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王怀民、钱旭红、袁振国:关于智能教育的对话

2022年09月25日 智能+

  不久前举行的“2022世界人工智能大会教育论坛”上,中国科学院院士、国防科技大学原副校长王怀民,中国工程院院士、555000jc线路检测中心校长钱旭红,555000jc线路检测中心终身教授、上海智能教育研究院院长袁振国就智能教育展开一场高端对话。现将对话全文整理发表如下,以飨读者。

王怀民、钱旭红、袁振国:关于智能教育的对话

《解放日报》9月23日10版刊发

《文汇报》9月25日头版报道

      
   

“智能教育是人工智能皇冠上的明珠”


  袁振国:非常高兴今天我们请到了王怀民院士和钱旭红院士,就智能教育这个话题进行对话。钱校长是院士也是大学校长,他非常重视学科的交叉融合,重视卓越人才的培养,抓住科学的前沿领域,推动学科建设和人才培养。两年前,钱校长在全校的一次务虚会上讨论确定了把智能教育作为555000jc线路检测中心发展的首要战略,之后推动了智能教育的推进,取得了今天的成就。想请问钱校长,作为一所师范大学为什么把智能教育放在如此突出的位置?

  钱旭红:谢谢,非常荣幸到这个会场来,今天又是专场讨论智能教育,对我们来讲感到非常欣喜。因为现在有越来越多的人关心智能教育,大家也认同,这是我们未来的希望。

555000jc线路检测中心校长钱旭红院士

  我们是这样考虑的,有三个层面:第一,人类社会和产业紧密相关,今天的教育大部分都是属于工业文明时代的教育,现在我们正走向信息文明时代的教育。我们的产业几乎用了40年时间,走过了别人从农业国走向工业化、信息化的300年道路,而我们中国40年就从农业国走向了信息化,并且在人工智能领域参与国际竞争,为国际发展做贡献。目前还需看到,我国的产业和社会开始跨越信息时代向人工智能时代转型,我们的教育呢?今天我们的教育相当程度上还处于1.0、2.0之间,就是农业社会和工业社会的教育,刚刚开始了大规模网络教育。但是我们又必须面对人工智能对我们的冲击和影响,而这个可能倒是个机遇。因为工业时代的教育甚至网络时代的教育,我们是很难超越别人的,我们是亦步亦趋跟着别人的。但是人工智能时代,我们有可能为人类的文明发展做出更大的贡献,甚至一定程度可以超越别人,因为我们和别人在同一起跑线,我们有很多优势,更容易接纳很多新的思想。

  第二,华东师大的毕业生50%在教育领域任教从业,25%的学生在信息科学技术领域,比如大数据、软件、计算机、人工智能领域从业,就业排第三位的是金融领域。所以我们有两个非常大的学部,一个是教育学部,一个是信息学部。一个综合大学对教育的重视程度,很少能够达到华师大这个地步。而在一个师范大学中,教育强同时信息也强的,全中国唯有这一所,甚至在全世界唯一这么一所。因此,如何把这两大优势结合在一起创造新优势,这是我们学校本身的使命。

  第三,如何才能培养卓越人才,是555000jc线路检测中心特别关心的。但是培养卓越人才需要深刻了解并呵护每一个人,以传统的方法根本做不到,而人工智能就给予了一个机会,通过大规模的因材施教,为每个人的发展服务,把每个人都培养成不可替代的英才。

  这三个原因,使得我们学校重视智能教育。

  袁振国:钱校长对于智能教育发展,以及555000jc线路检测中心为什么特别重视智能教育,既有学术见解,也有岗位职责。王院士是我们国家非常杰出的计算机科学家,他在分布式计算,在军队的网络建设方面做了很大的贡献。同时,王院士又是在院士当中,是为数不多的对智能教育倾注了极大热情的院士,对于网络教育是亲历亲为,做出了非常杰出的产品。我相信王院士一定有与众不同的体会,也对未来的前瞻有自己的判断。现在我们的智能教育发展大概是什么状况,想请王院士做一个总体评价。

  王怀民:谢谢论坛的邀请,很荣幸能够和钱校长、袁院长一起就智能教育进行专门的对话。

中国科学院院士、国防科技大学原副校长王怀民

  智能教育当前的发展现状可以理解为教育信息化的高级阶段。为什么放在“教育信息化”的背景下来讲?因为智能教育的发展不能割裂地看,是要放在信息时代到来的历史进程中,来看智能教育发展所处的历史方位。

  随着信息化的发展已经经历了两个重要阶段,第一个阶段是数据化阶段,第二个阶段是网络化阶段,现在正在进入智能化的高级阶段。人类经历农业时代、工业时代、信息时代之后,未来可能还会有一个智能时代。信息时代的高级阶段是智能化,这个智能化是信息化中的智能化,可能孕育未来的智能时代。我们经历了信息化中的数据化,信息化中的网络化,现在正处于信息化的高级阶段,叫信息化中的智能化。而这个智能化和前面两化密切相关,这两化在推动教育的智能化当中,都发挥了非常重要的基础作用。把今天的教育推到了智能教育这样一个新阶段,就是信息化教育进入到智能化的新阶段。


人工智能在教育上的运用与在其他领域有着本质区别


   

  袁振国:总体来讲,智能教育是信息化达到了智能化水平,智能化是信息化的高级阶段。但是我们也不得不面对一个现实,教育的智能化与其他领域的智能化比较起来,处于相对落后的状态。对于无人机、智能金融、智能物流、智能医疗等等,人们感受到的改变更加直接、体验也更加强烈,比如绿码的应用和网上购物等等,能感受到社会已经发生了颠覆性的变化。但从教育来讲,大多数的教育行为、教育模式,还是传统的教育占主导地位。

  在这个角度讲,智能化加教育产生的变化,好像不像人们期望的那么高,这是什么原因?是不是智能教育和其他方方面面的智能化比较起来,有它的特殊性?

555000jc线路检测中心终身教授、上海智能教育研究院院长袁振国

  钱旭红:人工智能在教育上应用的难度是其他行业不能比拟的,因为我们长期在农业时代、工业时代。自然农业时代杂草丛生,多样性共存而相克相生,粮食产量很低,随后耕作做成专门的麦田、玉米田,如此一来就很容易发生病虫草害。进入工业时代,流水线把每个人当成一个机器。如果在教育中也采取这样的方式,我们获得的是工具,获得的是思想上的奴隶,而不是真正的英才。

  要培养真正的英才,必须服务于每个人独特的个性、独特的思维方式以及独特的生理结构。很多人已经习惯工业化了,觉得人应该都是一样的,教学的老师必须一样的,教案也必须一样的。长期如此就是把每个人变成工业产品。工业产品可以格式统一化,但人不能!这就是为什么人之为人,人是天底下最重要的、我们需要呵护的精灵。

  因此当我们的信息技术还没有发展到那个地步时,还没有真正把人的崇高性体现时,信息技术是很难扎根的。要知道信息技术采集数据对每个人而言就是一种干扰,至少是微扰。其坏处是伤害,其好处就是一种激励,但是你怎么判断是伤害还是激励呢?

  因此,对于人工智能发展而言,其最高境界就是在教育当中的应用,当智能教育应用后我们开始真正把每个人培养成各不相同的英才,人工智能就到了非常高的境地。也就是这个时候,人类的智能和人工智能就融为了一体。所以我认为到今天这个时间关口,加速以人为核心的人工智能时代即将到来,这就是智能教育伟大的前景。

  王怀民:今天人工智能的研究,常常是以如何替代人为主要目标,而智能教育是以如何支持人、帮助人、服务人为主要目标。不是让人离开,而是和人在一起。比如说智能工厂、智能港口,是人离开,不需要人了才是最高的境界。越是成功,人越少,人远远的在监控室里看着这一切就是成功。

  教育不是让人离开,而是让人类智能和人工智能交融在一起,这是更高级的交融。其他领域的成功是要替代人,是要让人在系统外,但智能教育是要人在系统中,或者说人和机器要有效融合。我更认为这是今天人工智能技术发展要高度关注的话题。今天人工智能技术之所以能够有所突破,是从人和机联合在一起的历史进程得到的启发。比如说网络大数据,今天大量的自然语言处理、模式识别的成功,是因为人在数字化、网络化的应用环境中自然而然的行为留下的那些被标记的数据,才使得我们今天所谓的深度学习有了低成本的标记大数据。今天智能模型怎么来的?是人在系统中“喂”给了学习算法标记数据后训练得到的。

  因此,人工智能,特别是机器学习走到今天成就,并不是让人离开,并不是让人工智能和人类智能打擂台,而是二者联合在一起带来的成功,这个成果也应该给我们发展智能教育以深刻启发。


创新应用场景,发挥其不可替代性,是智能教育的突破口

                  
   

  袁振国:两位院士提出了非常深刻的思想,智能教育和人工智能在其他各个领域里面的应用有个根本的不同,一个是替代,一个是融合。任何其他的领域里面,人工智能的运用是把人的工作替代掉,人工没有了,这就是人工智能彻底的胜利。但是教育不是这样,如果说教育要把人替代掉的话,还有教育吗?教育的目的是促进人的发展,要尊重人的自然性,要尊重人的个性,还有一个很重要的概念,就是让人自主的发展,让他内在的思维、内在的潜能发挥出来,人工智能是促进他发展,而不是替代他发展。如果替代发展的话,人就没有了。

  这是一个非常令人激动的领域,智能教育是人工智能皇冠上的明珠。如果智能教育搞成功了,整个人类的人工智能发展可能就到了比较理想的阶段。王院士反复强调是人在系统内,通过人和机器的融合才是我们人工智能教育发展的方向。

  既然如此,王院士您看智能教育下一步的突破点在哪里,从哪里起步?

  王怀民:就是要在人和机的有效融合上获得突破,简单来说,就是智能教育应用场景创新。今天很多人工智能技术得以发展,实际上是场景创新牵动了相关信息技术包括智能技术的有效组合,在创新场景下得到了体现。未来智能教育的发展,如果能够在智能教育场景创新上有突破,有可能实现刚才钱校长说的愿景,希望中国教育在智能教育这个阶段对人类做出更大的贡献。

  比如数字化和网络化这个阶段的教育,慕课是一个被设计和构造出来的场景。这个场景是哈佛、斯坦福的实践,以及把这个实践用技术形式沉淀下来,形成慕课平台,人没有出去,没有离开平台,课程的建设者是老师,但是它的确在很大程度上给出了一种全新的通过网络学习的应用场景和手段,他和传统课堂教学是不一样的。比如说短视频,短视频的设计不仅仅是流媒体技术的恰当使用,也是对人类注意力周期基本认知和对教育过程的理解,实现了这个组合,在这个网络教育的场景下得到了一种体现。由此也唤起了所谓规模化、个性化、终身学习的模式和支持平台。如果再加上刚才郭毅可教授提到的知识图谱和智能推荐的智能技术,就有可能更好地体现规模化个性教育场景。这是怎样的过程呢?不能脱离于现在我们已经达到的教育信息化的状态,比如慕课的特点,今天郭毅可教授讲的这些内容和慕课连接起来,使得智能化慕课成为可能,这可能就是一个应用场景。

  应用场景思考的思路是什么?促进规模化、个性化、终身化的教育场景设计。我个人认为会是一个重要的突破点。

  袁振国:我一直在思考智能教育怎么深入发展,今天王院士提出了一个很重要的思想,就是在于应用场景的创新。为什么我们现在智能教育在教育里面应用了那么多,不像人们期望的那么有成就,关键是总是想把智能技术运用到现在的场景当中去,所以它的收效不大。

  要创造场景,创造什么样的场景呢?王院士举了一个例子,比如说像慕课,当然慕课现在也在更新发展。但是王院士提出了很重要的思路,就是在大规模、个性化、终身化这三个方面作为我们思考的方向,非常有启发。

  钱旭红:什么样的切入口才能让智能教育有重大的发展?我觉得是在传统教育无法着力而且很难发挥的地方去入手,创造更大的辉煌。孔子讲过“因材施教”,因为人工智能可以大规模采数据,能够把因果关系和同时发生的非因果关系都解构出来,这是第一层面。

  第二层面更重要,就是老子所讲的“不言之教”,思考字里行间的内容、不能用言语表达的内容,如何把它揭示出来。比如说量子力学讲到有关电子云以及不同的轨道,是无法用真实的图像给你的,这一切以前只能用数学公式。如果用人工智能把它所谓的波粒二象性给动态模拟出来,学生的学习成绩完全就会不一样,这就是老子强调的学不学、学绝学。什么叫“不言之教”?一言一行是教育,一草一木是教育。人工智能怎么做到?比如说不同的人,每个人对于色彩的敏感度是不一样的,有的人是色弱,有的干脆就是色盲。现在我们用任何一个技术手段帮助我们孩子了吗?色弱比例是很高的,但没有任何办法。怎么办呢?只能淘汰,要高考了一测,你色弱、色盲,这个专业不准考。如何把一个人器官的敏感力延长,这个传统技术做不到,但是人工智能可以做到,因为可以对数据重新进行编译,就可以把很多人培养成天才。这是我们现在的技术手段没有的。人工智能能够用于学习和教育软硬氛围环境的创造。

  第三个层面,今天大学、中学所有的教育主要来自西方教育的知识体系,是当时希腊分解还原的知识体系经过西方工业化以后成长到今天。另外一个体系就是中国的天人合一、整体关联的知识体系。知识体系的典型代表是大百科全书。中国的大百科全书远早于英国和西方,而且当时处于领先地位。为什么我们今天大学不是按照中国的经史子集确定学院学系呢,而是按数学、物理、天文学和社会学呢?那是因为不是中华的学科知识体系划分方式落后,是因为我们丢掉了从墨子就开始的形式逻辑。我们知道明代有徐光启这么一个上海人翻译了平面几何,才有了现在的徐家汇。所以根本原因是逻辑上我们自己自残了,我们的学科分类方式是没有问题的。

  西方的分类方式是什么呢?就是分解还原,基本前提就是部分之和等于整体。这本身是带有谬误的,因为部分之和不等于整体。切割开以后,细胞与细胞的传导是永远不可恢复的,即使缝起来的手也不等于原来的手。我们的知识体系是什么?是围绕一个具体问题,可以把不同的领域串在一起。像天工开物,我们的中医学,把植物学、矿物学、天文学、地理学串联在一起,它围绕的是人的健康。既然现在已经成这样了,我们的大学怎么办?一个人的生命是有限的,我们不可能把所有的知识、方法都教给一个小孩。如果有了人工智能,我们就可以想办法把另外一个体系给学生,就是围绕一个真实问题、围绕一个中心概念,把不同的结构串联在一起,这样学生就掌握了分科之学和整体之学,一下子个人的境界就超越了别人。他既是中华文明的传承者,又是希腊文明的传承者,同时是新文明的创造者。如此,人工智能时代的智能教育就可以把中国放到一个更高的境界格局,从而真正实现为人类做出较大的贡献。


关注文化,中国特色智能教育有能力为全人类做出贡献


  袁振国:钱校长的思想恢弘而开阔,强调了智能教育的不可替代性,更重要的是他对于中国文化、希腊文化、新文明这个概念,提出了很多很有意思的话题。他刚才提了一个新问题,智能教育和文化有没有关系,是什么关系?我们未来中国的智能教育发展有没有基于中国的文化传统、西方文化特点,在思维、在活动方式上的别开生面?

  王怀民:从一般意义来讲,智能教育也是教育,教育本身属于文化的范畴,实际上科学本身属于人类文明的范畴,是人类文化的一种重要形态,所以一定是密切相关的。

  我们在智能教育如何更加体现出中国特色,我非常同感刚才钱校长提到的,中国传统文化中的系统思维对于我们未来人的教育将是非常重要的。是可以指导我们未来智能教育突破的又一个视角。

  刚才钱校长也提到西方科学,它从古希腊走来,很大程度上是幸运的,在三百年前和技术结合带来了工业革命。在工业革命之前,它也就是一种人类高级“技艺”而已,和绘画、和文学其实是一码事。西方科学的还原论是对自然规律的一种简化,这种简化不能完全表达我们的实践,但是因为它走运,和技术结缘带来了工业革命,加上资本主义制度发展的历程,使得它在那个时代体现了它的先进性。以至于传到中国以后,给我们带来了特别大的心理震撼,甚至是文化自信的丢失。

  人类社会发展到今天,西方经典科学的局限性已经不能回避。我们应该看到,中国文化土壤,特别是系统思维的文化土壤,有可能是孕育未来新科学的文化土壤和哲学思想的来源。我们不能忘掉中国最深厚的文化思想基础,不能把它看成是制约科学发展的落后的文化。我们今天经常讲深度学习的可解释,往往是试图把复杂的世界简化成我们当前可以把握的状态,但它绝不是我们只能达到的科学认知状态。我们应该通过智能教育,把过去西方传统教育不能理解和表达的东西表达出来,让更多人理解和参与其中,体会到中国传统文化和哲学思想对于新科学贡献的优势,这也是我们未来智能教育发展的一种新境界,也是更高的境界。

  钱旭红:我完全赞成王院士的观点,这个世界存在的规律叫“道可道,非常道;名可名,非常名。”这是我们和现在的西方文明有区别的地方,也是我们能够为西方文明和世界文明做贡献的地方。

  发展人工智能,除了其他中国优秀的传统文化以外,还有一个非常重要的内容,就是中文。我们希望人工智能时代中文再次焕发青春。为什么讲这句话?因为中国人的思维方式是综合型的、天人合一的,从来不愿意把一件事情完全割裂开。所以《道德经》有一句话“大制无割”,就是指伟大的制度是没有割裂的,伟大的制造是不需要分割的。而来自希腊的这套体系强调另外一个方法论,即分割。所以是各有优缺点。

  中文是什么?往前推到甲骨文,甲骨文就是现代派的绘画,是高度抽象的绘画。中文有非常复杂的发音,对于很多外国人来讲那就是音乐,所以从美术音乐等形象思维而言,是与中文连在一起的。

  同时它也有逻辑含义。有人说中文的逻辑含义是落后、模糊的,我说那你错了,你必须要用经典逻辑和量子逻辑两个角度去理解中文。大家知道信息熵计算中,无论是中国人计算和外国人计算研究中文,在所有文字当中,中文的信息熵含量是第一位的,是超出任何一种文字的。有人说中文不是模糊的吗?没错,中文的模糊性是因为单单一个词聚在一起,它就有多种含义,也就是它有多种量子态的叠加。到了一个特定的状态,它就会根据语义的前后左右的语境而只呈现一种含义,很精确。这就是为什么在联合国的各种文本当中,中文这本书是最薄的。中文作诗作歌可以精美又朦胧,中文用词有时非常精确,能做科学语言。有很多民族语言是不能做科学语言的。所以只需理解一点,为什么在牛顿时代,机械的、工业化的时代中文是很悲惨的,因为打字机打中文,那个盘非常大,所以谁都认为中文没有前途,所以繁体字要简化,简体字要拼音,后面又说要彻底取灭汉字,还好没有取消。因为进入到计算机时代,底层理论是来自量子论,也就是说是个低版本的量子论时代。这个时代你会发现所有的输入,最伟大的超过任何语言的是中文。因为中文联想是超过任何一种语言的,你输入几个拼音或者笔画,一连串不同的联想词汇跳了出来,含义各不相同,甚至相反。怎么会精确呢?因为你的敲键选择确认,如此干扰或者微扰,联想的多重叠加态就塌缩为唯一的精确态,因此最后它的输入非常快,而其他语言是做不到的。

  因此我认为,我们的人工智能一方面应该想办法把中文所包含的,特别是从甲骨文开始的,把形象思维方面包括美术的、音乐的内容,和逻辑方面的特点,经典逻辑的,同时也有量子逻辑的结合在一起。如果最后整个人工智能、智能教育的底层代码都能够用中文写,那就更好了。因此我认为我们最大的民族特色、文化特色是中文。

  有研究表明,全世界智商最高的是两个地区,一个是东北亚,一个是以色列。为什么东北亚的人智商高?因为东北亚是汉字流行区,同时也是使用筷子的地区。这和人们的思维、发音和形象有关联。还有一点,美国人认为,所有的运动当中,智商要求最高的第一是羽毛球,第二是乒乓球,后面才是篮球、足球。所以中国人为什么羽毛球好、乒乓球好,可以由此知道一、二。

  王怀民:东北亚人群的脑袋是在处理复杂问题,所以这是一个巨大的潜力和优势,也应该在智能教育领域开发和关注的。

  袁振国:我本来想尝试问一问智能教育有没有可能有中国特色?两位院士的精彩分析振聋发聩,给了我很强烈的信心,我相信今天这个对话会成为我们智能教育发展进程中值得留念的一次对话,谢谢两位!



来源 | 上海智能教育研究院 编辑 | 吴潇岚 于洋 编审|郭文君