对于“人工智能+教育”的一些思考
如果说人工智能当下最合适的落地场景,那么进入课堂这件事一定是排在靠前的位置。从当下的趋势来看,人工智能进入课堂已经不是设想,而是我们必须要去做的一件事了。
方向有了,但是问题是:人工智能进入中小学课堂到底应该怎么做?人工智能为学校教育可以带来什么价值?如何与现在的教育体系融合?

在过去的一年里,我除了做AI的职业社会教育,也在高校里给大学生上过课,给老师们培训过人工智能的使用,也进入过中学的课堂,给孩子们分享人工智能的应用,还给中小学做过AIGC的落地产品。
如果从这个角度来看,我勉强也算是局中人了。作为局中人,在这里,我分享一些我自己的浅显的看法。
观点1:人工智能教育,重点应该在小学
按道理来说,人工智能首先进入的应该是大学课堂。在现在这个国际环境中,我们应该尽快培养人工智能人才来迎接即将到来的人工智能时代。
但是如果稍微了解一些人工智能当下行业情况的人会发现,我们在人工智能领域不缺人才,但是缺的是顶尖人才。

人才数量比较的是社会福利和教育投入程度,而顶尖人才数量则是和思维模式的培养息息相关的。
而思维模式的培养,长期以来是我们基础教育缺失的部分。尤其是在当下人工智能时代即将到来的大背景下,强化思维模式的培养这件事已经变的刻不容缓。
所以,人工智能教育赋能的重点应该是小学,并且应该强化的是思维模式的培养,而不是学习“如何使用人工智能”。
观点2:“如何学习”比“学知识”更重要
“无限猴子定理”是一个概率论中的思想实验,它表明如果一只猴子在打字机上随机按键的时间足够长(即无限时间),那么几乎可以肯定它最终会打出任何给定的文本,比如《莎士比亚》的全集或《圣经》的原话。

这个理论看起来无懈可击。但是问题是,如果让猴子在打了足够量的文字,他是否就能自己写出一本《莎士比亚》或者《圣经》呢?
答案很明显,做不到。猴子在打了足够量的文字后,还需要从中总结规律,学习文本的结构规律,学习写作方法,思考要表达的内容,然后才能自己进行创作。
但是猴子想要学会这些东西,几乎是不可能的。除非猴子在外力的干预下,进化自己的思维模式,进化自己的学习方法,不然这件事情在猴子身上,是不可能发生的。

思维模式跟不上,那么学习这件事就是天方夜谭或者效率极低。这个逻辑不仅仅是生物学上成立,在人工智能领域也是一样的。
如果研究一下人工智能的发展历程我们就会发现,每一次的技术进步,都是先从算法模型的进步开始,然后再是追求训练量,这就意味着算法模型的发展,相对于训练量而言,对于人工智能的发展更重要。
从卷积神经网络到现在的Transformer 模型,科学家们不断研究的是优化学习方法,让人工智能用更有效更先进的学习方法去进行学习,也就是说,AI的发展,其实本质上是“让机器掌握更先进的思维模式和学习方法”达成的。
AI并不聪明,他只是在不断在学习人类的先进思维模式和学习方法,而人类呢?

回到教育本身,在给大学生进行AI教学的时候我发现一个问题:我们的孩子在知识记忆角度一点问题也没有,很勤奋,很刻苦。但从学以致用的角度,我们的孩子似乎并不擅长。
并不是孩子们不聪明,你告诉他们第一步怎么做,第二步怎么做,第三步怎么做,他们学的很快,但是一旦让孩子们活学活用,孩子马上就蒙圈了。

很多人觉得这是学习的不够深入,练习的不够多,或者老师的教学方法又问题。诚然,这些问题并不是不存在。但如果回忆一下刚才的那个“无限猴子悖论”,我们是否会得出一个结论:
我们孩子并不完全是不努力,不勤奋而学不好。很大概率上,这是缺乏好的“算法(思维模式)”好的“模型(学习方法)”所导致的。
长期以来,我们整个社会都会非常重视“知识的学习”,而不重视“学习的效率”。这并不是教育的问题,而是我们整个社会长久以来过度强调“努力”,而无意中忽略了“方法”所导致的。

人工智能在不断学习人类先进的学习知识和思考问题的方法,人工智能正在逐步变强。他们的学习能力理解能力已经慢慢接近人类,从这个角度来看,我们是否应该向人工智能去学习,被他们验证行之有效的学习方法呢?
所以在基础教育领域,是时候去强调“思维模式”和“学习方法”了。
在小学阶段,让孩子们学习使用人工智能,有意识的引导孩子们以人工智能的方式方法来进行学习,让孩子们将人工智能的学习方法运用到自己的学科知识学习中,这件事的价值比单纯的使用人工智能有更大的价值。
观点3:中学AI教育应该重视“盒外知识”的教学
小学教育应该解决的是思维模式和学习方法的问题,因为这些东西应该从小培养起,那么中学教育呢?
有人会说,中学教育,那就单独开一门课,系统的开始学习人工智能这门学科啊!
问题是,这件事并不简单,人工智能的学习并不是一件轻松的事情。其中牵扯的非常多的知识。在学习人工智能之前,你需要掌握高等数学、生物学、信号学......,而学习这些知识,初高中的知识量显然是不够的。

那么中学人工智能教育应该教育什么?我理解的是“盒外知识”的教学。
所谓的“盒外知识”,本质上就是去掉那些复杂的抽象的专业知识之后,从原理层面能够具象的能够理解的知识。
人工智能的学习中,最大的难点在于很多抽象的知识概念,比如什么叫高维向量、什么叫潜空间,什么叫注意力,这些概念很抽象,如果无法理解,那么学习人工智能知识,就像是看天书。

但有时候,我们只需要抽掉那些专业知识,只从原理层面去理解,这些专业名词并不是不能理解的,而这件事,很适合在中学阶段去做。

在中学阶段,孩子们开始接触化学物理这些需要具备一定抽象理解能力的学科。所以中学阶段,其实最适合做的就是去普及一些基础的“盒外知识”,这对于进入大学进行更进一步的专业学习,会打下很好的基础。
就像是在高中阶段,我们会学习核聚变和核裂变,但如果让一个高中生去手搓原子弹,这件事做不到,因为在高中阶段所学习的核知识只是和盒外知识。

这看起来没什么用,但如果你大学里学习的专业方向是核物理。那么高中你所学习的这些盒外知识就显得非常重要了,这对于培养核能人才而言,有非常重要的打基础的作用。
同样的,人工智能领域也可以采取同样的逻辑,在初高中阶段,讲解人工智能的盒外知识,让孩子们理解人工智能的基础原理,那么这对于大学里去培养专业的人工智能人才而言,意义是巨大的。
观点4:大学教育需要强调“跨学科的人工智能人才培养”
我们在小学和中学所学习的知识,对于大学专业知识的学习而言,就是基础和基石。但我们在K12阶段里进行人工智能教育,是否是为了一股脑的将所有人都培养成人工智能人才呢?
答案是否定的,人工智能的出现会一定程度上改变人类社会,但只要依然是人类主导社会发展,那么人工智能就不会对于人类社会的结构产生颠覆性的冲击和影响。
对于人工智能而言,未来是AGI(通用人工智能)的时代。在那个时代,AI真的会变得无所不能,上知天文,下知地理,能画画,能唱歌,能自己写代码.....但是这对于我们培养的人才而言,提出了新的要求,我们更多的需要的是有跨学科的人工智能人才。

为什么我们需要跨学科的人工智能人才?
举一个例子,目前当下我们所接触的人工智能绘画工具都是基于扩散模型(diffusion model)来进行工作的。然而时至今日,这个模型依然没有解决对于复杂结构(手部、眼睛、人体结构的绘制)。原因在于这个模型的底层工作原理就决定了,他无法解决这些问题。

扩散模型的基本逻辑是基于对于大量图片进行解析和学习,从中提炼各种特征(色彩、光影、构图、绘画风格、质感等),然后将提炼的共性运用于图片生成。但这里的核心问题是,所有提取的特征都是基于平面的,对于透视、结构、独立个体的特征识别,这个模型显然并不能胜任。
所以这个模型相当于一个自学成才的画家,他临摹了大量的美术作品,掌握了一定的技巧,但是这些技巧并不专业,并不系统,他并不像专业的画家,学习过透视、光影、用色、人体结构。所以他的绘画技巧是会有瓶颈的。
所以,问题在于,如何让人工智能学会透视、结构、独立个体的特征识别?这对于专业的美术人员,并不太难理解,但是对于专精于人工智能但不了解美术的人而言,却是非常困难。
知识的壁垒就会使得我们在某一个专业领域的人工智能技术角度,在某一个时间点陷入瓶颈,而想要突破瓶颈,我们就需要跨学科的人才——比如即懂美术,又懂人工智能的专业人才。
从这个角度而言,如果想在未来AGI时代到来的时候,我们能够不落后于国际水平,我们就应该考虑的是培养“人工智能+”的复合人才。
结尾:
这是关于“人工智能+教育”的一些粗浅的理解。关于人工智能+教育,概念已经提出来了,但是未来会是怎样的?谁也不知道,这里只是我的一些粗浅的想法,也希望这些内容能够让大家更多的思考,未来的教育,到底应该是怎样的,

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