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人工智能时代学生如何学习
来源： 国家课题网
日期： 2020-07-30 16:00:00
韩国围棋世界冠军李世石被人工智能打败后，很多人开始担心，人类如何抗衡人工智能。诺贝尔文学奖获得者莫言在回答高中生的提问“人工智能对世界的影响”时，幽默地说：“你们要好好学习，未来还是你们的，不是机器人的。”
“学习”的确是人们面对人工智能首先要采取的姿态。
人工智能等数字科技重塑人脑
“在计算机擅长的领域中，人类绞尽脑汁来战胜人工智能是不明智的。与其在这个领域中和机器较劲，不如把精力放在自己擅长的领域，比如创造与想象。充分发挥自己的专长，并且利用好机器的专长，岂不是更加美好？”华东师范大学教授祝智庭说。
德国波鸿市鲁尔大学的一项研究表明，大脑在学习新东西以后的3个小时内便会改变结构。人工智能支持的个性学习、协同学习、体验学习和探究学习等学习方式，对脑结构的改变会更加明显。特别是人工智能支持的深度体验与探究学习，会多方面深度激活不同脑神经区域，也就是说人类的大脑正不断地被智能科技重新塑造。
“当人工智能帮助人类处理规则确定性、动作机械性、过程重复性的日常事务后，人们将会有更多的时间和精力去处理富有情感性和创造性的活动。”祝智庭说。
那么，被人工智能重塑的大脑应该学习什么以迎接新生活呢？
“在人工智能时代，在更‘黑’的‘黑科技’时代，人怎么活着、为什么学习、怎样学习等，才是更本质的问题。”北京景山学校计算机教师吴俊杰说。新的时代，又重复起古老的命题，认识你自己，认识个人与社会的关系，即认识群体。
清华大学数学系教授、清华大学附中校长王殿军认为，在学校引入人工智能，让孩子通过研究机器人更好地理解智能和人类自身，让孩子学会如何和机器人打交道。
“从‘认识你自己’出发，学生要学会提高自我效能感。否则，在人工智能时代，你很容易被机器‘饲养’起来。所以要把自己的天赋发挥出来，在不断的正反馈中，创新成瘾。”吴俊杰说，“从‘认识群体’出发，学生要学会适应和热爱群体化创新。在人工智能时代，特别需要通过群体化方式去共同解决一些问题。”
人工智能时代需转换学习方式
我国“863超脑计划”在开发高考机器人，期望到2020年能够达到清华、北大考生的水平。在祝智庭看来，这是随着人工智能深度学习技术的发展，教育技术正在出现的第六种范式——机器自主学习。其他5种范式包括计算机辅助教学、智能教学系统、Logo-as-Latin（让儿童用LOGO语言来教计算机，以此发展儿童思维能力）、计算机支持的协作学习（CSCL）和新出现的个性化适性学习。
“到了那时，人们才会清醒地意识到，既然基于算法的机器人能够轻易超越人的逻辑思维能力，教育为什么不让学生转向审辩思维、创造思维发展呢？高考为什么不多用一些面向本真问题解决的综合能力测试题呢？这是技术促进教育变革的真正意义所在。”祝智庭说。
清华大学附小五年级的穆子雯最近在老师指导下完成了一项北京地铁空间中PM2.5及PM10的调查研究，起因是重度雾霾使她连续3天都要戴口罩。2017年7月至10月，她选择西直门、西单等7个典型车站，测试晴天、雾霾、大风和下雨等典型天气下的PM2.5和PM10的数值，积累了数百组、上千个数据，对地铁公司提出了绿色出行的建议。像穆子雯这样的学习方式，正是在人工智能背景下比较典型的学习方式。
吴俊杰认为，按照现代学习理论，根据学习中智能匹配的不同方式，可以分为基于问题的学习、基于项目的学习和基于产品的学习三种形式。
“基于问题的学习，倾向于产生知识。它适合所有学校已知的科目，主要是在校园里解决的。基于项目的学习产生的是一个方案，一定要有甲方、乙方，可以超越校园，更加接近真实生活。还有一种新的学习模式叫基于产品的学习，这种学习更倾向于真实的环境，从使用产品到设计产品，甚至将产品转化成全人类的共同财富。基于产品的学习在现在流行的创客教育中慢慢流行开来，教育不仅引导大家适应现在的生活，而且号召我们主动构建未来的生活。”
人工智能创造新的学习文化
在北京景山学校初一年级的计算机课上，学生李雨嘉演示了自己编程设计的爱心卡，按下爱心卡的一个按键，可以显示自己的名字；按两下，可以显示好朋友的名字；按三下，可以显示一颗爱心。
这样的编程看似简单，却是未来社会常见的甚至是必需的技能，编程语言可能成为人类必须掌握的新语言。“人工智能时代，需要掀起一场‘新识字运动’，所有人都要学会重新学会‘写字’，这场运动的主角是编程、创客、机器人。”吴俊杰说。只有这样，人工智能才会为人类开创一种新的文明形态。
这是迥异于传统语言文字的“语言”，代表着学习形态的变化，代表着一种新的学习文化。
南京大学教授桑新民自20世纪90年代就开始在课堂教学中研究信息时代学习理论与技术，他认为人工智能对教育的价值，正在于不断替代师生的低水平重复性教学活动，让课堂充满生命活力。这种对教育的挑战，恰恰是教育的福音和教育的未来。
这种新的学习文化，具有丰富的内涵。在祝智庭看来，人工智能使得学习者可以在任何时间、任何地点通过多种渠道接入学习，获取知识不再局限于学校教育阶段。此外，人工智能使得认知不仅发生在头脑中，还发生在人与智能工具的交互过程中。在教育关系方面，人工智能打破了教育的知识传播平衡，加强了“以学生为中心”的关系。而虚拟导师、虚拟学伴、虚拟团队、虚拟教练、虚拟班友等，是对人脑智能的延伸、强化和补充，改变了以往学习主体之间、学习主体与环境之间的交互作用，改变了学习生态。“但是无论如何变化，教育发展的总趋向是让学生从学会到会学与会创。”祝智庭说。
在这种新的学习文化中，教师也变了一个样。未来，教师不可能被人工智能所取代。但祝智庭认为，教师角色必须转变，从知识传播者变为学习促进者；教师的能力结构也必须改变，不懂技术的教师将被懂技术的教师所替代；人与机器之间必须合理分工、协同工作。
“君子不器。不要把自己变成一个物品，变成一个工具，变成一个只有一样功能的人。人工智能时代帮助教师变成智者。”吴俊杰说。
学生也同样如此。
“学习”的确是人们面对人工智能首先要采取的姿态。
人工智能等数字科技重塑人脑
“在计算机擅长的领域中，人类绞尽脑汁来战胜人工智能是不明智的。与其在这个领域中和机器较劲，不如把精力放在自己擅长的领域，比如创造与想象。充分发挥自己的专长，并且利用好机器的专长，岂不是更加美好？”华东师范大学教授祝智庭说。
德国波鸿市鲁尔大学的一项研究表明，大脑在学习新东西以后的3个小时内便会改变结构。人工智能支持的个性学习、协同学习、体验学习和探究学习等学习方式，对脑结构的改变会更加明显。特别是人工智能支持的深度体验与探究学习，会多方面深度激活不同脑神经区域，也就是说人类的大脑正不断地被智能科技重新塑造。
“当人工智能帮助人类处理规则确定性、动作机械性、过程重复性的日常事务后，人们将会有更多的时间和精力去处理富有情感性和创造性的活动。”祝智庭说。
那么，被人工智能重塑的大脑应该学习什么以迎接新生活呢？
“在人工智能时代，在更‘黑’的‘黑科技’时代，人怎么活着、为什么学习、怎样学习等，才是更本质的问题。”北京景山学校计算机教师吴俊杰说。新的时代，又重复起古老的命题，认识你自己，认识个人与社会的关系，即认识群体。
清华大学数学系教授、清华大学附中校长王殿军认为，在学校引入人工智能，让孩子通过研究机器人更好地理解智能和人类自身，让孩子学会如何和机器人打交道。
“从‘认识你自己’出发，学生要学会提高自我效能感。否则，在人工智能时代，你很容易被机器‘饲养’起来。所以要把自己的天赋发挥出来，在不断的正反馈中，创新成瘾。”吴俊杰说，“从‘认识群体’出发，学生要学会适应和热爱群体化创新。在人工智能时代，特别需要通过群体化方式去共同解决一些问题。”
人工智能时代需转换学习方式
我国“863超脑计划”在开发高考机器人，期望到2020年能够达到清华、北大考生的水平。在祝智庭看来，这是随着人工智能深度学习技术的发展，教育技术正在出现的第六种范式——机器自主学习。其他5种范式包括计算机辅助教学、智能教学系统、Logo-as-Latin（让儿童用LOGO语言来教计算机，以此发展儿童思维能力）、计算机支持的协作学习（CSCL）和新出现的个性化适性学习。
“到了那时，人们才会清醒地意识到，既然基于算法的机器人能够轻易超越人的逻辑思维能力，教育为什么不让学生转向审辩思维、创造思维发展呢？高考为什么不多用一些面向本真问题解决的综合能力测试题呢？这是技术促进教育变革的真正意义所在。”祝智庭说。
清华大学附小五年级的穆子雯最近在老师指导下完成了一项北京地铁空间中PM2.5及PM10的调查研究，起因是重度雾霾使她连续3天都要戴口罩。2017年7月至10月，她选择西直门、西单等7个典型车站，测试晴天、雾霾、大风和下雨等典型天气下的PM2.5和PM10的数值，积累了数百组、上千个数据，对地铁公司提出了绿色出行的建议。像穆子雯这样的学习方式，正是在人工智能背景下比较典型的学习方式。
吴俊杰认为，按照现代学习理论，根据学习中智能匹配的不同方式，可以分为基于问题的学习、基于项目的学习和基于产品的学习三种形式。
“基于问题的学习，倾向于产生知识。它适合所有学校已知的科目，主要是在校园里解决的。基于项目的学习产生的是一个方案，一定要有甲方、乙方，可以超越校园，更加接近真实生活。还有一种新的学习模式叫基于产品的学习，这种学习更倾向于真实的环境，从使用产品到设计产品，甚至将产品转化成全人类的共同财富。基于产品的学习在现在流行的创客教育中慢慢流行开来，教育不仅引导大家适应现在的生活，而且号召我们主动构建未来的生活。”
人工智能创造新的学习文化
在北京景山学校初一年级的计算机课上，学生李雨嘉演示了自己编程设计的爱心卡，按下爱心卡的一个按键，可以显示自己的名字；按两下，可以显示好朋友的名字；按三下，可以显示一颗爱心。
这样的编程看似简单，却是未来社会常见的甚至是必需的技能，编程语言可能成为人类必须掌握的新语言。“人工智能时代，需要掀起一场‘新识字运动’，所有人都要学会重新学会‘写字’，这场运动的主角是编程、创客、机器人。”吴俊杰说。只有这样，人工智能才会为人类开创一种新的文明形态。
这是迥异于传统语言文字的“语言”，代表着学习形态的变化，代表着一种新的学习文化。
南京大学教授桑新民自20世纪90年代就开始在课堂教学中研究信息时代学习理论与技术，他认为人工智能对教育的价值，正在于不断替代师生的低水平重复性教学活动，让课堂充满生命活力。这种对教育的挑战，恰恰是教育的福音和教育的未来。
这种新的学习文化，具有丰富的内涵。在祝智庭看来，人工智能使得学习者可以在任何时间、任何地点通过多种渠道接入学习，获取知识不再局限于学校教育阶段。此外，人工智能使得认知不仅发生在头脑中，还发生在人与智能工具的交互过程中。在教育关系方面，人工智能打破了教育的知识传播平衡，加强了“以学生为中心”的关系。而虚拟导师、虚拟学伴、虚拟团队、虚拟教练、虚拟班友等，是对人脑智能的延伸、强化和补充，改变了以往学习主体之间、学习主体与环境之间的交互作用，改变了学习生态。“但是无论如何变化，教育发展的总趋向是让学生从学会到会学与会创。”祝智庭说。
在这种新的学习文化中，教师也变了一个样。未来，教师不可能被人工智能所取代。但祝智庭认为，教师角色必须转变，从知识传播者变为学习促进者；教师的能力结构也必须改变，不懂技术的教师将被懂技术的教师所替代；人与机器之间必须合理分工、协同工作。
“君子不器。不要把自己变成一个物品，变成一个工具，变成一个只有一样功能的人。人工智能时代帮助教师变成智者。”吴俊杰说。
学生也同样如此。