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未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉:人工智能何以革新教育?


在12月17日举办的“向新而行,蓄势致远”新浪&微博2024教育盛典-国际教育峰会上,全国百余位国际教育行业领军人物、海内外国际教育专家,通过主题演讲、圆桌讨论和报告分析等形式,共同探讨了国际教育的未来发展趋势。

现场,北京师范大学教授、未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉,就“人工智能何以革新教育?”这一热点问题进行了深度分享。


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随着生成式人工智能的发展,知识的生产方式已经发生转变,机器成为知识生产非常重要的伙伴,这也进一步加剧了信息和知识的爆炸,信息越来越多,变化节奏越来越快,不确定性越来越强,进而会使得我们的社会越来越复杂。

知识正在以指数型加速膨胀,而每个人的认知时间和认知能力是有限的,当知识的增长远超人类认知能力,如何以有限的认知能力应对无穷无尽的知识、无穷无尽的信息?为此,“认知外包”将成为必然,即将人类思维和认知过程中的某些部分外包给机器,从而扩展人类的认知能力。智能时代人的认知方式正在发生意义深远的改变,在面对复杂事物时,我们会越来越多地把思维的一部分过程“外包”给人工智能进行处理,从个体的头脑认知变成个体的头脑与外部人工智能的协同认知、分布认知,这是智能时代人适应越来越大的复杂性的根本。


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认知外包可以扩充人的认知容量与深度,使得人变得更聪明。人的认知有两环:短时记忆与长时记忆,外部复杂的信息需要进入内部的短时记忆,经过加工以后再进入长时记忆。短时记忆的容量有限,同时能够加工的信息组块是5-9组。而认知外包则可以做到将外部复杂的信息打包成为一个认知组块,认知组块化就是将复杂信息屏蔽在一个组块交给人工智能处理,使得我们不需要了解事件的细节,即可对复杂事物有驾控能力,由此使我们的大脑得到延伸。


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认知外包通过组块化扩展人的认知链条,任何事情都是由很多环节组成的,越大的事情,环节就越复杂,能够驾驭的事件流越复杂,一个人的能力越强,认知组块化将复杂信息屏蔽到一个组块,简化认知复杂性,扩展人的认知链条,使得认知主体能够了解事件流全局,获得推动全局运转的能力,提升驾驭复杂事物的能力。认知外包延伸了人的大脑,如果将认知作为一个整体来看,认知外包其实是一种人机结合的思维方式,外部认知提供信息,内部认知实现意义生成,外部认知效率的提升,能够整体增强人的认知能力。

生成式人工智能的快速发展,可以生成与人类创作相媲美的信息与内容,会加速认知外包的思维转型。工具的使用一直以来都是推动人类进步的重要驱动力。实际上,利用工具来延伸人体机能,可以说是人类智慧的重要表现形式。早在荀子的《劝学》中就强调了工具在人类发展中的重要性,提出“假舆马者,非利足也,而致千里;假舟楫者,非能水也,而绝江河。君子生非异也,善假于物也”。身处智能时代,人工智能于一定程度上对人类大脑功能予以替代和延展,让人们 “看” 的视野更开阔、层次更高远,“听” 的范围更遥远、内容更清晰,“想” 的逻辑更明晰、内涵更深刻。各种智能技术、智能装备、智能设备不再只是无关紧要的工具,它已然成为人类大脑的一种延伸,是辅助人类思考和认知的重要工具,能够帮助人类超越个体认知能力的极限,提高信息处理与加工的效率。

比如我们站在大风暴中,会看到狂风裹胁万物,雨点像乱箭齐发,毫无规律可言,但如果能够上升到万米高空往下看,大风暴就有确定性的规律。通过人与人工智能结合,通过认知外包,可以使得我们的认知和灵魂上升到万米高空,拥有更高层次的整体视角。通过认知外包,可以洞察纷繁复杂的表象背后的隐藏关系和本质规律,使得人突破个体认知能力的极限,处理超越个体认知能力的海量的数据、信息与知识,适应超越个体能力极限的快速变化,驾驭超越个体认知能力的复杂性。

未来,通过认知外包形成的人—机结合的思维体系取代原来以个人为主的思维体系。中科院院士戴汝为在《社会智能科学》就提到,人脑和计算机都是信息处理的工具,人脑通过经验积累与形象思维,擅长不精确的、定性的把握,而计算机则以极快的速度,擅长准确的、定量的计算,两者充分发挥各自的优势,又互相结合,既能达到集智慧之大成,又由于通过反馈的作用,来提高人的思维效率,从而增强人的智慧。

通过认知外包实现的人机结合思维体系将是现代人认知越来越复杂世界的基本思维方式。心理学有个智商的理论,认为人的智商是在60到140之间,正常人智商是100,开个玩笑说,假设你的孩子智商是80,想提到120,这几乎是不可能,天天抓他上培训班都不行,但如果你的孩子智商100,你给他一个智商等于60的人工智能,他就能够处理智商140的孩子才能处理的复杂问题,而这个是很容易做到的事情。

现代社会的知识爆炸正与我们每个人的学习时间和能力之间形成日益扩大的鸿沟。为了更好地适应日益复杂的社会,人类的认知方式与驾驭世界的能力正逐渐依赖于人与智能设备之间的分布式认知与协同思维。我们适应世界的认知方式正在发生深刻的根本性变革。无论是教师还是家长是否愿意接受,学生的阅读方式与认知世界的方式都正在经历巨大的转型。

正如金庸武侠世界中的“人剑合一”,今天的学生正经历着“人机合一”的崭新体验。从进化论的视角来看,不同的经历塑造了不同的大脑认知结构与模式。智能时代的生活环境与方式深刻改变了大脑的运作:它不再是单纯地积累记忆,而是更加注重信息的筛选、重组、连接和意义的生成。随着这种认知转变,传统意义上的记忆内容将大幅度减少,取而代之的是更加高效、动态的认知方式,促使我们以全新的角度理解世界。

技术哲学中的主体客体化与客体主体化是一对客观存在;如果回顾现代信息技术发展史,前50年更多体现主体客体化,人的智慧转化为计算机、人工智能代表的物;而未来50年,随着信息技术从专业精英的工具,转换为普通大众的日常工具,我们会更多的看到客体主体化,人的思维与行为在被技术所改造。


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技术正在深刻地塑造我们的思维方式,改变我们大脑的运作模式。我们所掌握的工具,以及我们驾驭这些工具的能力,最终决定了我们思维的高度与深度。认知外包形式上是一种人机协同的思维方式,外部智能提供信息、组织信息、加工信息,而人脑内部认知实现意义生成,外部认知效率的提升,能够降低人的认知负荷,让人的思维更聚焦整体、结构与价值,从而整体提升人处理复杂问题的能力。

以同一个大模型为例,有的人能够利用它激发创新的思维,深入挖掘内容的潜力,拓展创意的边界;而有的人,或许只能局限于提问简单、表面的娱乐性问题,无法超越眼前的表象。这正反映了工具背后,思维方式与能力的巨大差异。一个人内部头脑越完善,外部的连接强度越大,能力就越强,认知外包不仅仅是代替,更重要的是增强人的思维方式。认知外包的关键是要实现内外部认知网络的平衡,只有内部认知网络足够完备、足够强大,才能够正确利用和有效驾驭强大的外部智能设备,没有完备的内部认知网络,外部的智能工具将会编织让人丧失主体性的“信息茧房”。

因此,我们现在培养人不仅是关注个体头脑,衡量一个人聪明与否不再看是自己的智商,还要看人与人工智能协作的智商。学习者借助技术在不同人群、不同领域、不同观念和概念之间发现连接,识别范式和创建意义的能力远比内化部分知识更加重要,应该是现代学习者需要掌握的核心技能。一个人具备可迁移的良好知识结构,能够和外部世界产生有意义的连接,远比掌握某些特定具体知识的能力更加重要。我们需要关注人与人工智能结合的分布式智能,让孩子从小就习惯主体和外部知识产生有意义的联系,实现内外部均衡的分布式认知思维方式。

信息社会中的人的生存是一种信息化生存。法国著名学者雅克·埃吕尔就认为,生活在技术社会中的人首先要适应技术,他不仅要适应技术的硬性规则,而且要适应技术社会。人无法逃避技术,因为人生活在技术环境中,人从获得意识开始就发现技术“已经在此”。现在的孩子一出生就会接触人工智能,所以不是独立于技术的主体,而是活在技术系统中,自身被技术因素改变。这些信息时代的原住民,在适应信息的过程中会自然适应技术,在此过程中获得一种技术化的思维方式,这种方式也决定着他们未来生活中的基本行为方式,决定未来的发展,决定学生能否适应未来的智能社会。


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部分教育者会担心技术扭曲人、异化人,认为技术是一种“座架”,人们在利用技术的同时也使得人类依赖于技术,离开技术的话人类将寸步难行,在此过程中,技术会有明确的规则,人本身只能作为人力物质。就像《摩登时代》中卓别林拧流水线上的螺丝,拧着拧着就变成了机器的一部分。

针对这种问题,我想说难道我们能退回到五千年前吗?答案当然是不能。唐纳德·伊利认为:“解决人的价值观与技术之间的冲突的方式并不是躲避技术,这显然是不可能的。解决冲突的方式是打破阻碍关于‘技术是什么’理解的二元论思考的障碍:不是其本质的利用,而是本质和人的精神的融合所产生的一种新的能够超越二者的创造”,雅克·埃吕尔认为:技术已成了一种新环境,一切社会现象便居于其中。说经济、政治和文化领域受技术的影响和调节是不正确的。倒不如说它们都处于技术环境之中,在这里有着一切传统的社会观念都在改变的新局面。


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我们应该反思、欢呼和拥抱人工智能,推动教育的系统性变革,实现技术应用的超越,呼唤新的教育生态。认知是建构教育这座大厦的基础,我们面对的学生知识的认知方式发生裂变,必然导致教育体系的重构。教育者不要固步自封,而是要用心倾听技术时代变革的声音,真正推动研究人工智能的客观规律、正面影响和负面影响。教育的未来不仅要遵循教育学、心理学、认知科学与学习科学的基本规律,更要在技术变革的推动下,同步推进教育业态与制度的深刻变革。这不仅是对教育方式的革新,更是对教育本质的再造,以更好地满足时代的需求,为学生构建更加适应未来挑战的认知框架和学习环境。


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未来将是人工智能与教育协作的时代,充分发挥机器与人类的不同优势是提高教育生产力的关键,人工智能将取代简单和重复的脑力劳动,教育应该发挥人类的创新、情感关怀等等优势。通过研究、技术、产业、政策、实践等跨领域的协同,推进“人工智能+教育”的创新变革,打造面向未来的教育体系。我们要是推进智慧教育的话,需要关注人工智能技术、教育核心业务场景以及业务流程变革,再进一步推动政策和机制,只有技术、业务、政策的协同推进,构建出新的生态,才能真正推动人工智能变革的教育。

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