◎摘 要 为适应人工智能时代变革与未来社会发展需求,大学教育的革新之路在于超学科、重思维、智能化。以超学科打破学科专业壁垒,突破知识和学科的界限,开展未来大学形态的前瞻性探索;以重思维体现思维导向,用全面而多样的思维能力超越知识无限的人工智能;以智能化携手并驾驭人工智能,将智能教育体现在学、教、评、治等各方面。未来将出现以“超限”教育为特色优势的大学,用“最大的原则性+最大的灵活性”培养人才、推动创新。
◎关键词 教育变革;超限;超学科;重思维;智能化
人工智能的迅猛发展给人类社会带来巨大机遇和挑战,使人们高度关注传统教育方式在人工智能时代的变革。人工智能拥有海量数据,具有跨模态、跨学科、跨行业等特点。借助人工智能,我们可以实现大规模个性化的因材施教,让每个人的学习实现融会贯通、触类旁通。但我们如果过度信赖、盲目使用人工智能,放弃自己的独立判断乃至决策权,则将沦为“工具的工具”“机器的仆役”。那么,面对人工智能,教育应该如何变革?我们应该怎样培养人,以适应人工智能无处不在的发展环境,让人类在人工智能时代保有生活的价值?我们应该培养什么样的人,使其能与人工智能携手,或驾驭人工智能,为人类文明发展作出更大贡献?
早在40年前,钱学森就曾指出,人工智能底层逻辑是思维科学。近期,《自然》杂志刊文指出,从脑科学或人工智能的研究角度,人类大脑负责语言文字的区域与思维的区域并不相同,也就是说,语言主要是用于交流的工具,而不是思考的工具。这就提醒我们,驾驭人工智能,思维非常重要。人工智能在知识层面会远超人类,而人类则需要发展思维来驾驭人工智能。因此,传统的教育方式在人工智能时代必须变革,创新之路在于超学科、重思维、智能化。
超学科——打破学科专业壁垒
人文与科学互为手性镜像,如同左手右手、左脚右脚、左眼右眼、左耳右耳、左脑右脑等一样,相互对称、相互补充、互成一体、不可分割,是人的一体二象。对理工人才而言,艺术训练能够提高想象力、专注力、组织力和成长性;对人文人才而言,形式逻辑训练能够提高执行力、操作能力、反省能力和严谨性。只有将人文与科学的知识、素养、思维相融合,才能保证每个人自由而全面的发展。
创新源于科学与艺术的对话和碰撞。古往今来,将人文与科学融为一体而成为英杰者不胜枚举,如声光、机械、哲学俱佳的墨子,解剖、美术、机械、建筑、数学俱佳的达·芬奇,小提琴、物理俱佳的爱因斯坦,美术、物理俱佳的李政道,音乐、地学俱佳的李四光,音乐、航天、物理俱佳的钱学森,两次获得诺贝尔化学奖且精通老子哲学的夏普莱斯等。从这些名家的身上,我们能感受到,人文如同科学一样重要,两者的融合才能给人以全方位的滋养。
跨越学科、跨越专业是学术、科学、技术、艺术、产业等创新创造的基础,这一趋势在现当代越来越突出。查理·芒格认为,人类当前的学科划分方式,是从每个学科的独特角度切入了解整个世界,如同无数盲人在摸象,摸索“知识之象”的腿、脚、鼻、耳、肚、眼等组成部分,即数学、物理学、语言学、历史学、生物学、化学、地质学、地理学等。当人们通识性地掌握了众多学科的核心内容,特别是重要学科的重要理论,并为自己所用时,就能了解和把握真实的世界。他同时指出,很多一流的专家学者只能在自身狭窄的研究领域内做到相对客观,一旦离开自身研究领域,就开始变得主观、教条、僵化,甚至失去了自我学习的能力,这对解决实际问题造成了障碍。所以,要提倡学习所有学科中真正重要的理论,并在此基础上形成真正的智慧。
当前,高校的人才培养必须注重融会贯通、突破知识和学科的界限。要尝试打破学科专业之间的壁垒,深化学科交叉融合,创新学科组织模式,探索形成适应新技术、新产业、新业态、新模式的人才培养方式。打造高水平交叉学科研究生培养平台,不断推动交叉学科优势转化为育人优势。加大与企业、研发机构联合建设培养平台、联合培养高端人才的推进力度,联合科技领军企业拟定项目清单,试点设立项目制招生和培养单元,打破按一级学科设置招生培养的限制,在校企科研攻关中更新课程体系,创新育人模式,建立敏捷响应市场需求的人才培养机制。聚焦未来5—10年,甚至更长远的前沿科技、产业发展方向和经济社会发展需求,实施超学科项目化育人,打破学制限制、专业限制、学分认定限制、学位授予限制,开展未来大学形态的前瞻性探索。
人工智能的发展为文、理、艺、工的交叉融合、超学科融通提供了新的可能。人工智能源自信息学科,但其本身及影响早已超越原初的学科属性,为全面地培养人才提供了前所未有的超级工具和平台。人类携手人工智能,正在多个领域取得颠覆性、创造性的进展。例如,人工智能有力推动了物理、化学、生物、材料等科学研究及实验探索,主导实现高效的软件编程,人工智能还能够带来超现实的文化旅游体验,形体艺术等也能通过人工智能联想达到更高境界。在人工智能游戏中,人的欲望、情绪、特征可以得到更充分地表达和投射,人们可以依此进行超现实社会模拟及数据采集,使得人文社会科学虚拟实验室成为可能,让社会的有效治理更加智能。
重思维——知识传授必须坚持思维导向
培养一代又一代德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,培养一代又一代在社会主义现代化建设中可堪大用、能担重任的栋梁之才,要以“每个人的自由而全面的发展”为目标,以思维能力提升为牵引,把拥有健全的思维作为培养卓越人才的突破口。健全思维是走向卓越的基础,其中,形象思维、逻辑思维、批判性思维与创造性思维至关重要,这四种思维单元能组成无数思维体系。
在人才培养的过程中,同样的知识可以不同的方式呈现在受教育者面前。知识点之间的关系绝大多数不是线性的,不少是立体树状的,更多是多维网状的。知识点之间不一定有绝对的先后关系;前面内容看不懂,可以跳过,并不一定会影响后面所学;学会了后面的,有时更容易看懂先前的。知识传授仅仅是工具,核心是通过知识传授而达到思维训练的效果。本文认为,知识与教育的关系至少有三种:第一种是最普通的“唯知识”教育;第二种是“知识树”教育,这是一种较好的教育模式,基于对知识进行系统梳理的、内容清晰的教案,传授思维性的、由关键知识点形成的知识框架树;第三种是“思维模式”教育,这是最值得推广和落实的、面向未来的思维导向的教育。“思维模式”教育,即“超越知识点的思维教育”,这种教育基于“思维导图”和体现知识多维网状结构的教学内容,讲述人类在该学科、专业或领域的发展史上若干重大事件、重要人物、重要思维方法和重大转折的特点以及颠覆性情景故事,并将这些关键知识点与若干思维模式、框架、体系变化的时间线连接起来,启发学生熟悉和掌握人类思维变化,形成知识网络结构中的形象思维、逻辑思维、批判性思维与创造性思维,培养学生的兴趣、好奇心和想象力。
人工智能时代,在知识点的掌握与简单劳动等方面,人类比不上人工智能;而思维的多样性、复杂性、跳跃性和创新性则主要依靠人类自身去完成,人要用全面而多样的思维能力超越知识无限的人工智能。
人类的思维方式和思维体系有许许多多,那么哪些思维能够促使我们举一反三、触类旁通来面对人工智能的挑战呢?本文认为,量子思维和老子思想可以给我们带来启示:量子学说从一诞生就给人类社会带来了许多剧烈的变化。过去的100年,它几乎颠覆了自然科学技术与工程,未来的100年,它很可能颠覆更多领域,而且量子科学加速后的量子计算将会使人工智能走向更高的水平。从西方通识教材《艺术:让人成为人》到《物理学之道》,再到李约瑟的《中国科学技术史》,老子思想跨越人文与理工,被许多量子论和人工智能研究者所尊重。老子思想告诉我们,脱离或者违反自然的人,不可能获得幸福。我们要保持对人工智能的谨慎,因为它不是自然的“人”。我们发展人工智能是为了解放人类,而不是替换人类。将来,人类需要用思维和智慧驾驭人工智能。人工智能可以接替人类从事生存型的劳作,人类则拥有充足的时间去思考、休闲、创作和探险。人工智能可能成为物质和精神产品的生产者、提供者,人类则幸福地成为享受者、评价者和引领者。
智能化——携手并驾驭人工智能
我们不能固执地与人工智能对立,不能不愿接受、心生恐惧,拒绝与人工智能携手,更不能片面强调自身和本专业、本行业的特殊性、保守性。我们同样不能滥用人工智能,不能以增进福祉或促进学习为理由,肆意侵犯个人的隐私空间,不能用人机交互去替代必不可少的、有温度的人与人之间的交互与关爱,更不能不标注、不申明地过度使用人工智能,以防止不自觉中养成思维懒惰。
我们需要与人工智能共进化,但要防止人工智能把人们带入歧途深渊。需要警醒的是,人工智能会撒谎、欺骗,会对人类进行负面模仿。随着技术发展,人工智能的逻辑推理能力会越来越高,其潜在的欺骗能力也会越来越强。我们要超前应对人工智能带来的挑战,杜绝人工智能引发的伦理问题。
人类必须携手人工智能,进而驾驭人工智能。人是自然的一部分,在自然中经受了亿万年的选择与进化,人工智能就像人类创造的智能体,尽管其在某些技能方面可能胜过人类,但人工智能的发展不能超越运行了亿万年的自然规则、社会规则。人们要保有生涯的成功和生活的价值,就必须驾驭人工智能,为其定“规矩”、定“生涯”、定“使命”。
人工智能的出现,在一定程度上揭示出人类学习即将进入超级学习阶段,新的教育逻辑横空出世:从掌握知识转向掌握思维,从视学习为工具转到视学习为价值,从塑造具体的人跨向创造每个人独特的感受,超越传统学习和感知的局限。
智能教育可以体现在学、教、评、治的方方面面:一是智能学习,借助人工智能让学习从模式化、标准化走向大规模的多样性、个性化。发展自适应技术,多样而全面地评估和诊断学习者的脑智和学习模型,测量每个人的最近发展区以指导精准教学实践。建立学、问、答的大模型,拓展智能个性化答疑,推荐个性化的导学策略。二是智能教学,使学生从被动接受走向主动探究。打破实体课堂模式,突破时空界限,创建虚拟与现实融通无边界的多元课堂教学和智能课堂教学。建立课堂观察、分析与评价的智能视角和智能课堂评价。基于课堂多模态数据,形成可持续改进的方案。三是智能评价,服务于学生个性化成长,围绕核心素养,推行多模态数据的、心理学测量模型与数据科学深度融合的智能化教育测评。四是智能治理,围绕服务人自由而全面发展的全过程,建立智能教育伦理评估与治理机制,开展社会实验,发现潜在风险并形成应对方案;制定发展公平和安全的智能教育政策、标准。针对孤独、自闭或者伤残人群,发展具有人性光辉的智能特殊教育。
“超限”——未来人才与未来大学
当前,人工智能、合成生物学、宇航科技、纳米科技、大脑认知等领域快速进步带来了人类社会的巨大变化,新的产业行业形态即将或已经开始涌现,跨学科超学科、跨专业超专业成为主流,因此,我们有理由去呼唤未来社会及产业行业所需要的未来人才。如,就工业而言,从低到高的工业的形态可以划分为1.0的蒸汽时代、2.0的电气时代、3.0的电子时代(信息时代)、4.0的智能时代(信息物质融合)。社会与产业行业的发展对人才提出更高要求,4.0的智能时代需要的是灵魂和思想能影响其他人的智慧者,可以称之为4.0人才。因此,思维训练和精神升华就尤为重要。对于人才培养的目标而言,在人工智能时代,我们培养的人才需要跳出只掌握知识点或某种生存技能的局限,真正成长为具有灵魂和思想的4.0人才。
满足上述培养目标,需要大学的升级和变革。笔者基于从事大学校级管理近30年的经验和感悟,对古今中外大学进行了比较:早期以文理学院为代表的经典教学型大学,即经院模式,可称为大学1.0;后来出现的科研和教学融合的大学,即洪堡模式,可称为大学2.0;在美国率先出现的科研领先、教学突出、服务社会的大学,可称为大学3.0;随着多学科、跨学科融合,超学科的出现,人工智能与大数据、合成生物学、纳米科技、人脑与认知科学的快速发展,未来会出现以“超限”教育为特色优势的大学,可称为大学4.0。所谓“超限”是指超越局限、界限和极限,超越离散知识点、单一思维模式、单一思维体系,用“最大的原则性+最大的灵活性”培养人才、推动创新。
【作者钱旭红:中国工程院院士、华东师范大学校长】
(原载2024年第15/16期《中国高等教育》)
作者:钱旭红