拉沙漠以南的学生，而剩下的许多人则在欧洲和美洲的国家学习。当前，使人口适应迅速发展的社会和技术变化依然是许多国家的主要目标。 2.2高等教育机构的基本功能 无论什么时代，高等教育的核心使命仍然是一样的。高等教育的目标是通过教育来保证学习的质量;使得学生能够通过探索性的研究获得最前沿的知识;依靠服务来保持社会的发展。 2.2.1 教育 每所大学的首要任务之一就是去教育年轻人。因此，实施恰当的教育策略和以一种能促进学习的方式去组织工作是很有必要的。这对适应性学习方案、更好的学习经验和终身学习态度具有影响。 2.2.2 研究 高等教育向全球竞争的过程需要一些机构向研发中投放大量精力。专家们相信这些力量会从新技术部署变动到全球合作、协作。 2.2.3 服务 为了维持在世界高等教育系统里的竞争地位，我们需要从根本上提升教育服务。尤其是，我们需要在教育中引导更大的创新和竞争。 3 .第四产业时代的高等教育 由于上述的大趋势和重要的第四次工业革命对高教(高等教育)带来的问题的速度和广度，对于国家来说，理解这些变化对我们生活的所有领域包括高教所带来的影响就是很重要的了。 3.1 第四次工业革命中的教育 3.1.1 可穿戴设备协助教育、学习和训练 目前所生产的多种可穿戴设备显示了其他技术的早期迹象。教育机构则不得不行动起来去认识可穿戴设备对于彻底变革我们教育和训练学生及学生学习方式的巨大潜力。对于工程师来说，进行数值模拟是分析和预测生活中的物理系统情况的非常有用的工具。 在第四次工业革命的时代，当网络物理系统的存在变为一个新的准则，数值模拟也在教育和实际应用中扮演着日益重要的角色。 在数值模拟领域，有限元分析是一个多功能的技术，它已经在各种工程领域得以实践，如分析建筑领域。现代的有限元分析在计算机的协助下经常是技能超群的，因此，学生可以更为直观地理解基本概念，工程师也可以更加方便地进行模型制作和结果阐释。 不过，这样的组织限制了有限元分析在一个完全虚拟的和离线环境中的加工处理。这些限制反过来剥夺了人类对于许多物理特性的感知(规模，环境，空间品质和材质等)。 一些可穿戴技术的发展，产生了如增强现实技术。用户对现实世界的感觉与互动可以被增强，由此创建出一个虚拟实验室。增强现实技术可以通过实时叠加的计算机生成的信息来补充现实,从而促进结果的探索和解释。 3.1.2 拥抱MOOC(大量开放的网络课程) 教育在很长时间里被以下可能出现的情况所束缚:学生需要集中在一个讲堂里去听教授讲课或围坐在一个桌子旁与同龄伙伴讨论。技术创新解除了这些限制，然而也给高等教育带来了巨变。 MOOC是一种教学形式，它提供了独立的网上教学。虽然前期还处于实验阶段，但是MOOC仍以不同的方式威胁着不同的大学。 两大因素组成了一所大学的成本:物理接近要求和生产力的限制。因为物理接近要求，需要增加建筑物和教员，所以更多学生入学，成本更加昂贵。 因为生产力的限制，能进入讲堂和考试名单的学生的最大数量是被限制的。 而MOOC则可以通过完全不同的方式来消除这些障碍:校外和网络形式;一旦一个网络课程被创建出来，教育多出来的学生就成为了一项优势。 3.1.3 培养创新人才 大多数发展中或落后的国家缺乏创新人才，特别是在高端领域。为了充分抓住又一波工业化的机会，一个国家的高等教育系统应该不仅聚焦于培养知识型的技术人才，还应该认真着眼于培养创新人才，特别是高级的科学家和技术专家。这些科学家必须在一个跨学科的环境里被培训，在这个环境里，技术专家也应该懂人文科学和社会科学，反之亦然。 3.1.4 推广混合学习 微观经济学在高等教育里是一门重要的学科，它有着社会和实践的双重价值。但是它的大多数概念都展示出了高度的抽象，这就经常给学习它的学生增加很大的难度。 很多情况下，若没有对整张纸上的各个单独知识点的关系的综合理解，该学科中的很多概念就像是孤立的。这种学习过程的后果是当只涉及到部分时学生可以认清，但是整体的工作机制，学生是不清楚的。 就这一点而言，一场讲座的主要目的就是让学生们获得既能应用到微观经济学又能应用到其他许多学科上的概念知识，如知识碎片与它在整个知识体系中起到作用的必要关系。 为了解决这个问题，我们相信推广混合学习，如把在线学习和面对面学习结合起来会大有助益。 众所周知，虚拟环境在信息传输和互动参与的过程中，无论是实时的，如电视会议，或非实时的，如论坛和聊天，都提供了巨大的教育价值。 在这个过程中，面对面教学和评价可以用于开发与数学问题相关的分析表达和问题解决能力。这个状态下的讲授者可以从自身反馈了解到他们的知识传输给学生的效果。之后对于一些具体概念问题的理解会通过网络图示法和多项选择试题的方法进一步地评估和强化，这也提供给学生能立即复习学习成果的好处。 在靠近而不是与这些新技术及与之相关的新颖的教育模式相对抗的过程中高等教育系统需要着眼于如何接受它们并把教学环境转化为对学生和学院都有利的境况。 3.2 第四次工业革命中的研究 3.2.1 开放式创新 开放式创新，指的是为了实现创新型课题，人和计算机结合起来去建立分布式系统，而仅有其中一方是不可能独立完成的。虽然关于它的准确性有一些争论，信息科学已经凭借它早期的一些成功证实了它在发展开放式创新上的潜力，而开放式创新可以解决在经济系统、环境系统和社会政治系统交叉口的棘手问题。 一个典型的开放式创新过程包括: 众包机制下的微任务可以放大人群和机器的各自优势。 指定的工作流程引导群体工作者去使用和强化由负责前面步骤的工作者提供的信息。 为了创立能解决问题的生态系统，研究员可以把许多普通的促进因素的认知过程和基于机器的计算结合起来去为构成世界上最苛刻任务的基础的、复杂的、相互依存的系统建立准确可靠的模型。 3.2.2 进化的和革命性的创新 在第四产业时代，一个国家的高等教育系统应该把进化和革命性的创新提上日程。 一般来说，基于现存技术的创新称为进化类型的创新，而革命类型的创新的焦点是新科技的发明。理想地说，混合创新是一个明智的选择，但是它很难实现。资深的专业学者就经常成为他们自己的成就的受害者。著名学者通过探索能够引起成果逐步增长的新的研究领域从而一直保持成功。新兴的研究员积极跟进采取相似的策略。当一个研究领域趋于成熟，竞争日趋激烈时，以专利或期刊形式发表出来的研究成果的数量会不可避免地变得非常少。引进新的研究方向就意味着面临残酷的竞争。 在第四次工业革命的时代，高教要打破通往创新的所有阻碍来深化技术系统的改革。一个值得注意的阻碍就是为不同的研究项目提供资金配置。对于那些对工业化、再工业化和新型工业化重要的，但在近期不能从市场中盈利的技术创新，机构和政府应当提供给他们资金支持。然而，对于商业化可能的应用技术，社会资本可以发挥积极作用。 此外，一些其他的阻碍也应该被妥善处理:首先，采用混合创新的策略，高等教育的从业者需要有一个全球性的视角。世界技术发展的趋势应该被很好地感知，并需要制定合适的计划。每一股创新的资源，都应该在国内、本地、区域、全球被合理地利用。 其次，由于不同部门之间有各种各样的发展策略和激励政策，它们之间的联系应该被最优化，来避免潜在的重叠。 最后，技术迁移的速度应该被提高来促进经济和社会的发展。 3.2.3 新技术进步驱使研发 新技术进步经常被评为驱使研发的最重要力量。技术驱动型研发有很多方面，在这里仅举几例:它可以采用移动产品去提升数据获取的精确性;利用先进的大数据分析技术去发现隐藏的数据模型;利用人工智能技术去重组信息搜索、收集、组织和知识发现。 最重要的是，就一切情况而论，先进技术可以在很多领域被充分利用从而持续产生影响。简而言之，先进技术可以给高等教育带来至少四个方面的好处:成本和时间减少;操作转换;研发过程的提升;通过新思想和新理论的创造实现研究方向的创新。 举一个制造业的例子，3D打印，这项新技术可以用于降低生产原型的成本，而在传统高教的研发中，生产原型普遍是耗费时间而且成本效率低下的。这项创新导致了高效率和更灵活的实验方案，而反过来这些技术又可以应用到之前在实验室环境里因价格昂贵而负担不起的地方。 在第四产业时代，借助先进技术的研发流程将IT和分析等功能视为“价值中心”而不是服务或成本;培养合作的态度; 越来越频繁地形成了敏捷的研发风格。 最重要和最困难的任务之一是将高等教育研发文化从过时的“瀑布方式”转向思想发展。而做出这个改变的高教机构将会擅长从各个渠道吸收想法。 3.2.4 缩短创新周期 加速可以使高教机构在研究趋势一出现时就得知并赶上竞争。与商业研发机构相比，高教机构过长的研制时间是对创新产生积极回报中最受诟病的阻碍。事实上，快速行动者在更混乱的同时也更有可能是最强的创新者。头脑风暴，概念化，模型设计，理论证明，实验设置，元器件采购，原型设计，进行测试，结果分析和可交付成果的提交可以被组织到一个有团队带头人、紧密合作的团队中去从而加快对浮现的研究趋势的响应。 最后，就像我们在本文中表明的，最强的革新者和最好的研究者利用加速，精心修剪的过程和对先进技术的开发来探索和捕捉研究机会。任何高教机构考虑在第四次工业革命中做研究都应该首先查明自身的缺陷并制定计划去解决这些问题。一旦内部机构处在相反的情况，他们可以开始四处寻找有吸引力的可能性增量研究能力增长。 3.3 第 四次工业革命中的服务 3.3.1平台式大学 我们都知道Blackbery(黑莓)的衰败。红皇后效应，只有跑得更快才能留在原地，是经常被提及的原因之一。在这样的场景里，一个成功地采取了一种以平台为导向的方法论的竞争者可以压缩整个行业的创新生命周期。红皇后效应的结果就是竞争对手更难以领先于主导玩家。从系统思维角度，这种现象通常被称为升级。如今，平台概念正在创建一个完全新的，把生态系统放入面对面角力中去的竞争景象。 在第四次工业革命中的服务中，不断向以平台为基础的竞争的转化是由许多力量引导的，包括:教育活动，校园内外无处不在的计算机和互联网，个性化学习对学生的要求。那些在科学学科和专业市场服务良好的机构在基于平台的环境中会成为自身发展的阻碍。管理以平台为基础的高等教育事业需要一个完全不同的心理策略。 在非教育领域，像是阿里巴巴，易趣，脸书，微信，谷歌，百度和亚马逊也都在积极地建立他们围绕着平台思维的王国。然而平台思维不是新的，新的是以平台为中心的方式正在变成创新的原动力。这种创新正在多种多样的意料之外的行业扩展，如汽车行业，制造业，时尚业，卫生保健，出版业和许多其他行业。 大体上，以平台为基础的商业模式更加强调生物学上启发式的思维方式而不是仅仅组织逻辑。以一种更广阔的视野和类似的比喻方式来说，高校需要重新审视他们的商业生态系统，再识别他们的竞争优势，重组他们的客户群，把自身重塑为协调器和重建服务建筑。平台式大学赋予现在的高教体系一个机会，把最基本的商业引导为为了更好的服务性能的平台商业。 一个成功的平台式大学的主要驱动力包括: 提供学科内的、多学科的和跨学科学位。 服务模式的恰当混合(例如:混合式学习，MOOC等)。 互联网出现的一切事物。 跨越过多的制度体系去把日常的教育活动整合进一个软件。 新式的数字基础设施。 加强位于高教价值链中的所有部分的连通性。 3.3.2 服务式教育 一般来说，在第四次工业革命时代，每隔几十年，就会出现一个扰乱性的新技术从根本上改变许多行业的蓝图。 在高教方面，负担得起的移动设备的大量增加，互联网宽带连接和丰富的教育内容，开启了转变教育呈递方式的趋势。 在其他技术里，云计算创立了一个教育人们的新方式，而这个方式最后有可能扰乱掉现存的高教体系。有了教育云的支持，政府决策者和商务从业者可以全面地回答一些重要的策略问题，例如，以一种最快的，最高效的和可购性最高的形式来呈递教育;发展21世纪学生的技能，以一种最适当的方式让学生为新的工作市场做好准备;以最强的激励来鼓励本土创新和以平稳的方式跨越制度、地区、范围或整个国家分享资源。 当大学在考虑采纳服务式教育时，他们经常猜想有高深的广告活动，大幅度提升的预算和大量的基础设施的投资。 幸运地是，和院士提供的具有破坏性的教育服务方式相比，服务式教育对学生有更良性的尊重。服务式教育的核心就是学生的需要应该被有效地满足。 因此，当一所高校打算去吸引一个潜在的学生作为顾客时，它就需要去创立一个能够真正满足客户需要的全面地教育经验，虽然这个过程并不像看起来那么简单。 服务式教育不是通过改变一个商标，改变地点或用空话做含糊的承诺那样虚伪差异的产物。此外，高教体系对众多参与者都负有责任，如政府，认证机构，公开或私人的资金来源，学院，管理层，支持人员和学生。 服务式教育方向转化为有效的教育计划将会赢得更广泛的关注。尽管如此，许多机构采纳服务式教育策略的情况并不乐观，他们只在口头上对多样的利益相关者做承诺。 教育和技术在过去的几十年里有所进步，许多有技术帮助或提升的教育实践已经不再过分简单。在第四次工业革命的服务中，服务式教育作为一个指导方针必须发现更新的和更先进的策略来应对日益增长的社会复杂性。 3.3.3国际联合项目 随着第四次工业革命的快速步伐，打造国内和国际多种多样的制度连接来提供更多功能项目和专业资格成为必然。在这些计划里，以下类型表现突出也值得考虑: 第一，双联课程。这个课程是由本地教育提供者与外国的教育提供者合作来开发的一个连接系统。这个系统使得课程学分可以被带往不同地点。在完成双联课程之后，外国的教育提供者会授予资格。 第二，特许经营项目。是指外国教育提供者可能授权给本地教育提供者去提供他们的课程或项目。资格也是由外国教育提供者授予的。 第三，双文凭或联合文凭。这是一个由本地和外国教育提供者合作提供的项目资格。它可以由两方联合授予或其中一方授予。 第四，混合式学习。本地和外国教育提供者提供课程来使学生在不同的混合形式下学习。例如，电子学习，网上学习和现场学习。 最后，我们确信提升高等教育的服务质量可以为社会带来重大的改变。 4. 结论 虽然高等教育的经营从亚里士多德时代就一成不变，今天学生们依旧要在预定的时间和地点去聆听学者的智慧。但由于第四次工业革命，一种新形式的，以不同的方式去教学、研究和服务的大学正在涌现。这种大学是跨学科的，有虚拟的教室和实验室，虚拟的图书馆和虚拟的老师。然而，这并没有减少教育经验反而提升了它。 来源：arxiv.org 作者：Bo Xing and Tshilidzi Marwala |
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