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AI教育 — 浅谈人工智能与学校教育

2020-12-14 14:49:18

最近曾经在本栏多次谈到人工智能,最近有机会参加了不少有关人工智能的会议与讨论,又有一些新的看法,在这里与读者分享。

一谈到未来,西方尤其是美国,就会想到科技。甚至有些观点,认为未来就是科技,科技就是未来。而最近一年左右,人们又似乎把对于科技的注意,聚焦在人工智能。以AI(人工智能)为题的会议、文章、项目数不胜数。有些本来只不过与AI有点关系的如VR(虚拟技术)、大数据、物联网……,也通通挂在AI账上。不过也无所谓啦,反正许多科技的应用,是互相渗透,难以分割的。

人工智能进入教育了吗?

人工智能进入教育领域,非常迅猛。因为一个国际项目,最近对于AI在教育领域的出现,作了一点扫描,下面是一些初步的观察。

A. 把AI作为未来需要的一门知识来学习

一、AI作为课程。也就是把AI作为一个科目,让学校可以有系统地向学生传授。已经有科技公司,编写了颇为完整的AI课本,供学校使用。在内地,也的确有些城市,在学校里设立了AI课,作为正规的科目。

二、把与AI有关的原理或者知识,融入现存的科目里面。例如把编程(coding)有关的原理,融入到数学学习里面。不过,目前这似乎只是一种设想,真正成事的,还在小范围的试验阶段。

三、通过应用AI,学习AI。最典型的是在小学做种种机器人的游戏、设计、应用、剖析、创造。这在国内香港的小学非常普遍。对于通过机器人的活动学习AI,有不同的意见。有科学家不认为这是学习AI,也有觉得这才是学习AI的正途。这里面有对于「学习」这个概念有不同的理解,也有负责的老师会有不同的认识、阐释与设计。

B. AI应用于教育

四、AI应用于教育行政、学校管理。这方面严格来说,是在管理领域的应用。

五、AI用于改善教学环境和教学资源。

人工智能应用于教育的好处

1. 促进学习个人化与个别化。人类学习本来是在个别的人脑里面各自发生的,我们的教育制度,把学生的学习过程划一化了,而且对他们的学习成果,也是划一的期望。这是违反人类学习规律的,但是进入工业社会,为社会培养各级各类人力资源的思维成了主流教育观念,于是社会劳动力的需求,掩盖了学生学习的个别性。人工智能,可以把学生从划一化的过程(时间和空间)中释放出来,也就是促进个别化学习。

2. 帮助人类了解自己的学习过程。人工智能可以把学生的学习过程从头到尾纪录下来,让学生可以自我反馈,让教师可以观察从而改进教学,也让研究人员可以追溯学生的学习进程和特点,可以因此产生有关学生学习的大数据,从中提炼出学生学习的规律。如果没有人工智能,只能靠教师的经验,观颜察色,加上推测,从而改进自己的教学。学生也可以对于自己的学习过程,毫无认识。

3. 人工智能可以减轻教师的工作量。例如很多人工智能的设计,在于减轻教师的批改工作量。这属于替代人类劳动的一部分。

4. 人工智能若与虚拟技术结合,可以大幅度增加学生的经历。原来许多受地理距离和历史时代隔绝的情景,都可以通过科技的创造,让它们在学生的观感中再现。也可以通过科技,缩短非常长的和放长非常短的物理或生物过程,以供肉眼观察。

人工智能会否带来消极影响?

但是人工智能这些积极的作用,又会带来一些问题,不可不注意。

第一、人工智能的技术发展,可以允许而且要求对学生有精准的观察、量度与干预。这种精确度,是教师无法达到的。问题是,教育的过程,精准一定是方向吗?精准的教学就是优质的教学吗?精准,是教师追求的吗?

学生的学习过程,往往带有不完整、不完美、不精确的部分,有经验的教师,懂得如何在大体正确的过程中,允许学生有缺陷;除非如此,就难以要求学生有学习的积极性。教师看到一名学生的发展大方向,而不一定「精准」地计较学生的每一个细节。

第二、假如把注意力放在精准化,会不会把一些过时的、保守的元素加以固化了。例如假如不断地研究考试的精准化,会不会结果把考试固化了。这个研究过程,技术上是没有过错的,问题是,对于考试改革的大方向,是促进了,还是固化了?

第三、人工智能既然是科技,当然讲究客观性。在不少谈论中,人们都会不约而同地提到传统教学里面教师的人性、情感一面。这些主观因素,往往是学生是否成功的关键。老练的教师,会从许多方面综合看每一名学生,而不是分析性地把学生看成是一堆指标的合成。

第四、科技的精准性,往往需要观察每一名学生的「精准」表现。现在大陆内地已经出现了全面监察学生表现的课堂,包括学生的面部表情,用以观察学生的情绪。如此,在其他社会就不一定行得通,因为涉及私隐。

第五、教师在教学的过程中,往往是在不经意之中,点点滴滴不断在改善的;里面也会有很多点滴创新,几乎无日无之。而改进与创新的天地是无穷无尽的,要机器人做到这一点,是否有点过分?

第六、再说,与人工智能几乎是同步发展的虚拟技术。假如我们只是强调虚拟的经历可以替代现实的经历,会不会学生就更加不必去接触现实的社会和自然界了?看过一些设计,让学生进入虚拟的自然界。是否学生将来就不需要真正接触自然界?

科技的延伸还是教育的需要?

以上几点,只是不成熟的观察。背后也许存在四类问题。

第一类问题:现在技术与教育的结合,是技术作主导,是科技界主动进入教育。

教育界觉得有需要而要求引入科学技术的,鲜见(去年介绍的上海刘京海的「学程包」,是少数的特例之一)。因此,往往是技术人员很有热情去拓宽技术的应用,而教育界只是被动地接受;又或者教育界觉得这是新颖的东西,是向前发展的方向,因此必须努力追上,而没有细想是否符合学生学习的需要。

第二类问题:从教育界本身看,前述的问题,似乎也暴露了目前教育、课程、教学的前瞻方向不够明确。

环顾一下,全球来说,似乎研究宏观政策与规划的比较多,但是对于微观的教育元素,例如课堂教学、学习经历、考试测评,下一步应该如何走,甚少前瞻性的讨论。没有强烈的意愿,甚至没有摸索的方向,因而也没有明确的界线,去辨清到底哪些技术是促进了教育的,哪些其实只会让教育原地踏步,甚至妨碍前进。

第三类问题:又回归到本栏不断倡议的──要发展学习科学。

不论是教育界还是技术界,科技用于教育,归根到柢是为了学生的学习。假如我们对于学生的学习,只是想当然的假设,或者是未经思考的猜想,那技术的发展,肯定不会使教育往前走。目前看到的AI在教育的应用,绝大部分(也许没有夸张)只是按照知识内容的逻辑结构设计程序。知识的逻辑流程,与学生的学习流程,不是同一回事。

第四类问题,也是一个普遍的问题:机器人能否代替教师。

在幼儿阶段,似乎肯定不可能,因为人与人之间赖以互相呼应的镜像脑细胞,不存在于机器之中。近来参加不少有关科技的会议与讨论,不禁感到,机器是否会代替人这个问题,在科技界好像是不言而喻的、理所当然的。真的吗?人类为什么打算用机器来取代自己?其实也许没有人问过这个问题。也许这是一个盲目的假设。

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