錢旭紅：人工智能時代的教育變革：超學(xué)科、重思維、智能化

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　　人工智能的迅猛發(fā)展給人類社會帶來巨大機遇和挑戰(zhàn)，使人們高度關(guān)注傳統(tǒng)教育方式在人工智能時代的變革。人工智能擁有海量數(shù)據(jù)，具有跨模態(tài)、跨學(xué)科、跨行業(yè)等特點。借助人工智能，我們可以實現(xiàn)大規(guī)模個性化的因材施教，讓每個人的學(xué)習(xí)實現(xiàn)融會貫通、觸類旁通。但我們?nèi)绻^度信賴、盲目使用人工智能，放棄自己的獨立判斷乃至決策權(quán)，則將淪為“工具的工具”“機器的仆役”。那么，面對人工智能，教育應(yīng)該如何變革?我們應(yīng)該怎樣培養(yǎng)人，以適應(yīng)人工智能無處不在的發(fā)展環(huán)境，讓人類在人工智能時代保有生活的價值?我們應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的人，使其能與人工智能攜手，或駕馭人工智能，為人類文明發(fā)展作出更大貢獻?

　　早在40年前，錢學(xué)森就曾指出，人工智能底層邏輯是思維科學(xué)。近期，《自然》雜志刊文指出，從腦科學(xué)或人工智能的研究角度，人類大腦負責(zé)語言文字的區(qū)域與思維的區(qū)域并不相同，也就是說，語言主要是用于交流的工具，而不是思考的工具。這就提醒我們，駕馭人工智能，思維非常重要。人工智能在知識層面會遠超人類，而人類則需要發(fā)展思維來駕馭人工智能。因此，傳統(tǒng)的教育方式在人工智能時代必須變革，創(chuàng)新之路在于超學(xué)科、重思維、智能化。

　　超學(xué)科——打破學(xué)科專業(yè)壁壘

　　人文與科學(xué)互為手性鏡像，如同左手右手、左腳右腳、左眼右眼、左耳右耳、左腦右腦等一樣，相互對稱、相互補充、互成一體、不可分割，是人的一體二象。對理工人才而言，藝術(shù)訓(xùn)練能夠提高想象力、專注力、組織力和成長性；對人文人才而言，形式邏輯訓(xùn)練能夠提高執(zhí)行力、操作能力、反省能力和嚴謹性。只有將人文與科學(xué)的知識、素養(yǎng)、思維相融合，才能保證每個人自由而全面的發(fā)展。

　　創(chuàng)新源于科學(xué)與藝術(shù)的對話和碰撞。古往今來，將人文與科學(xué)融為一體而成為英杰者不勝枚舉，如聲光、機械、哲學(xué)俱佳的墨子，解剖、美術(shù)、機械、建筑、數(shù)學(xué)俱佳的達·芬奇，小提琴、物理俱佳的愛因斯坦，美術(shù)、物理俱佳的李政道，音樂、地學(xué)俱佳的李四光，音樂、航天、物理俱佳的錢學(xué)森，兩次獲得諾貝爾化學(xué)獎且精通老子哲學(xué)的夏普萊斯等。從這些名家的身上，我們能感受到，人文如同科學(xué)一樣重要，兩者的融合才能給人以全方位的滋養(yǎng)。

　　跨越學(xué)科、跨越專業(yè)是學(xué)術(shù)、科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、產(chǎn)業(yè)等創(chuàng)新創(chuàng)造的基礎(chǔ)，這一趨勢在現(xiàn)當代越來越突出。查理·芒格認為，人類當前的學(xué)科劃分方式，是從每個學(xué)科的獨特角度切入了解整個世界，如同無數(shù)盲人在摸象，摸索“知識之象”的腿、腳、鼻、耳、肚、眼等組成部分，即數(shù)學(xué)、物理學(xué)、語言學(xué)、歷史學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)等。當人們通識性地掌握了眾多學(xué)科的核心內(nèi)容，特別是重要學(xué)科的重要理論，并為自己所用時，就能了解和把握真實的世界。他同時指出，很多一流的專家學(xué)者只能在自身狹窄的研究領(lǐng)域內(nèi)做到相對客觀，一旦離開自身研究領(lǐng)域，就開始變得主觀、教條、僵化，甚至失去了自我學(xué)習(xí)的能力，這對解決實際問題造成了障礙。所以，要提倡學(xué)習(xí)所有學(xué)科中真正重要的理論，并在此基礎(chǔ)上形成真正的智慧。

　　當前，高校的人才培養(yǎng)必須注重融會貫通、突破知識和學(xué)科的界限。要嘗試打破學(xué)科專業(yè)之間的壁壘，深化學(xué)科交叉融合，創(chuàng)新學(xué)科組織模式，探索形成適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的人才培養(yǎng)方式。打造高水平交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)平臺，不斷推動交叉學(xué)科優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為育人優(yōu)勢。加大與企業(yè)、研發(fā)機構(gòu)聯(lián)合建設(shè)培養(yǎng)平臺、聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的推進力度，聯(lián)合科技領(lǐng)軍企業(yè)擬定項目清單，試點設(shè)立項目制招生和培養(yǎng)單元，打破按一級學(xué)科設(shè)置招生培養(yǎng)的限制，在校企科研攻關(guān)中更新課程體系，創(chuàng)新育人模式，建立敏捷響應(yīng)市場需求的人才培養(yǎng)機制。聚焦未來5—10年，甚至更長遠的前沿科技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和經(jīng)濟社會發(fā)展需求，實施超學(xué)科項目化育人，打破學(xué)制限制、專業(yè)限制、學(xué)分認定限制、學(xué)位授予限制，開展未來大學(xué)形態(tài)的前瞻性探索。

　　人工智能的發(fā)展為文、理、藝、工的交叉融合、超學(xué)科融通提供了新的可能。人工智能源自信息學(xué)科，但其本身及影響早已超越原初的學(xué)科屬性，為全面地培養(yǎng)人才提供了前所未有的超級工具和平臺。人類攜手人工智能，正在多個領(lǐng)域取得顛覆性、創(chuàng)造性的進展。例如，人工智能有力推動了物理、化學(xué)、生物、材料等科學(xué)研究及實驗探索，主導(dǎo)實現(xiàn)高效的軟件編程，人工智能還能夠帶來超現(xiàn)實的文化旅游體驗，形體藝術(shù)等也能通過人工智能聯(lián)想達到更高境界。在人工智能游戲中，人的欲望、情緒、特征可以得到更充分地表達和投射，人們可以依此進行超現(xiàn)實社會模擬及數(shù)據(jù)采集，使得人文社會科學(xué)虛擬實驗室成為可能，讓社會的有效治理更加智能。

　　重思維——知識傳授必須堅持思維導(dǎo)向

　　培養(yǎng)一代又一代德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，培養(yǎng)一代又一代在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中可堪大用、能擔重任的棟梁之才，要以“每個人的自由而全面的發(fā)展”為目標，以思維能力提升為牽引，把擁有健全的思維作為培養(yǎng)卓越人才的突破口。健全思維是走向卓越的基礎(chǔ)，其中，形象思維、邏輯思維、批判性思維與創(chuàng)造性思維至關(guān)重要，這四種思維單元能組成無數(shù)思維體系。

　　在人才培養(yǎng)的過程中，同樣的知識可以不同的方式呈現(xiàn)在受教育者面前。知識點之間的關(guān)系絕大多數(shù)不是線性的，不少是立體樹狀的，更多是多維網(wǎng)狀的。知識點之間不一定有絕對的先后關(guān)系；前面內(nèi)容看不懂，可以跳過，并不一定會影響后面所學(xué)；學(xué)會了后面的，有時更容易看懂先前的。知識傳授僅僅是工具，核心是通過知識傳授而達到思維訓(xùn)練的效果。本文認為，知識與教育的關(guān)系至少有三種：第一種是最普通的“唯知識”教育；第二種是“知識樹”教育，這是一種較好的教育模式，基于對知識進行系統(tǒng)梳理的、內(nèi)容清晰的教案，傳授思維性的、由關(guān)鍵知識點形成的知識框架樹；第三種是“思維模式”教育，這是最值得推廣和落實的、面向未來的思維導(dǎo)向的教育。“思維模式”教育，即“超越知識點的思維教育”，這種教育基于“思維導(dǎo)圖”和體現(xiàn)知識多維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容，講述人類在該學(xué)科、專業(yè)或領(lǐng)域的發(fā)展史上若干重大事件、重要人物、重要思維方法和重大轉(zhuǎn)折的特點以及顛覆性情景故事，并將這些關(guān)鍵知識點與若干思維模式、框架、體系變化的時間線連接起來，啟發(fā)學(xué)生熟悉和掌握人類思維變化，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的形象思維、邏輯思維、批判性思維與創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的興趣、好奇心和想象力。

　　人工智能時代，在知識點的掌握與簡單勞動等方面，人類比不上人工智能；而思維的多樣性、復(fù)雜性、跳躍性和創(chuàng)新性則主要依靠人類自身去完成，人要用全面而多樣的思維能力超越知識無限的人工智能。

　　人類的思維方式和思維體系有許許多多，那么哪些思維能夠促使我們舉一反三、觸類旁通來面對人工智能的挑戰(zhàn)呢?本文認為，量子思維和老子思想可以給我們帶來啟示：量子學(xué)說從一誕生就給人類社會帶來了許多劇烈的變化。過去的100年，它幾乎顛覆了自然科學(xué)技術(shù)與工程，未來的100年，它很可能顛覆更多領(lǐng)域，而且量子科學(xué)加速后的量子計算將會使人工智能走向更高的水平。從西方通識教材《藝術(shù)：讓人成為人》到《物理學(xué)之道》，再到李約瑟的《中國科學(xué)技術(shù)史》，老子思想跨越人文與理工，被許多量子論和人工智能研究者所尊重。老子思想告訴我們，脫離或者違反自然的人，不可能獲得幸福。我們要保持對人工智能的謹慎，因為它不是自然的“人”。我們發(fā)展人工智能是為了解放人類，而不是替換人類。將來，人類需要用思維和智慧駕馭人工智能。人工智能可以接替人類從事生存型的勞作，人類則擁有充足的時間去思考、休閑、創(chuàng)作和探險。人工智能可能成為物質(zhì)和精神產(chǎn)品的生產(chǎn)者、提供者，人類則幸福地成為享受者、評價者和引領(lǐng)者。

　　智能化——攜手并駕馭人工智能

　　我們不能固執(zhí)地與人工智能對立，不能不愿接受、心生恐懼，拒絕與人工智能攜手，更不能片面強調(diào)自身和本專業(yè)、本行業(yè)的特殊性、保守性。我們同樣不能濫用人工智能，不能以增進福祉或促進學(xué)習(xí)為理由，肆意侵犯個人的隱私空間，不能用人機交互去替代必不可少的、有溫度的人與人之間的交互與關(guān)愛，更不能不標注、不申明地過度使用人工智能，以防止不自覺中養(yǎng)成思維懶惰。

　　我們需要與人工智能共進化，但要防止人工智能把人們帶入歧途深淵。需要警醒的是，人工智能會撒謊、欺騙，會對人類進行負面模仿。隨著技術(shù)發(fā)展，人工智能的邏輯推理能力會越來越高，其潛在的欺騙能力也會越來越強。我們要超前應(yīng)對人工智能帶來的挑戰(zhàn)，杜絕人工智能引發(fā)的倫理問題。

　　人類必須攜手人工智能，進而駕馭人工智能。人是自然的一部分，在自然中經(jīng)受了億萬年的選擇與進化，人工智能就像人類創(chuàng)造的智能體，盡管其在某些技能方面可能勝過人類，但人工智能的發(fā)展不能超越運行了億萬年的自然規(guī)則、社會規(guī)則。人們要保有生涯的成功和生活的價值，就必須駕馭人工智能，為其定“規(guī)矩”、定“生涯”、定“使命”。

　　人工智能的出現(xiàn)，在一定程度上揭示出人類學(xué)習(xí)即將進入超級學(xué)習(xí)階段，新的教育邏輯橫空出世：從掌握知識轉(zhuǎn)向掌握思維，從視學(xué)習(xí)為工具轉(zhuǎn)到視學(xué)習(xí)為價值，從塑造具體的人跨向創(chuàng)造每個人獨特的感受，超越傳統(tǒng)學(xué)習(xí)和感知的局限。

　　智能教育可以體現(xiàn)在學(xué)、教、評、治的方方面面：一是智能學(xué)習(xí)，借助人工智能讓學(xué)習(xí)從模式化、標準化走向大規(guī)模的多樣性、個性化。發(fā)展自適應(yīng)技術(shù)，多樣而全面地評估和診斷學(xué)習(xí)者的腦智和學(xué)習(xí)模型，測量每個人的最近發(fā)展區(qū)以指導(dǎo)精準教學(xué)實踐。建立學(xué)、問、答的大模型，拓展智能個性化答疑，推薦個性化的導(dǎo)學(xué)策略。二是智能教學(xué)，使學(xué)生從被動接受走向主動探究。打破實體課堂模式，突破時空界限，創(chuàng)建虛擬與現(xiàn)實融通無邊界的多元課堂教學(xué)和智能課堂教學(xué)。建立課堂觀察、分析與評價的智能視角和智能課堂評價。基于課堂多模態(tài)數(shù)據(jù)，形成可持續(xù)改進的方案。三是智能評價，服務(wù)于學(xué)生個性化成長，圍繞核心素養(yǎng)，推行多模態(tài)數(shù)據(jù)的、心理學(xué)測量模型與數(shù)據(jù)科學(xué)深度融合的智能化教育測評。四是智能治理，圍繞服務(wù)人自由而全面發(fā)展的全過程，建立智能教育倫理評估與治理機制，開展社會實驗，發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險并形成應(yīng)對方案；制定發(fā)展公平和安全的智能教育政策、標準。針對孤獨、自閉或者傷殘人群，發(fā)展具有人性光輝的智能特殊教育。

　　“超限”——未來人才與未來大學(xué)

　　當前，人工智能、合成生物學(xué)、宇航科技、納米科技、大腦認知等領(lǐng)域快速進步帶來了人類社會的巨大變化，新的產(chǎn)業(yè)行業(yè)形態(tài)即將或已經(jīng)開始涌現(xiàn)，跨學(xué)科超學(xué)科、跨專業(yè)超專業(yè)成為主流，因此，我們有理由去呼喚未來社會及產(chǎn)業(yè)行業(yè)所需要的未來人才。如，就工業(yè)而言，從低到高的工業(yè)的形態(tài)可以劃分為1.0的蒸汽時代、2.0的電氣時代、3.0的電子時代(信息時代)、4.0的智能時代(信息物質(zhì)融合)。社會與產(chǎn)業(yè)行業(yè)的發(fā)展對人才提出更高要求，4.0的智能時代需要的是靈魂和思想能影響其他人的智慧者，可以稱之為4.0人才。因此，思維訓(xùn)練和精神升華就尤為重要。對于人才培養(yǎng)的目標而言，在人工智能時代，我們培養(yǎng)的人才需要跳出只掌握知識點或某種生存技能的局限，真正成長為具有靈魂和思想的4.0人才。

　　滿足上述培養(yǎng)目標，需要大學(xué)的升級和變革。筆者基于從事大學(xué)校級管理近30年的經(jīng)驗和感悟，對古今中外大學(xué)進行了比較：早期以文理學(xué)院為代表的經(jīng)典教學(xué)型大學(xué)，即經(jīng)院模式，可稱為大學(xué)1.0；后來出現(xiàn)的科研和教學(xué)融合的大學(xué)，即洪堡模式，可稱為大學(xué)2.0；在美國率先出現(xiàn)的科研領(lǐng)先、教學(xué)突出、服務(wù)社會的大學(xué)，可稱為大學(xué)3.0；隨著多學(xué)科、跨學(xué)科融合，超學(xué)科的出現(xiàn)，人工智能與大數(shù)據(jù)、合成生物學(xué)、納米科技、人腦與認知科學(xué)的快速發(fā)展，未來會出現(xiàn)以“超限”教育為特色優(yōu)勢的大學(xué)，可稱為大學(xué)4.0。所謂“超限”是指超越局限、界限和極限，超越離散知識點、單一思維模式、單一思維體系，用“最大的原則性+最大的靈活性”培養(yǎng)人才、推動創(chuàng)新。

　　【作者：錢旭紅，中國工程院院士、華東師范大學(xué)校長】

　　(原載2024年第15/16期《中國高等教育》雜志)

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