從學(xué)習(xí)“水”這個單詞說起

魏忠

德布羅伊，是美國麻省理工學(xué)院媒體實驗室的終身教授，在2011年，他公布了自己的一項研究成果。他把自己家里的客廳、廚房、臥室的角落都裝滿了錄音機(jī)和錄像機(jī)，把自己的孩子從出生到3歲的所有的行為24小時記錄下來，只為了知道一件事情：“孩子是怎么樣開始說“水”這個單詞的”。在一般人眼里面，單詞是孩子在父母無數(shù)遍的教育下學(xué)會的，但是德布羅伊不這樣認(rèn)為，現(xiàn)代的教育觀念也不這樣認(rèn)為。建構(gòu)主義認(rèn)為：人是學(xué)會的，不是教會的。這回，德布羅伊偏偏就較起了這個真：“人是怎么學(xué)會的呢？”于是，德布羅伊就研究他拍攝自己孩子的9萬小時的視頻和14萬小時的音頻，從中檢視出和水有關(guān)的變量和孩子在學(xué)習(xí)“水”的過程中的發(fā)音變化，構(gòu)建了一個大數(shù)據(jù)的模型，來研究這樣一個看似簡單的問題。

麻省理工學(xué)院媒體實驗室，是互聯(lián)網(wǎng)之父尼古拉龐蒂發(fā)起成立的一個世界頂級的創(chuàng)新實驗室。上面這個小孩子學(xué)“水”這個單詞的例子，就是這個實驗室非常重要的一個研究方向：人工智能。而人工智能的發(fā)展得益于人腦科學(xué)的研究的進(jìn)展。原本我們認(rèn)為的理所當(dāng)然的事情，機(jī)器學(xué)習(xí)起來并不簡單。讓機(jī)器進(jìn)行學(xué)習(xí)，如果邏輯搞不清楚，就根本無法學(xué)習(xí)。這些年對于大腦的研究發(fā)現(xiàn)，恰恰能夠解釋和指導(dǎo)機(jī)器學(xué)習(xí)。人腦是一個按照功能分區(qū)的分布式處理系統(tǒng)，而大腦收集來自眼、耳、鼻等信號系統(tǒng)分別投射到人腦不同的分區(qū)，甚至人眼睛看到的東西也是分布式投射到大腦不同部位進(jìn)行處理的。然而，大腦處理這些分布式的數(shù)據(jù)，并不是直接得出結(jié)論，而是將處理的幾個中間結(jié)論（隱含層）再次分布處理，最后才得到最終的結(jié)論。這就是我們最近很熱的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或深度學(xué)習(xí)的理論。目前，深度學(xué)習(xí)理論已經(jīng)成功地用于視頻識別、聲音識別、情感計算等領(lǐng)域。在教育學(xué)中，也許能夠為我們揭秘“高效學(xué)習(xí)的深度模型”。

在傳統(tǒng)的知識學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)會“水”這個單詞，老師們通常認(rèn)為是自己的功勞。但是，對于現(xiàn)代教育來講，是學(xué)生自己掌握了學(xué)習(xí)的方法并通過努力學(xué)會了“水”，而現(xiàn)代的信息技術(shù)會進(jìn)一步告訴我們學(xué)生是怎么學(xué)會“水”的。科技和教育發(fā)達(dá)的美國早已經(jīng)明白，不要逼著學(xué)生一遍一遍地背單詞“水”，學(xué)生學(xué)習(xí)是有一定的深度學(xué)習(xí)的規(guī)律的，這也是西方科學(xué)學(xué)習(xí)逐漸積累下來的慣例。在信息化時代，更加解放了這種學(xué)習(xí)方式：由于有了在線的網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)、排課系統(tǒng)、在線考試系統(tǒng)、題庫、助教系統(tǒng)等，某一門課并不是由一位老師來教授，學(xué)生更多地可以從網(wǎng)絡(luò)上得到知識，于是課時量越來越少，作業(yè)量越來越大。對于越好的學(xué)校，學(xué)校越能夠發(fā)現(xiàn)這種學(xué)習(xí)方法支持創(chuàng)新和學(xué)習(xí)。

今天我們的孩子，有了更多的觀察“肉身” 的機(jī)會，是不是就一定能建構(gòu)得更好呢？答案恰恰是否定的。

愛因斯坦說過，教育就是過了很多年你忘記后剩下的東西，其實也是指建構(gòu)和學(xué)習(xí)邏輯。2000年諾貝爾生理學(xué)獎獲得者坎貝爾說，人的短期記憶和神經(jīng)突觸有關(guān)，而長期記憶和蛋白質(zhì)參與并轉(zhuǎn)運(yùn)的大腦分區(qū)的物理相關(guān)。人腦的邏輯還沒有完全揭秘，但是有一點，“人腦只有1%的能力被利用”這個觀點被證明是錯的，人腦的能力已經(jīng)被充分利用了，選擇性吸收和建立適應(yīng)環(huán)境的建構(gòu)，將部分記憶轉(zhuǎn)為計算機(jī)和外部儲存而不是大腦什么都記下，是越來越被認(rèn)可的共識。

（作者單位：上海海事大學(xué)）