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人工智能時代學生如何學習

·“人工智能與教育”系列報道之二

    韓國圍棋世界冠軍李世石被人工智能打敗後,很多人開始擔心,人類如何抗衡人工智能。諾貝爾文學獎獲得者莫言在回答高中生的提問“人工智能對世界的影響”時,幽默地說:“你們要好好學習,未來還是你們的,不是機器人的。”

“學習”的确是人們面對人工智能首先要采取的姿态。

人工智能等數字科技重塑人腦

    “在計算機擅長的領域中,人類絞盡腦汁來戰勝人工智能是不明智的。與其在這個領域中和機器較勁,不如把精力放在自己擅長的領域,比如創造與想象。充分發揮自己的專長,并且利用好機器的專長,豈不是更加美好?”華東師範大學教授祝智庭說。

德國波鴻市魯爾大學的一項研究表明,大腦在學習新東西以後的3個小時内便會改變結構。人工智能支持的個性學習、協同學習、體驗學習和探究學習等學習方式,對腦結構的改變會更加明顯。特别是人工智能支持的深度體驗與探究學習,會多方面深度激活不同腦神經區域,也就是說人類的大腦正不斷地被智能科技重新塑造。

    “當人工智能幫助人類處理規則确定性、動作機械性、過程重複性的日常事務後,人們将會有更多的時間和精力去處理富有情感性和創造性的活動。”祝智庭說。

那麼,被人工智能重塑的大腦應該學習什麼以迎接新生活呢?

    “在人工智能時代,在更‘黑’的‘黑科技’時代,人怎麼活着、為什麼學習、怎樣學習等,才是更本質的問題。”北京景山學校計算機教師吳俊傑說。新的時代,又重複起古老的命題,認識你自己,認識個人與社會的關系,即認識群體。

清華大學數學系教授、清華大學附中校長王殿軍認為,在學校引入人工智能,讓孩子通過研究機器人更好地理解智能和人類自身,讓孩子學會如何和機器人打交道。

    “從‘認識你自己’出發,學生要學會提高自我效能感。否則,在人工智能時代,你很容易被機器‘飼養’起來。所以要把自己的天賦發揮出來,在不斷的正反饋中,創新成瘾。”吳俊傑說,“從‘認識群體’出發,學生要學會适應和熱愛群體化創新。在人工智能時代,特别需要通過群體化方式去共同解決一些問題。”

人工智能時代需轉換學習方式

    我國“863超腦計劃”在開發高考機器人,期望到2020年能夠達到清華、北大考生的水平。在祝智庭看來,這是随着人工智能深度學習技術的發展,教育技術正在出現的第六種範式——機器自主學習。其他5種範式包括計算機輔助教學、智能教學系統、Logo-as-Latin(讓兒童用LOGO語言來教計算機,以此發展兒童思維能力)、計算機支持的協作學習(CSCL)和新出現的個性化适性學習。

    “到了那時,人們才會清醒地意識到,既然基于算法的機器人能夠輕易超越人的邏輯思維能力,教育為什麼不讓學生轉向審辯思維、創造思維發展呢?高考為什麼不多用一些面向本真問題解決的綜合能力測試題呢?這是技術促進教育變革的真正意義所在。”祝智庭說。

清華大學附小五年級的穆子雯最近在老師指導下完成了一項北京地鐵空間中PM2.5及PM10的調查研究,起因是重度霧霾使她連續3天都要戴口罩。2017年7月至10月,她選擇西直門、西單等7個典型車站,測試晴天、霧霾、大風和下雨等典型天氣下的PM2.5和PM10的數值,積累了數百組、上千個數據,對地鐵公司提出了綠色出行的建議。像穆子雯這樣的學習方式,正是在人工智能背景下比較典型的學習方式。

    吳俊傑認為,按照現代學習理論,根據學習中智能匹配的不同方式,可以分為基于問題的學習、基于項目的學習和基于産品的學習三種形式。

    “ 基于問題的學習,傾向于産生知識。它适合所有學校已知的科目,主要是在校園裡解決的。基于項目的學習産生的是一個方案,一定要有甲方、乙方,可以超越校園,更加接近真實生活。還有一種新的學習模式叫基于産品的學習,這種學習更傾向于真實的環境,從使用産品到設計産品,甚至将産品轉化成全人類的共同财富。基于産品的學習在現在流行的創客教育中慢慢流行開來,教育不僅引導大家适應現在的生活,而且号召我們主動構建未來的生活。”

人工智能創造新的學習文化

    在北京景山學校初一年級的計算機課上,學生李雨嘉演示了自己編程設計的愛心卡,按下愛心卡的一個按鍵,可以顯示自己的名字;按兩下,可以顯示好朋友的名字;按三下,可以顯示一顆愛心。

這樣的編程看似簡單,卻是未來社會常見的甚至是必需的技能,編程語言可能成為人類必須掌握的新語言。“人工智能時代,需要掀起一場‘新識字運動’,所有人都要學會重新學會‘寫字’,這場運動的主角是編程、創客、機器人。”吳俊傑說。隻有這樣,人工智能才會為人類開創一種新的文明形态。

    這是迥異于傳統語言文字的“語言”,代表着學習形态的變化,代表着一種新的學習文化。

南京大學教授桑新民自20世紀90年代就開始在課堂教學中研究信息時代學習理論與技術,他認為人工智能對教育的價值,正在于不斷替代師生的低水平重複性教學活動,讓課堂充滿生命活力。這種對教育的挑戰,恰恰是教育的福音和教育的未來。

    這種新的學習文化,具有豐富的内涵。在祝智庭看來,人工智能使得學習者可以在任何時間、任何地點通過多種渠道接入學習,獲取知識不再局限于學校教育階段。此外,人工智能使得認知不僅發生在頭腦中,還發生在人與智能工具的交互過程中。在教育關系方面,人工智能打破了教育的知識傳播平衡,加強了“以學生為中心”的關系。而虛拟導師、虛拟學伴、虛拟團隊、虛拟教練、虛拟班友等,是對人腦智能的延伸、強化和補充,改變了以往學習主體之間、學習主體與環境之間的交互作用,改變了學習生态。“但是無論如何變化,教育發展的總趨向是讓學生從學會到會學與會創。”祝智庭說。

    在這種新的學習文化中,教師也變了一個樣。未來,教師不可能被人工智能所取代。但祝智庭認為,教師角色必須轉變,從知識傳播者變為學習促進者;教師的能力結構也必須改變,不懂技術的教師将被懂技術的教師所替代;人與機器之間必須合理分工、協同工作。

    “君子不器。不要把自己變成一個物品,變成一個工具,變成一個隻有一樣功能的人。人工智能時代幫助教師變成智者。”吳俊傑說。