人工智慧如潮,教育如何做「弄潮兒」?

人工智能如潮,教育如何做“弄潮兒”?

人工智能如潮,教育如何做“弄潮兒”?

在人工智能影響下人類的學習在發生哪些變化

記者:對學生來說,現在全世界技術含量最高的學習方式是什麼樣的?

祝智庭:據我瞭解,IBM開發了一個機器人助教吉爾·沃森(JillWatson),用於佐治亞理工學院開設的“基於知識的人工智能”在線課程來回答學生的問題,而學生沒有意識到吉爾是智能機器人。應該說它能夠代表當前人工智能在教育應用中的較高水平,它將機器智能帶入了認知時代。這使得開發者堅信,使用人工智能能夠實現規模化的個性化學習。當然這只是從技術含量上考慮學習的先進性。

其實,僅僅從技術層面考慮教育的先進性,未免有失偏頗。比如,現在教育界受信息技術界影響,也在大談“互聯網+教育”。說實話,這有盲目跟風的嫌疑。信息技術界所謂“互聯網+”背後的理念是,將信息技術滲入到各行各業,改變產業的結構與生產方式,特別是在服務業。在教育領域,技術帶來的便利性是必要的,但便利性並非教育的核心價值,給學生創造美好的學習與發展體驗才是核心價值。所以教育中採納技術具有天然的“慢性”特徵,因為教育從來都不是單純根據技術的需求來變革的。

記者:很多人說“技術引領教育變革”,技術帶給教育的本質變化是什麼?

祝智庭:我比較贊同“技術促進教育變革”的說法,這表明了先進教育理念引導教育變革的重要性。本質上講,技術首先是由人類賦能的(對技術設計者、創造者而言),而技術又倒過來起到為人類賦能的作用(對普通使用者而言),讓普通人由不能變為可能,由小能變為大能。

前幾年我提出了“技術促進教育變革的基本原理”。第一,由於技術改變了人類活動的時空結構,從而會改變人們的學習方式。第二,由於技術提供了豐富的信息表徵或表現形式,從而會改變學習者的認知方式。第三,由於技術改變了人類信息活動的社會主體結構、參與方式以及對信息資源的擁有關係,從而會改變參與者之間的教育關係。第四,技術提供了行為主體的智能代理功能,從而會改變學習的系統生態。第五,技術使學習資源具有無限複製性與廣泛通達性,從而可以極大增加人們的學習機會。

記者

:人工智能使人類的學習發生了哪些根本性變化?

祝智庭:在學習方式方面,人工智能使得學習者可以在任何時空通過多種渠道學習,獲取知識不再侷限於學校教育;在認知方式方面,使得認知處於分佈式狀態,即認知不僅發生在頭腦中,還發生在人與智能工具的交互過程中;在教育關係方面,打破了教育的知識傳播平衡,引起教育者權威的削弱,加強了“以學生為中心”的關係;在系統生態方面,虛擬導師、虛擬學伴、虛擬團隊、虛擬教練、虛擬班友提供行為主體的智能代理,改變了以往學習主體之間及學習主體與學習環境的交互作用,改變了學習生態;在學習機會方面,因為網上提供的開放學習資源可以廣泛共享,使得人們接觸優質資源的學習機會大大增加。

記者:在學校教育中,人工智能引發的學習方式有哪些?

祝智庭:此前我在智慧學習生態論述中提出了四種智慧學習方略,分別是班級差異化教學、小組研創型學習、個人自主適性學習、群體互動生成性學習。如果從教育理念方面考慮,當前最先進的當數群體互動生成性學習,特別是當它和深度學習理念融合後形成的模態,因為其涉及個性化、協同化、體驗式、探究式等先進理念。比較容易實現的是基於精準教學設計的班級差異化教學,而小組研創型學習和個人自主適性學習還處於初級水平,更別說群體互動生成性學習了。這不僅僅是相關技術缺失問題,更是先進教學設計缺失問題。

從根本上講,技術在教育中的價值不是由技術決定的,而是由學習設計者決定的。你可以用技術讓學生瘋狂刷題,變成應試教育的“幫兇”;你也可以用技術創設情境,讓學生獲得較好的學習體驗,培養其發現與創造的潛力。另一方面,在教育中未必用了高技術就有高產出(學習成效),有時小技術也能發揮大作用。所以,在教育中使用合適的技術才是好的。

人工智能如潮,教育如何做“弄潮兒”?

人工智能會催生教育形態和組織發生哪些變化

記者:現在與信息技術相關的教學方式有哪些?

祝智庭:在教育技術領域,大數據出現之前已經出現了四種研究範式:計算機輔助教學,讓計算機當助教;智能導師系統,讓計算機當家教;讓兒童用Logo語言來教計算機(Logo-as-Latin,Logo語言邏輯嚴密性猶如拉丁語,所以這種範式有助於發展兒童思維能力),讓計算機當學生;計算機支持的協作學習(CSCL)。智能教學系統起源於人工智能,早期主要關注系統教學能力,在大數據時代則更多地關注學習服務,由此增加了個性化和自適應兩個新元素,這與新出現的第五種範式個性化適性學習是很吻合的。

隨著人工智能深度學習技術的發展,教育技術正在出現第六種範式——機器自主學習。如果真的達到了,人們就會意識到,既然基於知識算法的機器人能夠輕易超越我們的邏輯思維能力,教育為什麼不讓學生轉向審辯思維、創造思維發展呢?高考為什麼不多用一些面向本真問題解決的綜合能力測試題,增加表現性評價呢?這時候,技術促進教育變革的真正意義就更為明顯了。

記者:這樣的學習方式使學習的組織形式發生了哪些變化?會影響到更大的社會組織結構的改變嗎?

祝智庭:人工智能下的學習組織形式,將在“學生為中心”的基礎上更加關注“素養為基、能力為本”。因此,學習組織形式會越來越靈活、多樣,甚至出現生成性特徵。具體講,人工智能下的學習組織形式將依據“個體特徵”“當前表現”“個人需求”三個層次呈個性化生長態勢,因此學習的組織形式也將無法提前預設。慶幸的是,這種生成性是可視化的,並且教師也可在其中起到引導者、幫助者作用。

另外,在人工智能的賦能下,個別教學與班組教學的形式將同在,現場學習與脫境學習的形式也將同在。個別教學與現場學習是人工智能的強項,而班組教學與脫境學習是教師的強項。人工智能下的學習組織形式的變化,其實是“人機雙師”協同工作的結果。

這種人機協同誘發的系列變化,當然也會影響到社會組織結構的變革。比如,學校、社區、社會的組織結構將以精準、高效的服務為導向,組織結構將從“機構為中心”演變為“人為中心”。

記者:學校制度要相應發生哪些變化?

祝智庭:具體來說,首先,建立學校信息化應用制度,根據自己學校的校本特徵,適時、適需、適量購置。其次,建立數據驅動的無縫管理制度,精簡、高效地為師生服務。再其次,建立智慧型教師專業發展制度,比如教師角色精細化制度、智慧型團隊組建制度等。最後,建立智慧測評、以評促學制度,這是開展個性化與自適應的基礎,更是數據智慧轉化教學智慧的前提。

記者:未來學校會是什麼樣的?

祝智庭:我知道很多人說“未來學校已來”,所以最近做了一個關於美國基礎教育領域未來學校的專題研究,確定了四類“未來學校”:第一類是美國硅谷精英創辦的高科技理想學校,例如微型聯校、高科技特許學校、可汗實驗室學校。第二類是虛擬學校,是全日制在線學校,美國大多數州都有覆蓋。第三類是以工程技術課程(STEM)為主的學校,美國各州都有許多實驗校。第四類可以冠以“另類創新學校”的名稱,跳出技術看教育革新,例如由哈佛教育研究生院與邦德公司合辦的野趣學習學校,自1991年開始,已在全美髮展了165所;美國加州首先開辦的達芬奇學校,採取校企聯辦,生涯定向的辦學方針,下設創新學園、傳媒高中、設計高中和科學高中;美國私立學校聯盟開始探索高校錄取新模式,為每個學生做一份數字化檔案,已有80多所著名高校承諾,一旦數字化檔案做到可行,高中生無須高考就可能被錄取了。

教育創新可以有不同路徑,不要迷信技術,也不要漠視技術,允許多樣性實驗才是可取之道。

人工智能會促進人類思維“進化”嗎

記者:人工智能等信息技術所催生的這些新學習方式,會影響到人的思維發展嗎?

祝智庭:無論是吉爾·沃森輔助的個性化在線學習,還是智慧教育的四種智慧學習方略,基本上突破了課堂時間和學校場地的侷限。這使得全時空學習變得可能。這樣,佔比較大的基本知識和技能可以在課外或校外解決,而課堂可以培育更為高階能力,如分析能力、綜合能力、創造能力等。

以美國學者斯滕伯格的思維三元理論來看,傳統的授受教學方式注重“審辯—分析性思維”的培育,而上面幾種學習方式新增對“創造—綜合性思維”和“實用—情境性思維”的培育。其中,第一類思維適於解決熟悉的問題;第二類思維適於解決相對新奇的問題,這類人善於提出自己的見解,採用獨特的策略解決問題;第三類思維適於解決日常生活中的問題,這類人能夠很好地滿足社會和工作的需求。具有三類思維能力的人,恰好是智慧教育所說的智慧人才,他們有能力處理好現在和未來遇到的問題。

記者:這樣的學習方式,會影響到人腦嗎?會改變腦神經的結構嗎?

祝智庭:人腦結構是受生物基因與文化基因雙重影響決定的,學習過程就是腦細胞連接的新生與重生的過程,因此任何一種學習活動和方式都會影響腦結構。以深度學習為例,人工智能領域中的深度學習與淺表學習的一個重要區別就是,深度學習涉及的人工神經網絡的隱層數較多。很多學者都在講,深度學習就是為遷移而學的學習,這只是表象。本質上講,人類的深度學習應該是激發更多人類神經元參與的學習。參與的神經元越多,感官得來的信息越能抽象形成為更高級的意義。意義級別越高,越接近事與物的本質與原理。只有觸及本質與原理時,遷移才有可能。這兩個領域中的深度學習是相通的。有時候,人腦結構甚至會產生突變(萌發作用)。在智能化時代,可以用“聯通主義”理論來解釋學習現象——連接即學習,既包括自己腦內的連接,也包括與他人他物的連接。

任何創新都具有風險性,很多科學技術已經使人變得越來越“懶惰”。在“方便、快捷、足不出戶”等生活時尚下,人們的身體運動技能確實有所退化。腦電波傳感與控制技術現在已能使人類通過“意念”來控制無人機的飛行。當有一天,人們可以通過“意念”來控制任何物體時,也許我們連手指都懶得動了。

雖然運動技能有所下降,但不可否認的是,人類的智力是在提高的。當人工智能幫助人類處理規則確定性、動作機械性、過程重複性的日常事務,人們將會有更多時間和精力去進行富有情感性和創造性的活動。另外,現在已經出現了人工智能產品(比如腦機界面技術產品)植入人體內拯救癱瘓、中風患者,彌補色盲缺陷的現象。

在人工智能技術、腦基學習理論進教育的時代,加德納的多元智能理論更有指導意義。

記者:人類怎樣與人工智能“友好”相處呢?

祝智庭:我對人機關係的基本立場是人與機器分工與協同,不妨確定一個“底線思維”:把適合機器做的事讓機器去做,把適合人做的事讓人來做,把人機結合起來能做得更好的事讓人機一起來做。這也是我們團隊關於智慧教育的核心觀點。其實,人工智能自誕生之日起,就是為人類服務的,這是人類創制人工智能的初衷,這個初心不能忘。

不可否認的是,任何創新都會伴隨風險,而人們對創新的風險預估似乎普遍不足。在人們的職業技能與素養還沒有做好轉型前,部分崗位被機器取代就是一個很好的例證。特別是韓國圍棋世界冠軍李世石被人工智能打敗後,人們出現了一個戲劇性的觀點:如何抗衡人工智能。其實,在計算機擅長的領域中,與其和機器較勁,不如把精力放在自己擅長的領域,比如創造與想象。這樣,人類充分發揮自己的專長,並且利用好機器的專長,豈不是更加美好?

記者:在教育領域會怎樣?教師會被人工智能代替嗎?

祝智庭:教育既是服務業,又是文化事業,也是社會現象。從服務業角度,機器的可替代性較大,比如教育的供給側—需求側關係,通過研究可以越來越清晰,基於這種關係的解讀,知識講授已經可以定向配送服務了。

作為文化事業,教育是個複雜系統,它是科學性、技術性、藝術性和人文的有機統一。人工智能技術的作用體現在四個方面:替代、增強、調整、重構。以此為序,替代與增強作用對教育生態系統的副作用較小,而調整與重構作用對教育生態系統的破壞作用難以預測,所以要謹慎對待。在文化事業中,我主張關注人機協同作用,人工智能製品可以成為師生的助手與同伴。

作為社會現象,教育是人類終極難題,因為所有教育問題都是社會問題,所有社會問題都可與教育相關,所以教育是個超複雜生態系統,人工智能可以在許多不同生態位上起多樣的、動態的作用,目前誰也無法預料,或者永遠無法完全確定。

從目前來看,無論智能機器人如何發展,充其量是“有知識沒文化”的人類代偶,而教育工作者應該既有知識又有文化,大可不必在人工智能浪潮面前驚慌失措,更不能被商業炒作搞得“神魂顛倒”。當然,教師角色與能力結構都要與時俱進。若干年後,不懂人工智能的教師將無所適從,懂得人工智能的教師將如虎添翼。


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