中国教育报|祝智庭:教育从不单纯根据技术需求来变革

韩国围棋世界冠军李世石被人工智能打败后,很多人开始担心,人类如何抗衡人工智能。诺贝尔文学奖获得者莫言在回答高中生的提问“人工智能对世界的影响”时,幽默地说:“你们要好好学习,未来还是你们的,不是机器人的。”

  人工智能如潮。教育如何做“弄潮儿”?我们就相关问题采访了华东师范大学教育技术学博士生导师祝智庭教授。

“学习”的确是人们面对人工智能首先要采取的姿态。

在人工智能影响下人类的学习在发生哪些变化

人工智能等数字科技重塑人脑

  记者:对学生来说,现在全世界技术含量最高的学习方式是什么样的?

“在计算机擅长的领域中,人类绞尽脑汁来战胜人工智能是不明智的。与其在这个领域中和机器较劲,不如把精力放在自己擅长的领域,比如创造与想象。充分发挥自己的专长,并且利用好机器的专长,岂不是更加美好?”华东师范大学教授祝智庭说。

  祝智庭:据我了解,IBM开发了一个机器人助教吉尔·沃森(JillWatson),用于佐治亚理工学院开设的“基于知识的人工智能”在线课程来回答学生的问题,而学生没有意识到吉尔是智能机器人。应该说它能够代表当前人工智能在教育应用中的较高水平,它将机器智能带入了认知时代。这使得开发者坚信,使用人工智能能够实现规模化的个性化学习。当然这只是从技术含量上考虑学习的先进性。

德国波鸿市鲁尔大学的一项研究表明,大脑在学习新东西以后的3个小时内便会改变结构。人工智能支持的个性学习、协同学习、体验学习和探究学习等学习方式,对脑结构的改变会更加明显。特别是人工智能支持的深度体验与探究学习,会多方面深度激活不同脑神经区域,也就是说人类的大脑正不断地被智能科技重新塑造。

  其实,仅仅从技术层面考虑教育的先进性,未免有失偏颇。比如,现在教育界受信息技术界影响,也在大谈“互联网+教育”。说实话,这有盲目跟风的嫌疑。信息技术界所谓“互联网+”背后的理念是,将信息技术渗入到各行各业,改变产业的结构与生产方式,特别是在服务业。在教育领域,技术带来的便利性是必要的,但便利性并非教育的核心价值,给学生创造美好的学习与发展体验才是核心价值。所以教育中采纳技术具有天然的“慢性”特征,因为教育从来都不是单纯根据技术的需求来变革的。

“当人工智能帮助人类处理规则确定性、动作机械性、过程重复性的日常事务后,人们将会有更多的时间和精力去处理富有情感性和创造性的活动。”祝智庭说。

  记者:很多人说“技术引领教育变革”,技术带给教育的本质变化是什么?

那么,被人工智能重塑的大脑应该学习什么以迎接新生活呢?

  祝智庭:我比较赞同“技术促进教育变革”的说法,这表明了先进教育理念引导教育变革的重要性。本质上讲,技术首先是由人类赋能的(对技术设计者、创造者而言),而技术又倒过来起到为人类赋能的作用(对普通使用者而言),让普通人由不能变为可能,由小能变为大能。

“在人工智能时代,在更‘黑’的‘黑科技’时代,人怎么活着、为什么学习、怎样学习等,才是更本质的问题。”北京景山学校计算机教师吴俊杰说。新的时代,又重复起古老的命题,认识你自己,认识个人与社会的关系,即认识群体。

  前几年我提出了“技术促进教育变革的基本原理”。第一,由于技术改变了人类活动的时空结构,从而会改变人们的学习方式。第二,由于技术提供了丰富的信息表征或表现形式,从而会改变学习者的认知方式。第三,由于技术改变了人类信息活动的社会主体结构、参与方式以及对信息资源的拥有关系,从而会改变参与者之间的教育关系。第四,技术提供了行为主体的智能代理功能,从而会改变学习的系统生态。第五,技术使学习资源具有无限复制性与广泛通达性,从而可以极大增加人们的学习机会。

清华大学数学系教授、清华大学附中校长王殿军认为,在学校引入人工智能,让孩子通过研究机器人更好地理解智能和人类自身,让孩子学会如何和机器人打交道。

  记者:人工智能使人类的学习发生了哪些根本性变化?

“从‘认识你自己’出发,学生要学会提高自我效能感。否则,在人工智能时代,你很容易被机器‘饲养’起来。所以要把自己的天赋发挥出来,在不断的正反馈中,创新成瘾。”吴俊杰说,“从‘认识群体’出发,学生要学会适应和热爱群体化创新。在人工智能时代,特别需要通过群体化方式去共同解决一些问题。”

  祝智庭:在学习方式方面,人工智能使得学习者可以在任何时空通过多种渠道学习,获取知识不再局限于学校教育;在认知方式方面,使得认知处于分布式状态,即认知不仅发生在头脑中,还发生在人与智能工具的交互过程中;在教育关系方面,打破了教育的知识传播平衡,引起教育者权威的削弱,加强了“以学生为中心”的关系;在系统生态方面,虚拟导师、虚拟学伴、虚拟团队、虚拟教练、虚拟班友提供行为主体的智能代理,改变了以往学习主体之间及学习主体与学习环境的交互作用,改变了学习生态;在学习机会方面,因为网上提供的开放学习资源可以广泛共享,使得人们接触优质资源的学习机会大大增加。

人工智能时代需转换学习方式

  记者:在学校教育中,人工智能引发的学习方式有哪些?

我国“863超脑计划”在开发高考机器人,期望到2020年能够达到清华、北大考生的水平。在祝智庭看来,这是随着人工智能深度学习技术的发展,教育技术正在出现的第六种范式——机器自主学习。其他5种范式包括计算机辅助教学、智能教学系统、Logo-as-Latin(让儿童用LOGO语言来教计算机,以此发展儿童思维能力)、计算机支持的协作学习(CSCL)和新出现的个性化适性学习。

  祝智庭:此前我在智慧学习生态论述中提出了四种智慧学习方略,分别是班级差异化教学、小组研创型学习、个人自主适性学习、群体互动生成性学习。如果从教育理念方面考虑,当前最先进的当数群体互动生成性学习,特别是当它和深度学习理念融合后形成的模态,因为其涉及个性化、协同化、体验式、探究式等先进理念。比较容易实现的是基于精准教学设计的班级差异化教学,而小组研创型学习和个人自主适性学习还处于初级水平,更别说群体互动生成性学习了。这不仅仅是相关技术缺失问题,更是先进教学设计缺失问题。

“到了那时,人们才会清醒地意识到,既然基于算法的机器人能够轻易超越人的逻辑思维能力,教育为什么不让学生转向审辩思维、创造思维发展呢?高考为什么不多用一些面向本真问题解决的综合能力测试题呢?这是技术促进教育变革的真正意义所在。”祝智庭说。

  从根本上讲,技术在教育中的价值不是由技术决定的,而是由学习设计者决定的。你可以用技术让学生疯狂刷题,变成应试教育的“帮凶”;你也可以用技术创设情境,让学生获得较好的学习体验,培养其发现与创造的潜力。另一方面,在教育中未必用了高技术就有高产出(学习成效),有时小技术也能发挥大作用。所以,在教育中使用合适的技术才是好的。

清华大学附小五年级的穆子雯最近在老师指导下完成了一项北京地铁空间中PM2.5及PM10的调查研究,起因是重度雾霾使她连续3天都要戴口罩。2017年7月至10月,她选择西直门、西单等7个典型车站,测试晴天、雾霾、大风和下雨等典型天气下的PM2.5和PM10的数值,积累了数百组、上千个数据,对地铁公司提出了绿色出行的建议。像穆子雯这样的学习方式,正是在人工智能背景下比较典型的学习方式。

金沙js55,人工智能会催生教育形态和组织发生哪些变化

吴俊杰认为,按照现代学习理论,根据学习中智能匹配的不同方式,可以分为基于问题的学习、基于项目的学习和基于产品的学习三种形式。

  记者:现在与信息技术相关的教学方式有哪些?

“基于问题的学习,倾向于产生知识。它适合所有学校已知的科目,主要是在校园里解决的。基于项目的学习产生的是一个方案,一定要有甲方、乙方,可以超越校园,更加接近真实生活。还有一种新的学习模式叫基于产品的学习,这种学习更倾向于真实的环境,从使用产品到设计产品,甚至将产品转化成全人类的共同财富。基于产品的学习在现在流行的创客教育中慢慢流行开来,教育不仅引导大家适应现在的生活,而且号召我们主动构建未来的生活。”

  祝智庭:在教育技术领域,大数据出现之前已经出现了四种研究范式:计算机辅助教学,让计算机当助教;智能导师系统,让计算机当家教;让儿童用Logo语言来教计算机(Logo-as-Latin,Logo语言逻辑严密性犹如拉丁语,所以这种范式有助于发展儿童思维能力),让计算机当学生;计算机支持的协作学习(CSCL)。智能教学系统起源于人工智能,早期主要关注系统教学能力,在大数据时代则更多地关注学习服务,由此增加了个性化和自适应两个新元素,这与新出现的第五种范式个性化适性学习是很吻合的。

人工智能创造新的学习文化

  随着人工智能深度学习技术的发展,教育技术正在出现第六种范式——机器自主学习。如果真的达到了,人们就会意识到,既然基于知识算法的机器人能够轻易超越我们的逻辑思维能力,教育为什么不让学生转向审辩思维、创造思维发展呢?高考为什么不多用一些面向本真问题解决的综合能力测试题,增加表现性评价呢?这时候,技术促进教育变革的真正意义就更为明显了。

在北京景山学校初一年级的计算机课上,学生李雨嘉演示了自己编程设计的爱心卡,按下爱心卡的一个按键,可以显示自己的名字;按两下,可以显示好朋友的名字;按三下,可以显示一颗爱心。

  记者:这样的学习方式使学习的组织形式发生了哪些变化?会影响到更大的社会组织结构的改变吗?

这样的编程看似简单,却是未来社会常见的甚至是必需的技能,编程语言可能成为人类必须掌握的新语言。“人工智能时代,需要掀起一场‘新识字运动’,所有人都要学会重新学会‘写字’,这场运动的主角是编程、创客、机器人。”吴俊杰说。只有这样,人工智能才会为人类开创一种新的文明形态。

  祝智庭:人工智能下的学习组织形式,将在“学生为中心”的基础上更加关注“素养为基、能力为本”。因此,学习组织形式会越来越灵活、多样,甚至出现生成性特征。具体讲,人工智能下的学习组织形式将依据“个体特征”“当前表现”“个人需求”三个层次呈个性化生长态势,因此学习的组织形式也将无法提前预设。庆幸的是,这种生成性是可视化的,并且教师也可在其中起到引导者、帮助者作用。

这是迥异于传统语言文字的“语言”,代表着学习形态的变化,代表着一种新的学习文化。

  另外,在人工智能的赋能下,个别教学与班组教学的形式将同在,现场学习与脱境学习的形式也将同在。个别教学与现场学习是人工智能的强项,而班组教学与脱境学习是教师的强项。人工智能下的学习组织形式的变化,其实是“人机双师”协同工作的结果。

南京大学教授桑新民自20世纪90年代就开始在课堂教学中研究信息时代学习理论与技术,他认为人工智能对教育的价值,正在于不断替代师生的低水平重复性教学活动,让课堂充满生命活力。这种对教育的挑战,恰恰是教育的福音和教育的未来。

  这种人机协同诱发的系列变化,当然也会影响到社会组织结构的变革。比如,学校、社区、社会的组织结构将以精准、高效的服务为导向,组织结构将从“机构为中心”演变为“人为中心”。

这种新的学习文化,具有丰富的内涵。在祝智庭看来,人工智能使得学习者可以在任何时间、任何地点通过多种渠道接入学习,获取知识不再局限于学校教育阶段。此外,人工智能使得认知不仅发生在头脑中,还发生在人与智能工具的交互过程中。在教育关系方面,人工智能打破了教育的知识传播平衡,加强了“以学生为中心”的关系。而虚拟导师、虚拟学伴、虚拟团队、虚拟教练、虚拟班友等,是对人脑智能的延伸、强化和补充,改变了以往学习主体之间、学习主体与环境之间的交互作用,改变了学习生态。“但是无论如何变化,教育发展的总趋向是让学生从学会到会学与会创。”祝智庭说。

  记者:学校制度要相应发生哪些变化?

在这种新的学习文化中,教师也变了一个样。未来,教师不可能被人工智能所取代。但祝智庭认为,教师角色必须转变,从知识传播者变为学习促进者;教师的能力结构也必须改变,不懂技术的教师将被懂技术的教师所替代;人与机器之间必须合理分工、协同工作。

  祝智庭:具体来说,首先,建立学校信息化应用制度,根据自己学校的校本特征,适时、适需、适量购置。其次,建立数据驱动的无缝管理制度,精简、高效地为师生服务。再其次,建立智慧型教师专业发展制度,比如教师角色精细化制度、智慧型团队组建制度等。最后,建立智慧测评、以评促学制度,这是开展个性化与自适应的基础,更是数据智慧转化教学智慧的前提。

“君子不器。不要把自己变成一个物品,变成一个工具,变成一个只有一样功能的人。人工智能时代帮助教师变成智者。”吴俊杰说。

  记者:未来学校会是什么样的?

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