探尋中國超大規模的公共教育信息化之路
——北京大學教育學院林建祥教授訪談

林建祥，余福海，劉石奇

林建祥（1928-），福州人，北京大學教育學院教授、博士生導師。1951年6月畢業于清華大學數學系。先后擔任北大數學力學系黨總支書記、北大計算機研究所所長、北大電教中心計算機輔助教學（CAI）研究室主任、中國計算機輔助教育學會副理事長等學術職務，兼任“全球華人計算機教育應用協會（GCCCE）顧問，是GCCCE 的創始人之一。享受國務院特殊津貼專家。主持過原國家教委理科高等數學系列課件的開發，組織過“清華CAI91’第六屆CBE年會”、“ICCE989 國際會議”，推動教育信息技術在我國的開展，取得了數十項重要的科技成果。退休后，他仍然積極參與教育技術的學術研究工作，提倡并推廣課堂內有效的教學技術。獲頒“中國教育技術事業杰出貢獻獎”“全球華人計算機教育應用學會終身成就獎”。

余福海（以下簡稱“余”）：感謝林教授接受我們的訪談！林教授，您當初是北大計算機所的所長，后來決定從事計算機輔助教育的教研工作，進而發展到研究推進教育信息化，這樣的治學思想變化是基于什么考慮呢？

林建祥（以下簡稱“林”）：我本人在1956年，由幾何轉到應用數學。我當時就已設想通過計算方式促進教育發展。非常榮幸的是，1984年，我到了美國，追隨卡內基-梅隆大學教授赫伯特·西蒙訪學。我在卡內基-梅隆大學接觸到非常多的計算機技術，參加了很多會，走訪了多個院系，看到了很多東西。國內現在想到、看到的很多技術，那個時候已在卡內基-梅隆大學萌芽了。例如語音識別和神經科學。1980年代初，卡內基-梅隆大學的學生、老師人手一臺計算機。因此，我當時個人感覺到好像從卡內基-梅隆大學得到了天上的圣火，想到通過這些技術，促進教育改革，可能大有可為。

回國之初，中華學習機，此時正是熱潮。我當時認為教育一定和腦有聯系，希望探尋什么是人腦的智慧，以及能否復制人腦的智慧。所以，我早期的工作均屬人工智能范疇。

但是，我后來發現，人工智能和教育無法等同，僅憑已有的技術，無法實現復制人腦的智慧。在后面的研究和實踐中，我逐漸反思，認為技術或媒體無法替代人的思維，而是在促進人思維的發展。在教學實踐中，不能忽略教師和學生的思維，否則技術將很難真正推動教育發展。重視人與技術的融合互促之后，教育的信息化就進入了新的境界。

余：您當時跟隨西蒙學習，現在有什么樣的體會呢？

林：西蒙能夠得到四個頂級的大獎，橫跨人工智能、心理學、管理與經濟等學科，值得思考。西蒙一生學習和研究工作的社會背景、時代特點，包括他本人的成長經歷，對于我們今天的教育與科研有較大啟示。我認為他本質上也是應用數學，從運籌學到計算機，而進一步到達人類的智能、心理、由人們組成的社會，都做出巨大貢獻，發展為信息與認知科學。他的巨大成就，對于進一步發揮數學對于社會的作用很有啟發。

余：作為馬希文和王選曾經的老師和同事，您可以結合馬希文、王選的經歷，談談新時代如何創新人才培養模式嗎？

林：當時在數學系，馬希文是公認的聰明。文革后期，馬希文就已表現出對計算機的興趣與獨到見解。1979-1981年，馬希文作為我國文革后首批公派訪問學者，在美國斯坦福大學計算機系McCarthy教授領導的人工智能室訪學。馬希文在美注意觀察思考計算機理論及其體系，歸國之后積極推動國內計算機學界對計算本質的理解和創新。馬希文關心理論計算機科學，在信息基礎上，看到計算——信息的加工處理——的理解意義，組織了人工智能的討論班與博士點，尤其是組建了計算語言研究所，開辟語言科學的工作。

王選是數學系1954級學生，我們當時明顯感到這屆學生素質較高，江浙一帶的基礎教育在新中國成立前夕應該已達到了較高的水準。王選參加了我國早期自主研發的計算機——北大“紅旗”計算機的建設，所以他能夠在那個政治掛帥、科研條件欠佳的情況下，進一步創新，從數值計算上升到非數值計算，非數值計算首先是到了文字，把文字特別是漢字用上計算機，這里面就有很多很多新的因素了。這個跳躍幅度意義也很大，這樣的話，計算機對社會的應用一下子打開一個非常大的應用領域。那個時期的科研管理和教學設計也很值得研究，王選怎么能夠那么大膽，提出很多創新？其中的機制性或者制度性原因是什么？

馬希文、王選等數學院最早幾屆校友的傲人成績，說明數學院50年代初的教學改革有值得宣傳的地方。數學與力學在一起的優良傳統，已經培養出相當多優秀的校友，也有許多單是數學的局限性，而合在一起，就能改變整個社會。另外，就是習題課的傳統。僅僅聽聽大課，很多練習還是有相當大的困難，習題課實際可以做一點討論。一些比較好的老師鼓勵了課上討論，這種教學形式發揮了學生一定主動性。有了這么一個環節，學生困難就大大減少，“做”的這種形式在教學環節的發展上有非常重要的意義。特別像理科，大課都是一二百人上下來，如果沒有這個環節，教學效果可能會大大降低。當時討論并沒有成為一種必須的方式，現在可以大大改進，還可以運用信息技術加以提升。數學這門學科有很多有意思的學習方法，有很多可以創新的地方，數學可以帶頭做很多好的試驗，比如慕課的思路。

今天講的相當多的東西，我們那幾年都有體會，例如現在講的翻轉課堂、雙師課堂。實際上1952年院系調整以后，北大數學學院花了相當多功夫來做習題課教學，教授講大課，講完以后所有助教都聽，聽完以后，同那個教授一起商量說習題課怎么上，然后我們備課，有的時候教授直接來主持助教的備課。但一般的講授，教授自己備課，備課以后就在班上，學生一邊做題過程中間來幫助。當然有的時候還能夠展開一些討論，也可以個別來幫助。這就同現在翻轉課堂的精神很相似了。教授講大課，助教講習題課，助教參加教授的討論，是培養教師的非常好的辦法。助教成長是非常快的。

實際上人大附中劉彭芝校長牽頭的“雙師課堂”已在借鑒這套做法，培訓農村中小學的師資。現在信息時代馬上可以用信息技術來體現，這種模式可以用新的信息技術來呈現。

余：林教授，您倡導把LOGO思想作為教育信息化的方法論，多次受邀到中央黨校為各級領導干部講課。您方便簡單介紹一下LOGO思想的基本意涵嗎？

林：LOGO思想就是把學習／研究的對象分解為基本成分，把成分再組合為各種結構。可以類比于八卦。八卦是碼，是二進制的編碼，是很抽象的，易經是相，對應是很具體的事物。八卦、易經是LOGO思想在古代很簡明的體現和案例。

余：LOGO思想這套方法論適于其他學科的學習和研究嗎？

林：是的，人類認知活動的本質是知識的創造和學習，其他學科的學習也可以借鑒這套方法論。從學習科學的觀點來看，“LOGO思想”具有普遍方法論的重要意義。形式上，明確了“要素分析，模式綜合，正向建構，逆向求解”的邏輯思路，揭示出學習的一般規律。內容上，建立了將數學、信息科學與教育學等不同學科層次之間的聯系，從紛繁復雜的學科現象中抽取出簡單而又富有靈性的“LOGO思想”，提供了學習與研究各學科知識體系并養成相應技能的一把鑰匙。

很多學者認為，“LOGO思想”打通了上至易經八卦，中及中華五千年文化，下至當前關于人工智能、智慧教育、編程教學等新的教育思想與教育實踐探索之間的聯系，為當前的教育教學改革提供了理論和方法論支持，也是學者開展學習和科研的方法論工具。

余：您方便介紹幾個LOGO思想在教育與知識表達上的應用實例嗎？

林：比如，復雜系統的教學，有復雜度傳遞的實用簡化原理方法，用簡單的符號可以代表很復雜的概念內涵，代價是需要有概念定義的共識。比如，高校老師講復雜的課，要先交代復雜概念的定義。然后用簡單的概念，就可以講述很復雜的事物、現象。而師與生雙方因為有概念定義的共識，就可以相互理解。

再進一步，教學活動是可以超越時空傳遞的。原理如下：

以氣味遠程傳遞為例（綜合課程內容的遠程傳遞原理同）把氣味分解為若干基本成分，建立氣味每基本成份的產生器，則只要傳遞該成分的參數，即編碼，就可以在遠端按編碼參數重新組合出氣味來。視覺感知的圖形，與聽覺感知的聲音，與整個課程綜合媒體的遠程傳遞，都先按各自基本成分分解、再綜合起來，都可如此實現。

這種原理的應用，就可以遠程傳遞學術研究的內容，這涉及復雜的語義理解，以及各種媒體形式的教學。

接著概念的內容語義，也可以按語用領域，及語法成分分解。后再組合的辦法。來表示。相比于地理數學，量綱分析，模式識別，機器幫助。大數據就是數據分解的維度大大增加，加上各種隨機量，萬倍增加，發展到人工智能的深度學習。

由此可以更好體會LOGO基本成份的分解思想，及其在教育上的應用價值。

余：您一直強調多學科合作，這和教育學有什么關系呢？

林：現在教育學已經進展到學習科學的層次，《劍橋學習科學手冊》現在北大教育技術系老師人手一冊。

在學習科學的理念基礎上，我提出，人一生下來，由于好奇心，不久即開始學習認識新世界，先形成短程記憶，然后通過標記機制，存儲于人腦的長程記憶中，在人需要一定啟發時，便可以重新提取，形成屬于自己的經歷記憶。由于每個人的經歷記憶極具個性，其大腦存儲也是獨一無二的，可以認為每個人的經歷記憶是屬于每個人的寶貴財富。

如果群體之間適當合作，就很有可能促進人的智慧的發展。在兩個人的對話中，第三者得到啟發，先有所啟示和刺激，再有所提取、發揮，這樣反復的相互啟發，就會聚集不同人的智慧，并促進人的智慧發展。這是群體合作學習的理論基礎，我稱為人類智慧發生的“群學”機制（與個體學習的“自學”機制相對應）。

學習科學關注人的學習機制，它涉及信息科學、智能科學、腦科學、心理學，以及新出現的認知科學、思維科學等多個學科，有望解決人類的認知本質問題。

劉石奇（以下簡稱“劉”）：您現在在關注幼兒教育，是基于什么考慮呢？

林：下面再談幼兒教育！

北師大校友、幼教專家王頌平在北京市朝陽區辦的聰明娃娃幼兒園，學生四歲開始能認字1500字，接著訓練閱讀，六歲可以學編程，優秀的七八歲學生到國外，參加國際比賽，能夠得到國際大獎！他們的經驗是請北大歷史系的校友余福海在北大物理系找到研究生，來教幼兒編程（教授Scratch編程、四旋翼飛行器的編程控制等）。與符美瑜在貴陽幼兒師范教老師編程，效果很好，思路是一樣的！

我想北大教工幼兒園的海歸家長，一定會對此很有興趣！基于腦科學的前沿成果，研究透徹人的智慧發生發展的機制，對于下一代的培養有很大發展空間！如能再結合北大教育學院尚俊杰院長的游戲化學習理念，實現多方合作，中國幼兒教育的信息化將有機會實現更大的發展！

培養人才要從娃娃抓起，所以有同朝陽區聰明娃娃幼兒園與北大教工幼兒園合作的努力，每個孩子都有天賦，關鍵是如何使它外顯。職業教育，幼兒師資是一大群體。從實踐來看，須把職業教育的基礎，與托幼教育有效銜接起來！

劉：近期我國出臺政策，職業教育擴招100萬人。您如何看待此事？

林：教育信息化，就是說要進一步在信息互聯互通的條件下，做到教育層面，把先進的教育層面，比方把職業教育傳播到貧困地區，只有教育也提高了，才有必要的管理人才相配套，才能有提升經濟的效果。中國的確積累了職業教育的豐富經驗，而決策者也開始理解基礎教育重視技能培育的重要性。特別是，也理解需要遠程的技術，來傳遞技能的培訓，來高效傳遞職業教育，而且需要多語種、跨語種發揮作用。

多種學科課程與人才的整合，有改變社會的威力。而像我們北大的教改，就會更加有力地影響社會。于是，我們推動智慧教育聯盟的王新立組織幾十家與職業教育有關的單位，進行遠程的聚會。因為涉及使用遠程技術，包括技能的傳遞，還涉及不同語言的翻譯溝通，中國長期積累的職業教育的經驗，正確地合作起來，先在國內，再逐步向國外推廣。這樣就會發揮巨大的威力，不只是在國內教育扶貧，而且把國內的好經驗，推廣到國外第三世界和一帶一路沿線地區，發揮更大的國際責任。

根據我們前面積累的遠程開會經驗，可以更快地積累大家的智慧，多方面交流，北師大已經在開展多語言的智慧教育，北大也應該跟上。

劉：關于北大近期的教改，您有何看法？

林：張平文教授主導北大的學科辦公室，建設了數學生命科學和計算社會科學等新興學科，后者已引起大量附近高校的積極反應。一方面為數據科學研究發展提供了巨大的空間，另一方面也為國家治理和政府管理的發展，以及社會科學的發展，提供了巨大的創新可能。我們可繼續向前討論。

北大目前已經重視遠程技術，希望北大能夠引領時代潮流。今天與馬藹乃（著名地理學家，北京大學教授）交流。她在河南鄭州有個民辦的試點，推廣錢學森的“集大成，得智慧”思想，已經有巨大的成績。十七歲能夠取得相當于碩士研究生的水平，已經初步實現兒童大學的理想。貴州符美瑜老師的幼兒教師培訓，也有新的階段性目標。這些研究，對于北大的教改，對于數學學院，對于今天的中國發展，都有意義。

我們不要個別孤立做傳記，如果把丁石孫與程民德合起來看，說明北大跨進一個科學新時代，他們為此做出了巨大貢獻。李克強總理上次專門來視察數學學院，不是偶然的。我們在推進智能科學會議的時候，不應該忽視這些背景。我們正在建議北大數學學院，籌備研討程民德先生的學術貢獻。程民德先生是中國取得跨學科成就的西蒙式的大師級人物。吳文俊先生的數學機械化項目，今天是大有影響的人工智能項目，而吳先生一生對于程民德先生非常感謝。

我們感到歐洲信息學研究是導源于匹茲堡西蒙教授，我在卡內基時記得德國派代表團向西蒙取經，西蒙是德國猶太裔移民，所以接待很隆重。我進一步發現程先生比西蒙小一歲，他們分別于前年，與去年過百年誕辰紀念。應該說1946年計算機誕生前夕，他們都在美國東部，應該有類似經歷，西蒙教授在他的背景下，幾年后，就產生人工智能的思想，為什么？這是值得深思的，他把計算機與人腦心理學做了巨大的革新，而程先生晚年會那樣積極支持數學機械化，說明在回國前，在方法論上，他已有一定感悟。

他的調和分析，也對國內學者很有啟發。北師大黃榮懷教授用它來演繹智能項目。我們在早期開展研究時太年輕，不能理解，現在已有許多研究，足以說明程先生早期在方法論上的思維！

目前，深度學習、模式識別、老年癡呆癥的克服，均已有巨大突破。我的想法，得到了全面的驗證。2019年4月12日《人民日報》社論肯定信息技術是建設國家的戰略性技術，還要發展到智能化，從教育，到醫療，到金融、財政、辦企業、國家治理。大力促進其正面發展的同時，還要注意其不足之處，努力完善。我們還要從理論觀念上大力宣傳，倡導國內學界從信息化向智能化邁進，在教學改革上予以實現！

劉：您從事計算機領域的教學工作已近七十年，開展教育信息化的科研和教學也已三十多年。作為國內教育信息化的先驅，您對中國的教育信息化事業有怎樣的展望？

林：中國實現教育信息化是我的中國夢（我從西蒙處回國之時，確有這樣的目標，至今仍一以貫之）。這是我數十年來從事教育信息化工作的總目標。融合信息科學與學習科學多學科智慧，實現超大規模的公共教育信息化，我認為是較快、較好地實現中國教育信息化的可行路徑。真誠希望多個學科的學界同仁竭誠合作，促進我國教育信息化的早日實現。

余、劉：我們真誠祝愿您的中國夢早日實現！

林：謝謝！我也堅信如此。