吳朝暉 智能增強時代的學習革命

編者按：

浙江大學校長吳朝暉在國際人工智能與教育大會的發言中，描繪了一幅未來智能教育的全景圖像。越來越多的“未來場景”正一步步變為現實，人、物理世界的二元空間將轉變為人、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間。四元空間中的人工智能將越來越顯示智慧特征，具備普惠價值，彰顯顛覆意義，并引領學習革命。

吳朝暉 浙江大學校長

眾所周知，當前的世界正處于百年未有之大變局，新一輪科技革命、產業革命和教育革命正在加速會聚發展，第四次工業革命和第二次機器革命向縱深推進，全球力量格局加快重塑。從數次工業革命來看，每次技術變革都帶來生產力革命，進而引發整個社會大變革。

作為最為典型的顛覆性科技代表，人工智能有望進一步引領科技變革，推動生產力成為大變局的根本動力，決定大變局的歷史選擇和演進方向，特別是在移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、腦科學等新理論新技術以及經濟社會發展強烈需求的共同驅動下，新一代人工智能在學科發展、理論建模、技術創新、軟硬件升級等方面呈現整體推進的態勢，形成了深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征，推動著包括教育在內的經濟社會各領域從數字化、網絡化向智能化加速躍升。

基于這樣的背景，我有三個總體判斷。

第一個判斷是以人工智能為標志的智能增強時代正在加快到來，更加呼喚面向21世紀的通識教育。

正如評論家布雷特·金（Brett King）在《智能浪潮：增強時代來臨》一書中所指出的那樣，今天所探索的人工智能等科技，將徹底重新定義人類的下一個時代，這一時代可稱之為智能增強時代。隨著科技革命的深入發展，人工智能將引發鏈式突破，人類體力勞動或部分腦力勞動將被替代，不斷引領人類進入充滿期待的信息智慧社會，越來越多的“未來場景”正一步一步變為現實。其標志性的特征是人工智能成果的廣泛應用，對世界的改變將與人類個體和生活息息相關，從根本上增強人類的日常生活及行為。可以預見，未來的人機將共存、物理世界與虛擬信息世界將更加交互并行，人、物理世界的二元空間將轉變為人、物理世界、智能機器、虛擬信息世界的四元空間。

四元空間中的人工智能必將迎來更加高級的發展形態，在智慧特征、普惠價值、顛覆意義方面呈現新趨勢。

一是人工智能將越來越顯示智慧特征。隨著腦科學、認知科學、類腦計算的迅猛發展，人工智能在感知、記憶、推理等方面的功能“短板”有望得到補齊，人與智能機器不僅可以在物理世界開展溝通對話，還可以在虛擬信息世界實現高效互動。如我國曠視科技（Face++）人臉識別技術的準確率可達到99.5%，超過人類肉眼的水平（約97.52%）；IBM的“沃森”（Watson）認知專家系統綜合學習了大量醫療專家的經驗和知識，可實施有針對性的精準診療，其提出的乳腺癌治療方案與專家的一致率達到93%；谷歌的Alpha Zero不再需要人為積累棋譜數據，可以自主學習生成對弈策略；浙江大學的足球機器人可以像人類那樣進行比賽，完成攔截、傳球、射門等一系列動作。

二是人工智能將越來越具備普惠價值。人工智能的成果將更加廣泛地應用到物理世界和虛擬信息世界，進一步鏈接起人類智能和機器智能，重塑行業模式和產業格局。如全球人工智能領軍企業相繼推出了開源平臺，逐漸形成了芯片、新型體系結構、智能操作系統和認知計算平臺，谷歌、騰訊、亞馬遜、百度、微軟、IBM等均推出了深度學習平臺，其中谷歌自動駕駛汽車的行駛里程數已超1000萬英里；百度無人駕駛汽車已在烏鎮、港珠澳大橋等地試跑；阿里巴巴將人工智能帶入新零售、移動支付等領域；騰訊開始進軍無人農業；科大訊飛的智慧教育產品已經覆蓋全國25000余所學校。

三是人工智能將越來越彰顯顛覆意義。人工智能的發展將產生超級智能、融合智能等形態，深刻改變物理世界、虛擬信息世界的生產力和生產關系，引發社會對智能機器道德倫理等問題的全新思考。如人工智能發展的視角從僅以“機器”為中心開始轉向人機混合，人的智能將引入并作為智能系統的重要組成部分，以浙江大學為例，我們針對機器智能與人類智能的互補性，探索了從“人在環路”到“腦在回路”的人機混合增強智能過程，在嚙齒類、非人靈長類等生物體上研制了原創性混合增強智能原型系統。此外，法律與社會倫理沖突、個人隱私泄露等問題，將對政府管理、經濟安全和社會穩定乃至全球治理產生深遠影響，如智能助手、情感陪護機器、人機混合體的滲透，可能改變傳統的人際關系、家庭理念和道德觀念等。

在智能增強時代，教育格局、學習模式和育人需求將發生深刻變革，教育教學創新的步伐不斷加快。學校將由封閉走向更加開放，學習將由被動走向主動，學生將由知識獲取走向全面發展。我們認為，只有推行面向21世紀的新通識教育，才可能應對智能增強時代帶來的教育變革，回歸尊重生命的教育本源，提供更多基于智慧創造、協同合作、意義建構的教育體驗，使受教育者適應智能增強時代的教育智慧性、普惠性和顛覆性，達到知識、能力、素質、人格并重，成為德才兼備、全面發展的世界公民。

第二個判斷是人工智能科技正推動教育1.0轉向學習2.0 ，不斷構建教與學互動的新空間。

學習2.0是指學習者在數字化學習環境中，利用數字化學習資源，以數字化方式進行學習的過程。它將由學生、教師、智能機器共同參與，其中學生是探究者、發現者、合作者，教師是支持者、引導者、組織者，智能機器在物理世界、虛擬信息世界并存，具有協同開放、多維共生、智能增強的特點，表現出以下優勢。

一是將解放教學生產力。讓教師從枯燥乏味的重復性勞動中解放出來，更加專注于教學創新，如批改作業、考試閱卷、答疑等工作量大的教學工作可被人工智能取代，優秀教師資源的稀缺與不平衡問題或將得到緩解。

二是將引起學習中心的轉移。個性化學習將逐步成為主旋律，真正實現以學生為中心的教學，如可以提供全面的個性化學習方案。

三是將形成人機共生的學習環境。教與學兩者間的交互耦合變得前所未有地緊密，形成人機共生的學習系統，可以時時刻刻地學習，如智能交互技術可以推動人機更加融洽地互動。

可見，學習2.0將重塑教與學的關系，通過智能輔助教學，如VR/AR 、虛擬交互等，打造教與學從信息感知到信息反饋的信息回路，形成兩者不斷交互、迭代、互進的過程，進而達到教與學增強的功效，在環境、主體、方式、階段等方面掀起新一輪的學習革命。

第三個判斷是人工智能的賦能應用將成為基礎教育、高等教育、社會教育聯動的關鍵，加快形成終身教育共識。

人工智能科技在教育的賦能與應用，將帶來全新的教育理念與教育方式，可以為加快教育現代化提供有力支撐，進一步打破教育階段的界限，打通人才培養鏈條，串聯小學、中學、大學、社會的教育形式，使教育走向一貫性、聯動性和終身性，形成基礎教育、高等教育、社會教育的共同體格局。人工智能對于終身教育的作用主要表現在：

一是通過人工智能的賦能應用可以提供聯動工具，讓終身教育更加容易。機器學習、自然語言處理、計算機視覺、語音識別等人工智能科技可以幫助打造數字化的教科書，為所有年齡段的學生創建可定制的“智能”內容，幫助受教育者開展深度學習與有效記憶。在這種情況下，終身教育的門檻將大大降低，使人人可學成為可能。

二是通過人工智能的賦能應用可以提供聯動方法，讓終身教育更加方便。人工智能科技以計算和數據的方法來處理教育內容，可以簡單地將教育從傳統課堂“搬向”物理世界、虛擬信息世界的任何“場所”，如通過數據方法可以從全局角度對基礎教育、高等教育、社會教育的教學內容進行整合。在這種情況下，終身教育各階段內容的專屬性將被打破，使處處可學不再是幻想。

三是通過人工智能的賦能應用可以提供聯動平臺，讓終身教育更加普遍。人工智能科技可以創建不同年齡、不同背景、不同學科的受教育者共同學習的平臺，形成涵蓋專業、課程、學科、師資等不同方面的豐富資源庫，如智能機器可替代輔導老師或講師，在虛擬學習環境幫助受教育者完成從小學到大學再到社會的整個學習過程。在這樣的情況下，教育的時間限制將被突破，使時時可學成為現實。

(本文來自浙江大學校長吳朝暉在“國際人工智能與教育大會”的講話，略有刪節)