人工智能與未來教育
——專訪中央電化教育館館長王珠珠

文 | 本刊記者

在日前結(jié)束的平昌冬奧會閉幕式上，“北京8分鐘”驚艷世界。在這場精彩絕倫的視聽盛宴中，給人留下最深刻印象的莫過于高科技手段的運用了。2位“熊貓隊長”、22位輪滑少年和24面由智能機器人操作的“冰屏”相互配合，不斷實現(xiàn)影像的變換，將中國和奧運元素一一呈現(xiàn)，充分展示了當代中國的“科技范兒”。當前，人工智能迅猛發(fā)展，正在日益廣泛地改變著我們的生活。在這一歷史進程中，教育既是人工智能發(fā)展的重要推動力量，又在其影響下發(fā)生著深刻變革。那么，我們應當如何看待智能時代的來臨？人工智能又給教育帶來了哪些變化呢？就此，我們專訪了中央電化教育館王珠珠館長，請她來談談智能時代的教育展望。

智能時代給人類社會帶來的變化

問：現(xiàn)在人工智能可謂已家喻戶曉，機器人已經(jīng)不止一次戰(zhàn)勝了人類，包括在法律、醫(yī)療、體育等方面。您是如何理解人工智能和人工智能時代的？

王珠珠：可以說，人與機器的共生已成為重要的時代特征。我想人工智能是一種技術(shù)，但它的功能和影響已經(jīng)超越了技術(shù)。第一，它不僅局限于計算機學科領(lǐng)域，它已經(jīng)與多學科交叉融合，成為一個新興的技術(shù)學科，呈現(xiàn)了很快也很重要的跨學科發(fā)展。所以，我贊同把人工智能（Artificial Intelligence）定義為研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。第二，人工智能技術(shù)的爆發(fā)和向各領(lǐng)域的滲透，把人類帶入了人工智能時代。從1956年它被提出，在2016年有了爆發(fā)式增長，期間還是有一段時間的孕育期的。最近兩年，我們看到，人與機器之間的交互作用對技術(shù)發(fā)展的滲透力是非常強的。與單純作為人工智能技術(shù)研發(fā)不同，它已經(jīng)滲透于各行各業(yè)各個領(lǐng)域中，產(chǎn)生了人與社會關(guān)系的一系列變化。因此，從這個意義上講，今天人工智能不僅是一個技術(shù)的概念，也是一個社會學的概念。正是當它作為一個社會學概念的時候，我們稱之為智能時代或智能社會。

問：如何從技術(shù)角度去理解人工智能？

王珠珠：這里我想引用中國工程院潘云鶴院士的觀點。他認為，20世紀70年代以來，AI的典型任務與應用有7個方面，一是機器定理證明（邏輯和推理），仿的是解題者；二是機器翻譯（自然語言理解），仿的是譯者；三是專家系統(tǒng)（問題求解和知識表達），仿的是專家（如：醫(yī)生、維修者）；四是博弈（樹搜索），仿的是弈者；五是模式識別（多媒體認知），仿的是認知者；六是學習（神經(jīng)網(wǎng)絡），仿的是初學者；七是機器人和智能控制（感知和控制），仿的是生物動作。這是從技術(shù)角度對人工智能的一種很權(quán)威的解讀，我認為它通俗易懂，即使沒有什么專業(yè)知識，也可以把握人工智能技術(shù)的基本脈絡：向人的能力挑戰(zhàn)，用機器獲得的能力來補充、完善和伸延人的能力。

問：時代在不斷變化，隨之變化的不僅有技術(shù)，還有各種社會關(guān)系。那么，我們應當怎樣從技術(shù)到社會角度去看待人工智能呢？

王珠珠：吳軍在他的《智能時代》一書中討論了大數(shù)據(jù)和智能革命，指出我們的時代正在實現(xiàn)人類從因果關(guān)系到數(shù)據(jù)關(guān)系的轉(zhuǎn)變，這是今天人工智能非常重要的一個方面。我曾經(jīng)問一個年輕學者，如何用最簡單的話來概括人工智能，他說，就是“比對”。從文字的因果關(guān)系的變化，到數(shù)字的比較，在比較中去抽取、發(fā)現(xiàn)一些關(guān)系，在這個過程中我們改變的不僅是技術(shù)更是思維方式，甚至是生產(chǎn)關(guān)系。過去我們的生產(chǎn)關(guān)系是人與自然、人與物質(zhì)的關(guān)系，我們在應用機器智能的今天，需要再加上人與具有智能的物質(zhì)的關(guān)系。這是非常重要的一些變化。它會影響生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)關(guān)系。因此，它會對社會產(chǎn)生深刻且深遠的影響，需要我們思考的不僅是什么職位將消亡這些直接的問題，它的影響會比以往的技術(shù)，包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給人類帶來的新課題要多得多。

王珠珠

中央電化教育館黨委書記、館長，教育部基礎(chǔ)教育資源中心主任。

教育部杜占元副部長提出的“零點革命”可以警醒世人更自覺和深入地認識這場人類變革。他認為，信息時代與人工智能時代存在本質(zhì)區(qū)別，信息技術(shù)可被看作工業(yè)技術(shù)的頂峰，是由機器革命延伸而來，“但人工智能技術(shù)有可能超越這個頂峰，成為新的革命的起點，而不是以往革命的延伸。”為什么叫“零點革命”？杜占元副部長闡釋：人和動物的區(qū)別是智能，所以人類的誕生起點是智能。人工智能也可以被視為回到原點的革命，只不過人類的智能是由大自然進化引發(fā)的結(jié)果，而人工智能則是人為回到原點。這是人類對自我的挑戰(zhàn)，技術(shù)發(fā)展必將引起一系列思維、邏輯、社會的變化。人類在試圖給自己帶來新的能力和便利的同時，也會不可避免地遭遇不少困擾。

智能時代的教育變革

問：當前人工智能正逐步滲透到社會、經(jīng)濟、生活的方方面面，也正在醞釀著教育的一場新的更大的革命。您認為在智能時代，教育面臨著哪些新課題？

王珠珠：隨著人工智能的發(fā)展，教育會發(fā)生哪些變化？也許我們現(xiàn)在還不能很清晰、完整、準確地回答這一問題，但我們必須要去面對、去思考。

學習是人的社會化過程。人不僅向書本學習、向老師學習，而且要在社會生活中學習。人是帶著自己過去的所有的經(jīng)驗、所有的認知結(jié)構(gòu)來學習的。但是，在智能時代，我們將面臨很多新的課題，包括誰來教？教師要教什么、怎樣教？學生要學什么、怎樣學、向誰學？以前我們的學習，都是從最基本的知識開始的。今后，機器人成為與人共生的社會生態(tài)，但機器人產(chǎn)品是已經(jīng)“學習”過了的，可以不用從開始學習。即使機器人需要從開始學習，也會像AlphaZero那樣，比人學得快得多。那么，對于孩子和成人而言，應該學什么？哪些不用學只需問機器人就行了？哪些一定要學？在什么成長時間學？我們各個學習階段又該學什么、怎樣學？這些都成為需要我們?nèi)ニ伎己脱芯康恼n題，只有這些問題有了解答，我們才能在人與機器人共生的生態(tài)中獲得自為。

問：請您具體談一下在智能時代，教育將會在哪些方面發(fā)生變化。

王珠珠：這個問題已經(jīng)有專家的論述。這里我講講個人感受最深的。首先，人的學習方式會發(fā)生重大變化。人們把人類的學習方式分為三種，即正規(guī)教育、非正規(guī)教育和非正式學習。實際上我們現(xiàn)在最大的教育還是在正規(guī)教育上（見圖1）。隨著社會的發(fā)展，非正式學習將成為人類基本的學習形態(tài)，或者說是最重要、最普遍的形態(tài)。盡管它是零碎的、碎片化的，但它加起來的總和，一定是大于正規(guī)教育和非正規(guī)教育的（見圖2）。正規(guī)教育主要是學術(shù)的教育。學習方式的變化，將使我們對很多問題的看法發(fā)生改變。今天，一般而言，社會上最精英的人是那些在正規(guī)教育中學到最頂端的人。那么在未來還會是這樣嗎？現(xiàn)在還不能下定論，但可以預見，這種狀況一定會發(fā)生改變。

有這樣一個事例和大家分享。有個幼兒園小班的孩子，只有三歲。有次爸爸有事不能來接他放學，就讓一個叔叔來接他，這事也已經(jīng)告知了老師。但是這孩子的安全意識太強了，雖然認識這個叔叔，但他就是不跟叔叔走。就在僵持不下、老師一籌莫展的時候，孩子自己提議通過微信視頻和爸爸確認此事，由此使問題得以最終解決。“視頻確認”的方法不是老師教他的，而是他在社會生活中習得的。由此可見，非正式學習將會越來越成為人學習過程中很重要的一種形式和要素。同時，這也引出了以下的第二個變化。

>>圖1

>>圖2

其次，知識獲取途徑會發(fā)生變化。以前的教育三要素，是教師、學生和學習內(nèi)容。教師將知識進行“消化”、設計以后，通過恰當?shù)姆绞絺魇诮o學生（見圖3）。現(xiàn)在，我們強調(diào)以學生為中心，各方面都要和學生的學習發(fā)生關(guān)聯(lián)。學生的“老師”不一定只是學校中的教師，也可能是家長以及身邊的社會人士等。學生的知識源在變，知識接收渠道也在變，所以強調(diào)以學生為中心的學習比以往更有現(xiàn)實必要性和緊迫性（見圖4）

>>圖3　

>>圖4

在學習過程中，人會有很多學習伙伴，包括同齡人和非同齡人，當然也可能有機器人。如某農(nóng)村學校進行過實驗，在沒有老師教而僅靠英語機器人輔導的情況下，孩子們在測試中考了70多分。因此機器人陪伴的學習，也將成為一種學習方式。而學習網(wǎng)絡也將發(fā)生改變。互聯(lián)網(wǎng)不僅連接了知識、信息、人，還連接了很多關(guān)系，連接了人際，連接了興趣。我們是利用互聯(lián)網(wǎng)建立起一個網(wǎng)絡關(guān)系，這個網(wǎng)絡關(guān)系，就成為我們的學習網(wǎng)絡。學生通過各種途徑去學習，每一個途徑都會對他產(chǎn)生非常重要的影響。在中央電教館舉行的相關(guān)比賽中，許多老師都講到，“我在和學生的共同學習中完成了某某教學任務”。這是智能時代背景下，教育思想轉(zhuǎn)變的一個非常重要的表現(xiàn)。師生共建學習情境，在情境中學習，將成為智能時代教育的重要特征。

>>圖5

第三，教與學的行為將發(fā)生變化。相信廣大教育工作者都對“學習金字塔（Learning Pyramid）”很熟悉（見圖5）。“學習金字塔”說的是，運用“聽講”這種我們最熟悉、最常用的教學方式，學習效果是最低的，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率僅為5%；通過“閱讀”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為10%；通過“視聽”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為20%；通過“演示”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為30%；通過“討論”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為50%；通過“實踐”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為75%；通過“教授給他人”，兩周之后，學習內(nèi)容的留存率為90%。由此我們可以看到，學習內(nèi)容的留存率不足50%的幾種學習方式，都是被動學習或個人學習；而學習內(nèi)容的留存率達到或者超過50%的幾種學習方式，都是主動學習或參與式學習。在智能時代，由于知識源和知識傳播途徑的變化，主動學習和參與式學習將成為學生學習的重要方式。教師的教，不僅要直接傳授知識，更多的是要把握學生的學習情況。教師因人工智能的應用，可以通過更為準確的測評數(shù)據(jù)來衡量教學效果，對每位學生的學習有更深入的了解，進而對教學加以改進，為學生提供有針對性的學習指導和幫助。

此外，我認為，除上述變化需要我們?nèi)リP(guān)注外，還有一些問題更值得研究。一是人類應該學什么？學習起點在哪里？這是關(guān)于學習內(nèi)容的。二是各行各業(yè)的專家如何產(chǎn)生？如何成長？這是事關(guān)人才成長規(guī)律的。三是社會分工靠什么機制完成？這是關(guān)于社會結(jié)構(gòu)的問題。以前教育擔負著提供人力資源和形成社會分層、分工的職能。將來很多工作都會交由機器人來做，那么社會分層和分工靠什么機制來完成呢？可以說，智能時代的到來，從學習規(guī)律、人才成長規(guī)律、社會發(fā)展結(jié)構(gòu)等方面都對教育提出了非常嚴肅的課題，我們對此必須超前認識，主動研究。

智能時代教育面臨的風險

問：人工智能的快速發(fā)展把人類歷史進程推向了一個前所未有的新階段。我們既要將人工智能的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，同時又要防范一些潛在的風險。對此，您怎么看？

王珠珠：人們認為，將來人與機器也是有“分工”的。機器的智慧是對數(shù)據(jù)的傳遞、收集、處理，對信息的綜合、分析、決策；人的智慧是面對錯綜復雜的事物時，能夠做出科學、準確、靈活、明智的判斷與決策，有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新。人們期望，智慧教育將機器的智慧和人的智慧有機結(jié)合，通過智慧的技術(shù)解決低層次問題，促進人的高級智慧和高階能力的形成。在這樣一個人機共生的社會中，我們都希望促進人的高級智能、高階智能的發(fā)展，去不斷創(chuàng)新。那么，重要的問題就在于人能不能控制機器智能的發(fā)展或生長。在沒有比較確切的答案之前，我們要對“強人工智能”在教育中的應用亮黃燈和紅燈，對“弱人工智能”亮綠燈，更多地關(guān)注弱人工智能領(lǐng)域，使它能夠發(fā)揮最大的提升學習的效益，等待“強人工智能”技術(shù)的成熟，也就是要對先進的但相對不成熟的技術(shù)亮黃燈和紅燈，對先進的成熟技術(shù)亮綠燈。

我的第二個觀點是，不能因為機器學會學習就弱化人類的學習。心智和我們的腦（身體）緊密相關(guān)，心智受到腦中發(fā)生的生物過程的影響和限制。我們的每一種思維和行為都有發(fā)生在腦中的生物過程相伴，腦中不同的小社區(qū)組成了不同的回路，對應著我們的心智和各種行為。這個生物過程取決于先天的基因和后天環(huán)境不斷地相互作用。如果在相應階段沒有讓孩子產(chǎn)生相關(guān)的思維連接的話，他就不可能成為一個智者。因此，我們還不能一味地說有些東西機器會了，人就不用學了。

同時，多元智能理論告訴我們，每個人在語言智能、邏輯智能、空間智能、運動智能、音樂智能、人際智能、內(nèi)省智能、自然智能等方面都有差異，都有各自的優(yōu)勢，不能因為機器學會學習就忽視人類的學習的差異。尤其需要注意的是，在智能時代，保證信息數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡安全的任務比以往任何時候都更加重要和艱巨。

我們的體會是，今天我們已經(jīng)進行的時代，是經(jīng)濟社會對教育提出最全面最深刻需求的新時代，是教育發(fā)展需要解決的問題最集中最復雜的新時代，也是信息技術(shù)提供巨大可能性的新時代。所以，回應時代呼喚、解決教育教學問題的過程，就是創(chuàng)造未來教育的過程。我深深地感到，智能時代的教育不在我們的頭腦里，而在我們的實踐中。