“人工智能+”新兴交叉学科建设的策略探索

摘  要：随着人工智能技术的飞速发展，其在教育领域的应用也日益广泛。该文深入探讨“人工智能+”新兴交叉学科建设的策略，包括学科创新、学科交叉融合以及新兴交叉学科培育等方面。通过分析人工智能在不同学科领域的应用，阐述其对新兴交叉学科建设的重要意义，并提出相应的策略建议，以推动教育的创新与发展。

关键词：人工智能；新兴交叉学科；学科创新；学科交叉融合；学科建设

中图分类号：G640     文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）02-0103-04

Abstract： With the rapid development of artificial intelligence technology， its applications in the field of education are becoming increasingly widespread. This paper delves into the strategies for the construction of emerging interdisciplinary fields of "Artificial Intelligence+"， including disciplinary innovation， interdisciplinary integration， and the rise of new disciplines. By analyzing the applications of artificial intelligence in various fields of study， it elaborates on its significant importance for the construction of new disciplines and proposes corresponding strategic suggestions to promote innovation and development in education.

Keywords： Artificial Intelligence; emerging disciplines; disciplinary innovation; interdisciplinary integration; discipline construction

在当今科技飞速发展的时代，人工智能技术正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。习近平总书记强调，“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新”。国务院印发《新一代人工智能发展规划》以及教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》，明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革。人工智能的应用为新兴交叉学科的建设带来了新的机遇和挑战。新兴交叉学科的建设对于培养适应时代需求的创新型人才、推动科技进步和社会发展具有重要意义。因此，探索人工智能赋能新兴交叉学科建设的策略成为当前教育领域的重要课题。

一  人工智能在新兴交叉学科建设中的重要性

（一）  推动学科创新

开拓新的研究方向。人工智能技术的不断进步为传统学科带来了全新的研究视角和方向。例如在物理学领域，人工智能可以通过对大量实验数据的分析和模拟，帮助科学家发现新的物理现象和规律。在生物学中，人工智能可以用于基因序列分析、蛋白质结构预测等，为生命科学的研究提供新的思路。

创新研究方法。人工智能技术的应用改变了传统学科的研究方法。以语言学为例，自然语言处理技术的发展使得语言研究可以更加高效地进行大规模文本分析，从而揭示语言的结构和规律。在历史学研究中，人工智能可以通过对海量历史文献的数字化处理和分析，为历史学家提供新的研究手段。

（二）  促进学科交叉融合

打破学科界限。人工智能具有跨学科的特性，能够打破不同学科之间的界限，促进学科之间的交流与融合。例如，“人工智能+医学”融合了计算机科学、生物学、医学等多个学科的知识，形成了智能医学这一新兴交叉学科领域。在智能交通领域，人工智能与交通运输工程、电子信息工程等学科紧密结合，推动了交通系统的智能化发展。

产生协同效应。学科交叉融合能够产生协同效应，提高研究效率和创新能力。当不同学科的专家共同合作，利用各自的专业知识和技能解决复杂问题时，可以发挥出更大的优势。例如在环境科学领域，人工智能与地质学、气象学、生态学等学科的融合，可以更准确地预测和应对环境变化，为环境保护提供科学依据。

（三）  培养创新型人才

提升学生综合素质。人工智能技术的应用可以为学生提供更加丰富的学习资源和实践机会，培养学生的创新思维、实践能力和跨学科素养。学生可以通过参与人工智能相关的项目和竞赛，锻炼自己的问题解决能力和团队合作精神。例如在人工智能编程竞赛中，学生需要运用数学、计算机科学、物理学等多学科知识来设计和实现智能算法，从而提高自己的综合素质。

满足社会对人才的需求。随着人工智能技术在各个领域的广泛应用，社会对具备人工智能知识和技能的创新型人才的需求日益增长。新兴交叉学科的建设可以培养出适应时代发展的专业人才，满足社会对人才的多元化需求。例如智能制造业需要既懂机械工程又掌握人工智能技术的复合型人才，新兴交叉学科的建设可以为智能制造产业的发展提供人才支持。

二  人工智能赋能新兴交叉学科创新策略

（一）  引入人工智能技术，更新教学内容和方法

1  教学内容的更新

将人工智能技术应用于教育领域，可以将最新的科技成果及时融入教学内容中，使学生们能够及时了解并掌握学科的前沿动态。例如在计算机科学的课程设置中，教师可以增加关于人工智能算法、机器学习、深度学习等领域的最新研究成果和应用案例。这样一来，学生们不仅能够掌握人工智能的基本原理，还能学会如何将这些技术应用于实际问题的解决中。通过这种方式，学生们将能够更好地适应未来科技发展的需求，具备更强的竞争力。

在工程学科的教学中，引入人工智能技术同样具有重要意义。教师可以结合智能制造、智能交通、智能建筑等领域的实际应用案例，展示人工智能技术在工程实践中的具体应用。通过这种方式，学生们不仅能够了解理论知识，还能通过案例分析和实践操作，培养自己的工程实践能力和创新思维。这将有助于学生们在未来的工作中更好地应对各种复杂问题，提高工程项目的智能化水平。

2  教学方法的创新

人工智能技术在教育领域中扮演着越来越重要的角色，它能够为教学方法的创新提供强有力的支持。例如通过利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，教师可以为学生创造一个更加生动和直观的学习环境。这种技术可以使抽象的概念变得具体化，让学生仿佛身临其境，从而极大地提高学生的学习兴趣和参与度。此外，智能辅导系统可以根据每个学生的学习情况和需求，为他们提供个性化的学习建议和辅导。实时跟踪学生的学习进度，识别他们的薄弱环节，并提供有针对性的练习和指导，从而显著提高学习效果。

在线学习平台的普及也为教育带来了革命性的变化。这些平台可以实现教学资源的共享和互动，打破时间和空间的限制，为学生提供更加便捷和灵活的学习方式。学生可以根据自己的时间安排，随时随地访问这些平台，获取丰富的学习资源和资料。此外，在线学习平台还可以通过大数据分析和人工智能算法，为学生推荐适合他们的课程和学习路径，进一步提升学习效率和效果。

（二）  开展人工智能相关的研究项目，推动学科创新

1  组建跨学科研究团队

学科创新的推进离不开不同学科领域专家的共同努力与协作。为了有效地开展人工智能相关的研究项目，组建一个跨学科的研究团队显得尤为重要。这样的团队能够将不同学科的知识和技能进行整合，从而共同应对和解决各种复杂的问题。例如在智能医疗领域，医学专家可以提供丰富的临床经验和对疾病机理的深刻理解，计算机科学家则能够运用先进的算法和大数据分析技术，帮助挖掘疾病特征和预测治疗效果。工程师则负责开发和优化智能医疗设备和系统，确保技术的可靠性和实用性。此外，统计学家、数据分析师和伦理学家等其他领域的专家也能够为项目提供宝贵的见解和建议。

通过这种跨学科的合作，研究团队不仅能够更好地理解疾病的复杂性，还能够开发出更加精准和高效的诊断工具和治疗方法。例如在癌症早期筛查方面，人工智能可以通过分析大量的医学影像数据，识别出微小的病变，从而提高早期诊断的准确率。在个性化治疗方面，人工智能可以根据患者的基因信息和病史，制定出最适合的治疗方案，提高治疗效果并减少副作用。

2  加强产学研合作

产学研合作是一种非常有效的推动学科创新的途径。通过这种合作模式，高校和科研机构可以与企业携手，共同开展与人工智能相关的研究项目。这样不仅可以将科研成果转化为实际应用，还能促进学科的发展和进步。企业在这个过程中可以提供资金支持和实践平台，从而加速科研成果的转化和应用。

例如在人工智能芯片研发领域，高校和科研机构可以与芯片企业展开深度合作。通过这种合作，各方可以共同开展芯片设计和优化研究，以提高芯片的性能和效率。高校和科研机构可以提供理论基础和技术支持，而企业则可以提供实际应用场景和市场需求。这种合作模式不仅能够促进科研成果的快速转化，还能推动整个行业的技术进步和创新。通过产学研合作，各方可以优势互补，共同推动学科创新和产业发展。

三  人工智能加速学科交叉融合策略

（一）  建立跨学科的课程体系，培养复合型人才

1  课程设置的优化

需要构建一个跨学科的课程体系，以培养具备跨学科知识和能力的复合型人才。具体来说，需要精心设计课程体系，以确保学生能够掌握多学科的知识和技能。在课程设置上，可以打破传统学科的界限，开设一系列跨学科课程。例如，开设“人工智能+医学”课程，深入人工智能在医学领域的应用，如智能诊断、个性化治疗等；开设“人工智能+光学”课程，探索人工智能在光学领域的潜力，如智能图像处理、光学传感器等；开设“人工智能+金融”课程，掌握人工智能在金融领域的应用，如智能投资、风险评估等。通过这些跨学科课程，学生能够了解不同学科之间的交叉融合点，培养他们的创新思维和解决问题的能力。

同时，还可以设置跨学科的实践课程，让学生通过实际项目锻炼自己的跨学科思维和能力。例如可以组织学生参与跨学科的科研项目，让他们在实际操作中学习如何将不同学科的知识和技能结合起来，解决实际问题。通过这种方式，学生不仅能够巩固课堂上学到的理论知识，还能提高他们的实践能力和团队合作精神。

2  教学方法的改革

为了提升跨学科课程的教学效果，教师们需要采取一些创新的教学方法。例如项目式教学法是一种非常有效的方式，它让学生在完成真实项目的过程中，学习和掌握跨学科的知识和技能。通过这种方式，学生不仅能将理论知识应用到实践中，还能培养解决问题的能力和创新思维。

此外，小组合作学习法也是一种值得推荐的方法。通过将学生分成小组，让他们在合作中交流思想和知识，可以有效促进学生之间的互动与合作。这种方法不仅能培养学生的团队合作精神，还能提高他们的沟通能力和社交技巧。