錢旭紅：人工智能時代的教育變革：超學科、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，讓每個人的學習實現(xiàn)融會貫通、觸類旁通。但我們如果過度信賴、盲目使用人工智能，放棄自己的獨立判斷乃至決策權，則將淪為“工具的工具”“機器的仆役”。那么，面對人工智能，教育應該如何變革?我們應該怎樣培養(yǎng)人，以適應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，錢學森就曾指出，人工智能底層邏輯是思維科學。近期，《自然》雜志刊文指出，從腦科學或人工智能的研究角度，人類大腦負責語言文字的區(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)新之路在于超學科、重思維、智能化。

　　超學科——打破學科專業(yè)壁壘

　　人文與科學互為手性鏡像，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，藝術訓練能夠提高想象力、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)新源于科學與藝術的對話和碰撞。古往今來，將人文與科學融為一體而成為英杰者不勝枚舉，如聲光、機械、哲學俱佳的墨子，解剖、美術、機械、建筑、數(shù)學俱佳的達·芬奇，小提琴、物理俱佳的愛因斯坦，美術、物理俱佳的李政道，音樂、地學俱佳的李四光，音樂、航天、物理俱佳的錢學森，兩次獲得諾貝爾化學獎且精通老子哲學的夏普萊斯等。從這些名家的身上，我們能感受到，人文如同科學一樣重要，兩者的融合才能給人以全方位的滋養(yǎng)。

　　跨越學科、跨越專業(yè)是學術、科學、技術、藝術、產(chǎn)業(yè)等創(chuàng)新創(chuàng)造的基礎，這一趨勢在現(xiàn)當代越來越突出。查理·芒格認為，人類當前的學科劃分方式，是從每個學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、物理學、語言學、歷史學、生物學、化學、地質學、地理學等。當人們通識性地掌握了眾多學科的核心內容，特別是重要學科的重要理論，并為自己所用時，就能了解和把握真實的世界。他同時指出，很多一流的專家學者只能在自身狹窄的研究領域內做到相對客觀，一旦離開自身研究領域，就開始變得主觀、教條、僵化，甚至失去了自我學習的能力，這對解決實際問題造成了障礙。所以，要提倡學習所有學科中真正重要的理論，并在此基礎上形成真正的智慧。

　　當前，高校的人才培養(yǎng)必須注重融會貫通、突破知識和學科的界限。要嘗試打破學科專業(yè)之間的壁壘，深化學科交叉融合，創(chuàng)新學科組織模式，探索形成適應新技術、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的人才培養(yǎng)方式。打造高水平交叉學科研究生培養(yǎng)平臺，不斷推動交叉學科優(yōu)勢轉化為育人優(yōu)勢。加大與企業(yè)、研發(fā)機構聯(lián)合建設培養(yǎng)平臺、聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的推進力度，聯(lián)合科技領軍企業(yè)擬定項目清單，試點設立項目制招生和培養(yǎng)單元，打破按一級學科設置招生培養(yǎng)的限制，在校企科研攻關中更新課程體系，創(chuàng)新育人模式，建立敏捷響應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，實施超學科項目化育人，打破學制限制、專業(yè)限制、學分認定限制、學位授予限制，開展未來大學形態(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、超學科融通提供了新的可能。人工智能源自信息學科，但其本身及影響早已超越原初的學科屬性，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、生物、材料等科學研究及實驗探索，主導實現(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)展的社會主義建設者和接班人，培養(yǎng)一代又一代在社會主義現(xiàn)代化建設中可堪大用、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，其中，形象思維、邏輯思維、批判性思維與創(chuàng)造性思維至關重要，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系；前面內容看不懂，可以跳過，并不一定會影響后面所學；學會了后面的，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練的效果。本文認為，知識與教育的關系至少有三種：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、內容清晰的教案，傳授思維性的、由關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“思維導圖”和體現(xiàn)知識多維網(wǎng)狀結構的教學內容，講述人類在該學科、專業(yè)或領域的發(fā)展史上若干重大事件、重要人物、重要思維方法和重大轉折的特點以及顛覆性情景故事，并將這些關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)學生熟悉和掌握人類思維變化，形成知識網(wǎng)絡結構中的形象思維、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技術與工程，未來的100年，它很可能顛覆更多領域，而且量子科學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：讓人成為人》到《物理學之道》，再到李約瑟的《中國科學技術史》，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習為理由，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習即將進入超級學習階段，新的教育邏輯橫空出世：從掌握知識轉向掌握思維，從視學習為工具轉到視學習為價值，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)學習和感知的局限。

　　智能教育可以體現(xiàn)在學、教、評、治的方方面面：一是智能學習，借助人工智能讓學習從模式化、標準化走向大規(guī)模的多樣性、個性化。發(fā)展自適應技術，多樣而全面地評估和診斷學習者的腦智和學習模型，測量每個人的最近發(fā)展區(qū)以指導精準教學實踐。建立學、問、答的大模型，拓展智能個性化答疑，推薦個性化的導學策略。二是智能教學，使學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和智能課堂教學。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，服務于學生個性化成長，圍繞核心素養(yǎng)，推行多模態(tài)數(shù)據(jù)的、心理學測量模型與數(shù)據(jù)科學深度融合的智能化教育測評。四是智能治理，圍繞服務人自由而全面發(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)潛在風險并形成應對方案；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

　　當前，人工智能、合成生物學、宇航科技、納米科技、大腦認知等領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)，跨學科超學科、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，需要大學的升級和變革。筆者基于從事大學校級管理近30年的經(jīng)驗和感悟，對古今中外大學進行了比較：早期以文理學院為代表的經(jīng)典教學型大學，即經(jīng)院模式，可稱為大學1.0；后來出現(xiàn)的科研和教學融合的大學，即洪堡模式，可稱為大學2.0；在美國率先出現(xiàn)的科研領先、教學突出、服務社會的大學，可稱為大學3.0；隨著多學科、跨學科融合，超學科的出現(xiàn)，人工智能與大數(shù)據(jù)、合成生物學、納米科技、人腦與認知科學的快速發(fā)展，未來會出現(xiàn)以“超限”教育為特色優(yōu)勢的大學，可稱為大學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、華東師范大學校長】

　　(原載2024年第15/16期《中國高等教育》雜志)

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