2024年初,OpenAI公司發布了文生視頻大模型Sora。它能由文字自動生成畫面連貫、生動逼真的視頻,令人震撼。近些年,人工智能發展勢頭迅猛,從“阿爾法狗”大勝世界頂尖圍棋高手,到ChatGPT能與人互動交流并按要求編寫代碼,直至最新的Sora可文生視頻等,都傳遞著一個重要的信息:人工智能將在科技、教育、文化、生活等諸多領域產生革命性的影響,數學教育也概莫能外。
想象一下:數學教育中,可以利用Sora,根據情境描述,生成形象生動的視頻,讓抽象冰冷的數學內容變得有血有肉、熱力四射,讓過于理性的數學邏輯迸發出自由想象的思維火花;也可以借助ChatGPT或文心一言等語言大模型,提出問題,尋求解答或建議,或提出算法,要求編寫代碼;還可以利用超級畫板、GeoGebra、Mathematica等專業軟件,探索數學規律、發現數學結論、欣賞數學之美。如此“人工智能+數學教育”聯姻的數學課堂,結合專業軟件,從情境優化、想象激發到互動探究等,將呈現令人向往的新氣象、新思維。
對于人工智能技術加持下的數學課堂,我們是歡迎的,要給予大大的擁抱。當然,這對教師自身的數學素養、教學能力、知識視野等也提出了更高的要求。比如,利用Sora創設合適的視頻情境,就要精心設計腳本:情境的數學內涵有哪些?與學生已有的知識經驗怎樣自然連接?利用哪些素材能激起學生的好奇心?鏡頭畫面如何引發學生想象?文本的描述是否準確無誤?等等。如
此,教師在一定程度上成了短視頻制作的“編導”。又如,利用ChatGPT或文心一言輔助教學時,如何向其提出有價值、有深度、貼近學生最近發展區的數學問題,實現高質量的互動對話?如何使問題蘊含數學思想方法或者關聯不同學科?……
不過,聯姻除了熱情,更需要理性。人工智能對于數學教育,其效用畢竟是有限的。比如,丘成桐先生的高足顧險峰教授指出,目前Sora以概率統計推斷為主,無法很好地區分相關性和因果性,尚不能精確表達物理世界的因果律;生成的視頻,局部較為合理,但缺乏上下文的大范圍整體觀;對事物變化的臨界狀態處理不佳,畫面有時從一個狀態突然跳躍到另一個狀態,中間過程缺失。因此,Sora用于因果性、整體性很強的數理學科教育,尚需進一步改進。
此外,就數學教育本身而言,它面向具體的、活生生的人,需要靈動活潑的思維、敏銳洞達的直覺、撼動心靈的體驗,需要個性化的及時引導、合作交流的思維碰撞,也需要對學生情感、態度和價值觀的培養,如對錯誤的寬容和化解等。這些并不是眼下以算法為主、擅長大數據和語言處理的人工智能都能自然順利地實現的。
人工智能和數學教育的聯姻應當是可以期待的、美好的,但也需要我們冷靜思考,理性對待。
(沙國祥,江蘇鳳凰報刊出版傳媒有限公司,副編審。)