在與人工智能交互中提升問題解決能力

在AI浪潮中成長的學生，勢必在不同時間節點和多樣空間場景中與AI頻繁交互，并在未來面臨更多新的復雜問題。這一趨勢迫切要求教育著力提升學生的問題解決能力，培養他們與AI有效協作的意識與能力，以更好地應對未來社會的挑戰。2024年9月，聯合國教科文組織發布報告《學生人工智能能力框架》，勾勒出了AI時代學生作為“負責任的問題解決者”的基本面貌。因此，深入探討AI時代提升學生問題解決能力的意義，并積極探索AI輔助他們解決問題的可行路徑，不僅有助于錨定學生AI能力的發展方向，更能夠推動個體與社會的協同共進，具有重要的現實價值。

AI時代培養學生問題解決能力的重要性

AI在內容生成、數據分析、知識整合等諸多領域的強大功能不斷刷新著人們的認知。當AI能夠輕松應對語言翻譯、圖片編輯、文案潤色等問題時，人類看似成了“提問者”，實則也有了機會成為“問題解決主導者”。

AI展現出的工具性優勢與其本質局限之間呈現出一種鮮明的張力，使其能夠高效輔助人類解決問題，卻難以真正主導復雜問題的解決與創新方案的生成。作為基于數據與算法的產物，AI缺乏人類所具備的創造力、復雜推理、情感共鳴、道德判斷等能力，其給出的問題解決方案未必能夠滿足個體與社會的需求。此外，受限于訓練數據的時效性與范圍，AI在面臨全新的問題情境時，難以突破既有的知識與思維框架，無法像人類一樣靈活探尋創造性的解決方案。AI的“能力盲區”恰恰凸顯了人類的獨特價值：人類能夠綜合多方復雜因素，尤其是融合創造力、情感、道德倫理等因素，制定出更具創新性與適切性的復雜問題解決方案。

與此同時，AI時代對人類生活的變革與重塑，預示著未來社會的復雜性將持續增加，這意味著人類解決復雜問題的能力愈發重要，培養學生的問題解決能力刻不容緩。

AI時代培養學生問題解決能力的向度

人類與AI協作解決問題無疑將成為未來社會發展的必然趨勢，在此過程中，如何在確保人類居于主導地位的前提下充分發揮二者的優勢，將是我們面臨與探討的重要課題。對此，需厘清學生問題解決能力的多重向度并加以培養，深入探究如何引導學生了解、應用AI，學會與之對話，從而使他們能夠在AI時代負責任且有創造性地解決復雜問題。

明確問題解決的方向。面對社會中的復雜問題，學生應當結合社會發展及個人的意志與需求、可利用的資源條件等進行綜合考量，為問題解決設定清晰的方向。這意味著學生在使用AI的過程中應堅持以人為本的價值觀，明確自身在AI時代應具備的社會責任感與公民意識，同時具備人機協作的主體意識，杜絕將人類應有的選擇權與主導權讓渡給AI。

清楚問題解決的標準。問題解決方案的可行性與創新性最終取決于人類的評價。因此，學生應持有明晰的判斷標準以決定是否采納、如何優化與AI協作生成的問題解決方案。這些標準應涵蓋多個維度，例如方案是否符合倫理道德、是否具有創新性、是否適用于特定社會文化背景、是否切實可行等。對此，教育教學應從僅關注位于“輸入端”的學生是否熟練掌握AI的使用方法，轉向培養他們在“輸出端”批判性地評價AI回答質量的能力，從而促進他們批判性思維的發展，以實現與AI的有意義互動。

分解問題解決的步驟。在現實社會中，復雜問題的解決往往要經歷多個步驟。將問題解決過程拆解為多個步驟的能力通常被視為人類特有的高階思維能力。然而，隨著AI技術的持續發展，這一認知正在被逐漸打破。使用思維鏈提示（Chain-of-Thought Prompting，CoT）方法對AI進行提問，可激發其模擬人類推理過程并實現思考路徑的“透明化”，從而將復雜問題分解為一系列清晰的子任務，明確子任務的目的、條件與方法。這為學生與AI合作分解問題解決的步驟提供了新的可能，他們在應用AI并與之深入對話時，可將自身觀點與AI分析結合，進一步優化分解步驟，提升其可行性與有效性。

拆分問題解決的板塊。了解并劃分人類與AI各自擅長的任務類型，并基于此進行問題的拆解與分工，是人機高效協作解決問題的關鍵。例如，AI在海量數據處理與分析、自然語言處理等領域表現優秀，而人類在涉及創造力、情感理解與倫理等的任務中發揮著不可替代的作用。因此，學生需要在理解人類與AI各自擅長領域的基礎上，根據問題的具體需求合理分配任務，明確哪些部分交由AI處理，哪些部分需由自己主導，從而在充分發揮AI工具性價值的同時，確保問題解決符合人類社會價值觀，實現人機協作的最優方式。這種分工機制不僅能提升效率，更能確保技術應用服務于人類。

AI助力學生問題解決能力培養的路徑探析

AI不僅對學生解決問題的能力提出了要求，也可以幫助他們成為更好的負責任的問題解決者。

提供問題解決的思路，讓學生勇于接受挑戰。現實世界的問題通常非常復雜、綜合，并具有跨學科特性，這些問題對于學生來說難度過高，因此學校教育中常常傾向于簡化問題，教授一些固定的方法、步驟和知識等。但因為這些方法和步驟常常是“去情境化”的，因此當學生面對真正的問題時往往無法統合方法、步驟和知識。而有了AI，就可以將現實世界的問題引入課堂，因為無論多復雜的問題，AI都可以給出解決問題的初步思路，從而讓師生有解決問題的抓手，它能提供合適的支架，讓學生有勇氣直面具有挑戰性的問題。

定制合適的問題，適應于學生的經驗水平。AI也可以根據要求生成問題，更適合不同的學生。首先，AI可以圍繞同一主題，結合學生生活的不同地區實際情況，生成更貼近于學生生活場景的問題，從而激活他們的經驗去解決問題。其次，AI可以圍繞素養形成一系列相關的問題，貫穿于不同學段或同一學段的不同年級，從簡到繁，從易到難，階段性地促進學生素養的形成。

列舉問題解決的方案，幫助學生拓寬思路。AI可以提供多種解決問題的方案，促使學生多角度思考問題。首先，AI可以給出不同版本的方案。豐富的案例可以避免學生只進行簡單的模仿，機械化、套路化地解決問題，幫助他們厘清問題解決的底層邏輯。其次，AI可以從不同角色出發，給出不同風格、不同立場的方案，讓學生學會換位思考。最后，可以要求AI給出完全不同甚至相反的方案，讓學生有機會從不同的視角來看待問題，甚至可以讓AI扮演“反方”，學生扮演“正方”開展辯論，從而促使學生學會更為全面地看待問題。

協助問題解決的過程，給學生提供練習的機會。AI還能和學生合作，一起解決問題。首先，AI是伙伴。有了AI，學生可能會感覺到自己并不是孤軍作戰，在過程中產生任何問題，都可以和AI商議。其次，AI與人是互補的。可以讓學生事先預測AI可能給出的回答，或者事后為AI給出的方案打分，這不僅可以有效避免評價同伴時可能產生的顧慮和尷尬，更重要的是，通過這樣的練習，可以幫助學生更好地了解AI與人腦的區別，找到各自的優劣勢，建立作為人的自信心，為未來與AI協作奠定基礎。

驗證問題解決的效果，使學生形成思維回路。學生在學校教育中提出并解決問題，很少有機會面對真實受眾，難以得到現實世界的反饋。而AI可以模擬角色，對學生解決問題的方案進行評估，并給出具體的改進意見，從而讓他們對設計的方案進行反思。甚至可以通過訓練AI的智能體，讓學生有機會“面對面”地與相關受眾對話。此外，AI還能設計網頁和小程序，構建虛擬實驗室，使學生形成的問題解決假設可以直接在虛擬實驗室里被即時檢驗，幫助他們形成“假設—驗證”的思維閉環，從而更細致、更有方向地思考。