人工智能趨勢視角下的未來教育

魏忠

當(dāng)我們討論每一輪技術(shù)革命對行業(yè)的作用時(shí)，一般會(huì)從沖擊、影響和應(yīng)對來入手。工業(yè)革命的來臨跟隨著規(guī)模化的學(xué)校的誕生，專業(yè)教師的誕生和圍繞工業(yè)學(xué)科分科體系的誕生，考試制度和評價(jià)制度的誕生，學(xué)校義務(wù)教育、高中教育、職業(yè)教育以及大學(xué)教育體系的誕生。教育不是技術(shù)革命的世外桃源。即使在相對穩(wěn)定的技術(shù)社會(huì)環(huán)境下，對技術(shù)的掌握程度，也沖擊著傳統(tǒng)的教育，如衡水模式和毛坦廠模式，是連鎖化和定量規(guī)?；笜?biāo)體系的建立，極大地沖擊著傳統(tǒng)的學(xué)校教育的秩序。而學(xué)而思等一對一的個(gè)性化輔導(dǎo)，又通過規(guī)?；推放苹馁Y本運(yùn)作，將毫無抵抗的應(yīng)試教育題庫系統(tǒng)秋風(fēng)卷落葉般降維打擊。人工智能的發(fā)展成熟，遠(yuǎn)不止上述的簡單技術(shù)應(yīng)用，對傳統(tǒng)的校園、教師、管理的沖擊和影響將是深遠(yuǎn)的。

人工智能的教育本體：教育的變與不變

從本質(zhì)上講，人工智能技術(shù)是信息技術(shù)革命的集大成者。自從托夫勒1970年寫出《未來的沖擊》，信息技術(shù)革命越來越快，概念越來越多，沒有停止的跡象。僅從近五年來看：大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)科學(xué)、生命信息、工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、新硬件時(shí)代、機(jī)器人、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能，表面上概念你方唱罷我登場，但內(nèi)在邏輯一直沒有變：從單項(xiàng)技術(shù)走向全面融合，從局部應(yīng)用走向全面工具化，而人工智能至少在目前看來是集大成者。硬件上物聯(lián)網(wǎng)的成熟、軟件上高可用性和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫的成熟、生物學(xué)上神經(jīng)科技的進(jìn)展、數(shù)學(xué)上網(wǎng)絡(luò)算法的應(yīng)用、材料科技上納米和感知材料的進(jìn)展、信息科技上芯片和云技術(shù)的快速進(jìn)步。從物理世界到混合世界，再到比特世界，人工智能技術(shù)剛剛開始，但人們基于過去工業(yè)革命的經(jīng)驗(yàn)，明確感到這是臨界點(diǎn)的來臨。

STEM 成為后人工智能教育的不動(dòng)點(diǎn)：應(yīng)對科技的變化，教育的變革一直都在進(jìn)行且與科技的發(fā)展互為因果。從彼得·蒂爾對教育的質(zhì)疑，到創(chuàng)客熱潮在美國教育中的掀起，事實(shí)上，STEM教育是美國對過去概念化的“實(shí)用主義”教育和“通識(shí)教育”百年?duì)幷摰穆溴N之音。起源于杜威和哈欽斯的那場爭論，恰恰是工業(yè)革命已經(jīng)明確成型后的兩種教育理念的爭論。之所以今天的美國已經(jīng)很少爭論到底是實(shí)用主義還是通識(shí)教育，是因?yàn)槊绹目萍家呀?jīng)進(jìn)入到一個(gè)新的階段。教育是一個(gè)組織行為，一個(gè)圍繞未來10年不變的知識(shí)、20年不變的技能、30年留存的體驗(yàn)的穩(wěn)定的復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)形態(tài)，因此不那么容易被顛覆。恰恰是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)（STEM）構(gòu)成了工業(yè)時(shí)代（數(shù)理化）和后工業(yè)時(shí)代（文科、理工科）中的不動(dòng)點(diǎn)，在物理學(xué)和幾何學(xué)中，不動(dòng)點(diǎn)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定和概念的一致性非常重要，而目前的STEM教育，不僅僅是一個(gè)概念的東西，而是舊技術(shù)時(shí)代向新技術(shù)時(shí)代過渡的“不動(dòng)點(diǎn)”。在這個(gè)不動(dòng)點(diǎn)體系中，新的側(cè)重開始后，原有的教師和學(xué)科體系以及支撐可以平穩(wěn)切換，不至于導(dǎo)致教學(xué)秩序的混亂。

元學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科和副科發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。由于人工智能的出現(xiàn)，使得復(fù)雜計(jì)算和系統(tǒng)計(jì)算以及簡單的人機(jī)交互計(jì)算工具化全面超越人類，對技術(shù)基礎(chǔ)這個(gè)原有概念的教育的分歧越來越大。人工智能視野下學(xué)科概念如果表述成元學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科與素質(zhì)學(xué)科，那么教育學(xué)科的概念的持續(xù)性還能以最大公約數(shù)繼續(xù)運(yùn)行：以數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等元學(xué)科為代表的學(xué)科，在今后的教育中更加重要并將作為篩選人的條件。而應(yīng)用科學(xué)：（生物、地理、信息、勞動(dòng)）學(xué)科，將著重項(xiàng)目制學(xué)習(xí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)，成為培養(yǎng)人的目標(biāo)；社會(huì)科學(xué)（歷史、哲學(xué)、思想品德）將來的重點(diǎn)在于綜合應(yīng)用，批判性思維學(xué)習(xí)，更加側(cè)重學(xué)科的來源和發(fā)展；而綜合素質(zhì)類（音樂、體育、美術(shù)）將從副科走向前臺(tái)。這樣，圍繞STEM的教育，人工智能下的教育體系還是一貫的科學(xué)（元學(xué)科）、技術(shù)（應(yīng)用學(xué)科）、工程（素質(zhì)學(xué)科、社會(huì)學(xué)科、管理學(xué)科）、數(shù)學(xué)（邏輯、數(shù)學(xué)學(xué)科）。

人工智能技術(shù)對學(xué)科的影響：越理性，越感性

數(shù)學(xué)：傳統(tǒng)的工業(yè)時(shí)代的數(shù)學(xué)，其訓(xùn)練方法是數(shù)值計(jì)算，其指向是力學(xué)計(jì)算，這種側(cè)重至今還非常濃厚。隨著知識(shí)庫的普及和共享以及計(jì)算工具的進(jìn)化，越來越少的人將來從事傳統(tǒng)的工程計(jì)算行業(yè)，而正宗的工科專業(yè)越來越向著專業(yè)化和高端化演化（如學(xué)材料的將來的進(jìn)入門檻很可能是博士）。但是，人工智能今后用到的大量的數(shù)學(xué)以及人與人打交道用到的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)，統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)，這方面中國數(shù)學(xué)還停留在工業(yè)時(shí)代。美國學(xué)生從高中就開始問卷處理和微積分的學(xué)習(xí)，大學(xué)數(shù)學(xué)更加有用的是方程組、統(tǒng)計(jì)學(xué)等。數(shù)學(xué)是一個(gè)典型的年齡相關(guān)性學(xué)科，一定要從小學(xué)，而且轉(zhuǎn)向數(shù)值和算法類的學(xué)習(xí)，從偏向材料計(jì)算的高等數(shù)學(xué)方向，轉(zhuǎn)向偏向矩陣計(jì)算的統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方向，邏輯學(xué)、幾何學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)成為三個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的支柱。

物理：有一位著名的物理學(xué)家回顧過去物理百年，發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：“力”這個(gè)概念，在物理學(xué)上看，已經(jīng)不是一個(gè)原始的變量了，能量和質(zhì)量才是，為什么我們的老師還在使用這個(gè)概念呢？那是因?yàn)樵跈C(jī)械時(shí)代，“力”是最容易理解的組合概念。在工業(yè)革命前后的幾百年直到今天，物理學(xué)教育的重點(diǎn)還是偏向傳統(tǒng)力學(xué)計(jì)算方向，從中小學(xué)來說就是牛頓力學(xué)。然而隨著工業(yè)時(shí)代的結(jié)束，人們更容易見到的力學(xué)概念不再是機(jī)械和天體，而是轉(zhuǎn)向社交網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)圖像、信息變量、生物體和電子學(xué)以及更容易接受的能量、時(shí)間維度。數(shù)學(xué)老師們轉(zhuǎn)向統(tǒng)計(jì)學(xué)的同時(shí)，物理老師應(yīng)該考慮從牛頓力學(xué)轉(zhuǎn)向量子力學(xué)和熱力學(xué)甚至?xí)r空維度，這些對于孩子未來的人生更是基礎(chǔ)，而通過物理學(xué)進(jìn)行基礎(chǔ)的科學(xué)實(shí)證的訓(xùn)練以及科學(xué)觀測和數(shù)據(jù)處理，才是物理學(xué)最基礎(chǔ)的作用和價(jià)值體現(xiàn)。不然，人生什么年齡都可以去學(xué)物理而不必非要從未成年時(shí)代去學(xué)。

元科學(xué)化學(xué)：中美物理學(xué)和化學(xué)都是選擇性的，但比較中美化學(xué)教育，卻發(fā)現(xiàn)有很大的不同。美國高中化學(xué)就允許且必須使用帶有功能性計(jì)算的計(jì)算器，而中國大學(xué)生都沒有這方面的訓(xùn)練。也就是說，隨著化學(xué)和生物化學(xué)要求越來越高、知識(shí)點(diǎn)越來越多，設(shè)法繞過煩人的記憶而走向邏輯，是美國學(xué)習(xí)化學(xué)的方向，這點(diǎn)也值得我們注意。另外，化學(xué)的側(cè)重由從偏向無機(jī)化學(xué)方向的基礎(chǔ)化學(xué)，轉(zhuǎn)向偏向生物和有機(jī)化學(xué)方向甚至與物理相結(jié)合的量子規(guī)律，是化學(xué)學(xué)科的重點(diǎn)。例如，很多美國的大學(xué)錄取要看高中生在化學(xué)創(chuàng)新方面的實(shí)踐，能創(chuàng)新的往往是生物化學(xué)。

外語：工具性的外語逐漸失去市場，形式節(jié)奏上的美學(xué)、邏輯學(xué)角度的詞源學(xué)、社會(huì)學(xué)角度的語言學(xué)、心理學(xué)角度的語義學(xué)成為外語復(fù)興的落腳點(diǎn)。另外，似乎從來沒有人將計(jì)算機(jī)程序當(dāng)作外語來教，事實(shí)上，隨著工具性的外語被人工智能取代，計(jì)算機(jī)程序語言很可能成為一種外語，而很多軟件人才是學(xué)外語出身的，也不斷印證這個(gè)結(jié)論。

語文：可以預(yù)料的是，隨著工具性的人工智能的出現(xiàn)，原先學(xué)習(xí)語文的工具性的方法（如語法），逐漸將退出語言學(xué)習(xí)（包括外語），而作為母語的語文之所以在工具化人工智能時(shí)代還得到重視，最重要的理由也許是儀式感的表達(dá)：回到經(jīng)典、回到表達(dá)、回到應(yīng)用、回到美學(xué)。

除了以上學(xué)科教育的重點(diǎn)隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)必然發(fā)生變化外，學(xué)科學(xué)習(xí)的醒悟和內(nèi)在邏輯將更加重要，學(xué)科歷史、學(xué)科邏輯、學(xué)科故事將替代題庫訓(xùn)練，因?yàn)樽鳛橛?jì)算的精確性除了特殊人才的培養(yǎng)外，將讓位于工具和人工智能，而人要考慮體驗(yàn)和持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣和邏輯。學(xué)科學(xué)習(xí)之間還將朝著融合的方向發(fā)展，應(yīng)用學(xué)科和元學(xué)科的分離意味著應(yīng)用學(xué)科更加朝著整合的方向發(fā)展：地理、生物、科技等融合課程，朝著綜合應(yīng)用發(fā)展。

人工智能技術(shù)對教育技術(shù)的改變：從工具到空間

隨著人工智能的發(fā)展，也許目前花里胡哨的信息技術(shù)將隱身后臺(tái)。課堂上也許看不見信息化了，師生在課堂層面體驗(yàn)將會(huì)越來越好，越來越貼近自然：看不見計(jì)算機(jī)的信息化，距離教育更近而不是技術(shù)更近。

學(xué)校之所以存在是因?yàn)閷W(xué)校為學(xué)生模擬了一個(gè)高度抽象的比真實(shí)世界還真實(shí)的教育世界。因此，未來的校園從改變世界的信息模版角度，將更加強(qiáng)調(diào)與客觀世界的互動(dòng)、映射和高度抽象。

美國的大學(xué)錄取是更接近人工智能手段的個(gè)性化錄取，而學(xué)生選拔是更接近大數(shù)據(jù)角度的GPA（平均成績點(diǎn)）。從培養(yǎng)角度，學(xué)生畫像比GPA更加個(gè)性化地從個(gè)體角度描述學(xué)生的個(gè)性特征，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、實(shí)踐行為、創(chuàng)新行為，在全地域、全信息、全自動(dòng)、全過程的記錄下，將更加全面地反映學(xué)生的全貌。智能實(shí)驗(yàn)室和智能校園的方向，將來是基于個(gè)體的專業(yè)學(xué)習(xí)和評價(jià)。

與學(xué)生相對應(yīng)的教育行為畫像，將側(cè)重于聯(lián)系社會(huì)、聯(lián)系科技、聯(lián)系家庭、聯(lián)系團(tuán)隊(duì)，從重復(fù)性勞動(dòng)變?yōu)閯?chuàng)造性勞動(dòng)。

而學(xué)校的管理行為將演變成支撐技術(shù)：支撐數(shù)據(jù)、支撐品牌、支撐環(huán)境。今后的教育將出現(xiàn)越來越專業(yè)和自由的教師，越來越職業(yè)的校長。

在教育政策上，由于全國性的數(shù)據(jù)和人工智能的使用，教育測評將更加專業(yè)化、教育本體化（而不是被測評機(jī)構(gòu)和排名所左右），教育選拔將更加科學(xué)化和長期化，短視模式隨著計(jì)算方法和智能評估的進(jìn)展而迅速被迭代掉，衡水模式將逐漸退出歷史舞臺(tái)，未來應(yīng)該篩選更應(yīng)該上清華大學(xué)的人和更應(yīng)該培養(yǎng)好每一個(gè)想學(xué)習(xí)的人。即使僅從功利教育目標(biāo)來看，教師個(gè)體經(jīng)驗(yàn)也逐漸讓位于人工智能和大數(shù)據(jù)，教育重心從教育哲學(xué)屬性逐漸走入教育科學(xué)屬性；而被恐懼綁架的教育所強(qiáng)調(diào)的教育的篩選功能，逐漸將重心轉(zhuǎn)向教育培養(yǎng)功能，個(gè)體成功的培養(yǎng)目標(biāo)，逐漸轉(zhuǎn)變成為未來視角的社會(huì)價(jià)值角度；教育回歸人與人的本質(zhì)關(guān)系和專業(yè)培育孵化的社會(huì)職能，功利性和工具性減弱，過程幸福成為教育者追求的目標(biāo)。教育者由工匠逐漸轉(zhuǎn)型為藝人，教師由于工具化的替代，將會(huì)越來越有尊嚴(yán)和個(gè)性，而不是越來越像工具。

“人創(chuàng)造”的價(jià)值逐漸凸顯，教育的價(jià)值在于“創(chuàng)造人”

柯潔在被人工智能的計(jì)算機(jī)打敗之后，接連戰(zhàn)勝外國圍棋高手，刷了一下存在感并表示：“與機(jī)器下棋沒意思”。同樣，在工具制造時(shí)代，如果從質(zhì)量和精度考慮，無疑機(jī)器越來越超過人，然而手工的紅木家具、手工的藝術(shù)品、手工的食品、甚至手工的衣服和汽車，比起無論從什么角度來看的機(jī)器人制造的東西，都越來越貴，人也越來越愿意采購?！叭藙?chuàng)造”的價(jià)值凸顯，是體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)升級的一個(gè)標(biāo)志，人工智能時(shí)代也不能例外。因?yàn)?，“有意思和不可?fù)制”才是人消費(fèi)的高級時(shí)代。

不同于機(jī)器代替人的重復(fù)勞動(dòng)的趨勢，教育與學(xué)校會(huì)替代機(jī)械的班級成為人與人關(guān)系的場所，在這個(gè)場所中，機(jī)器越來越像人來代替人的高級狀態(tài)，而人越來越擺脫工具性、擺脫重復(fù)性，更具藝術(shù)性和創(chuàng)造性。研究教育的歷史會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍的現(xiàn)象，就是隨著工具性的增強(qiáng)，反而是班級規(guī)模的縮小和師生比的擴(kuò)大，這也印證了：人畢竟要與人打交道，教育是一個(gè)個(gè)性化的活動(dòng)。機(jī)器代替人意味著更多的時(shí)間人會(huì)回到家庭陪同孩子，這在美國已經(jīng)持續(xù)發(fā)生了50年，幾乎多數(shù)的女性甚至男性在孩子成長過程回到家庭（如果他們算教師的話，教師比例更大）。在學(xué)校里未來的師生比會(huì)持續(xù)增加，教育更加不再計(jì)較投入產(chǎn)出，而將演變成一種創(chuàng)造性的職業(yè)。

杜威在研究工業(yè)化革命后的教育中，提出教育的目標(biāo)更加集中地體現(xiàn)在教育本身之中，教育即生長（教育的目標(biāo)就是讓教育繼續(xù)下去）。隨著工具化的人工智能代替越來越多的教師的重復(fù)性勞動(dòng)，教師的幸福指數(shù)越來越高，更多的和更合適的師生比使得學(xué)生得到更加專業(yè)的呵護(hù)和培養(yǎng)，幸福指數(shù)也得到提升。教育讓生活更美好將逐漸實(shí)現(xiàn)，教育即生活的前提條件是教師不再是指標(biāo)的工具，學(xué)生不再是考核的工具。

人工智能的發(fā)展趨勢必然是少量精英通過復(fù)制經(jīng)驗(yàn)和算法而改變世界，多數(shù)人進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)而改變自己、改變體驗(yàn)。人工智能的工具化肩負(fù)著為人類謀取福利的使命，而學(xué)校肩負(fù)的創(chuàng)造未來人的使命將越來越重要。人工智能剛剛起步，其算法也需要人，其目的也是為了人，人極其復(fù)雜，近期不可能被機(jī)器替代。即使將來奇點(diǎn)到來，機(jī)器全面超越人類，機(jī)器和機(jī)器成為人與人之間的代理人之間的競爭，本質(zhì)上還是人性之間的比拼。那么，學(xué)校、教師不會(huì)不重要，只會(huì)越來越重要。只不過，學(xué)校的價(jià)值是什么、教師的價(jià)值是什么，由于很多過去的功能被替代，我們將不斷思考，越來越清楚教育的本體，越來越集中于教育的本身，其他的交給技術(shù)去吧。

（作者單位：上海海事大學(xué)）