从知识学习到思维培养: ChatGPT时代的教育变革.pdf
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1、以为代表的通用人工智能的出现预示着教育领域的底层逻辑将发生范式转变 本文从历史的角度分析了教育的演化探讨了农耕文明和工业文明的社会需求与教育模式之间的关系从而提出在智能文明时代教育的核心目标应当从知识学习转向高级认知能力的培养 教育领域的研究者和从业者需要在教育的目标和方式上实现创新才能更好地适应这个快速变化的世界 面对通用人工智能时代的挑战教师可以利用 的问答功能引导学生深入思考发现问题提升他们的批判性思维能力利用 进行辩论的方法通过模拟不同的观点帮助学生理解和掌握复杂的概念提高他们的论证技巧实现苏格拉底倡导的以辩求真的教学法利用 进行角色扮演通过模拟历史人物或文学角色帮助学生从不同的视角进
2、行理解和探索增强他们的同理心和创造力利用 进行作业的布置和批改以提高教学效率减轻教师的工作负担同时也为学生提供及时和个性化的反馈关键词:教育改革知识学习批判性思维创造性思维范式转变作者简介:胡思源北京师范大学心理学部副教授郭梓楠北京师范大学心理学部研究生刘嘉清华大学社会科学学院心理系教授、博士生导师基金项目:北京市科学技术委员会和中关村科技园区管理委员会国际合作项目(项目编号:)、清华大学国强研究院面上项目(项目编号:)的阶段性研究成果中图分类号:文献标识码:文章编号:():./.一、的诞生:通用人工智能引发知识相关行业的范式转变人工智能()的发展已经从早期的基于规则的符号系统转变为现在的基于
3、统计学习的人工神经网络模型 这种转变使得 能够处理更大的数据量和更复杂的任务从而在许多领域中发挥巨大的作用 然而目前大多数的 系统仍然是特定的、任务驱动的即它们在特定的任务上表现出色但在其他任务上则表现不佳如人脸识别、语音识别以及著名的围棋程序 都是只能 通信作者:刘嘉:.完成单一或有限数量任务的任务特异人工智能()而以()为代表的大语言模型()的诞生意味着一个具有类人智能的新物种的出现 它基于生成式大型语言模型具备强大的自然语言处理和生成能力 与 不同 已经具有了通用人工智能()的雏形 要求人工智能像人一样可以在开放环境中完成无限数量的任务 就是一个这样的 程序它在抽象、理解、视觉、编程、数
4、学、医学、法律等涉及人类知识和推理的诸多领域和任务上达到甚至超越人类水平能够适应各种不同类型的问题和场景 例如它在多种专业和学术考试上表现出明显超越人类平均水平的能力:(美国高考):/(前)美国统一律师资格考试():/(前)(美国大学预科考试):生物学、微积分、宏观经济学、心理学、统计学和历史的大学预修高中考试:/(前)(图)图 在学术和专业考试中的表现因此 的出现可能会引发与知识相关领域的范式转变()即 将从底层改变我们获取信息、创作内容的方式从而对各个行业产生颠覆性的冲击 传统上我们依赖于主动搜索和筛选信息而 的出现使得信息获取变得自动并具有高度的个性化传统的内容创作依赖于人事无巨细的全方
5、位努力而 对细节的自动化加工使得我们可以专注于内容的新颖性与原创性 具体而言在编程领域程序员只需要提供高级别的指导而 则负责生成具体的代码 例如 就是一个基于 模型的编程助手它可以自动生成代码片段 这种转变不仅提高了编程的效率也降低了编程的门槛最终实现无代码编程使得不懂编程的人也可以参与到软件开发中来又如在法律领域 可以帮助律师进行法律研究、起草合同和预测法律结果从而提高法律服务的质量和效率最终改变法律实践的方式在另一方面 也给人们带来了强烈的危机感未来很多低创造性、重复性工作很有可能被通用人工智能所取代而一些基于知识服务的行业可能萎缩或者消失 投行高盛发表的最新研究显示:等生成式人工智能系统
6、的最新突破将给全球劳动力市场带来重大颠覆全球预计将有 亿个工作岗位被生成式 取代 美国和欧洲大约三分之二的工作在某种程度上将受到人工智能自动化的教育科学版影响 作家、会计师、教师、律师、医生、网页设计师和记者等传统的金领职业将首当其冲所以这必然带来人才培养类型和目标的转变那么在 等 的影响下教育领域将会发生怎样的范式转变?二、教育范式的演化历史:从农耕时代的实用技能传授到大工业时代的知识全方位普及教育与文明的发展有着密切的关系 一方面教育是一种有目的地培养人的社会活动旨在将知识、技能、价值观和文化传承给新一代使他们能够适应社会的需求推动科技和社会的进步 因此教育的主要目标就是服务社会的需求 另
7、一方面随着科学技术的进步社会的生产方式和个体的生活方式都会发生相应的变化 而一旦从量变转为质变人类会进入新的文明形态社会需求也会随之改变 由此教育的目标和内容就必然发生相应的变化所以教育与文明互为依赖、互为促进:教育推动社会和文明的进步从而改变社会的需求而社会需求的改变又要求教育不断革新其内容和形式(图)图 文明和教育范式的演化历史在农耕文明时期人们主要依靠耕作和养殖家畜等来维持生计 因此教育的社会需求主要集中在农业生产、畜牧业发展以及实用技能的传承例如:在种植方面根据季节和气候调整作物种植策略通过灌溉和排水技术改善土壤条件选择适合当地环境的作物品种等在畜牧业方面采用适宜的方法饲养和繁殖家畜预
8、防和治疗家畜疾病提高畜牧业的生产效率等 因此普通民众接受的教育内容主要包括农牧业、渔业、天文、医药和工艺等的朴素知识 在教育方式上则以师徒制为主强调记忆、模仿和服从由此传承祖先的智慧和经验由于这个时期廉价的印刷术尚未普及书籍和教材的制作成本较高导致知识传播受到极大的限制因此教育普及程度较低大多数人接触到的知识有限 仅有少数贵族和精英阶层有机会进入官办学校或者接受私塾教育有机会学习与生产无关的知识如哲学、数学、物理学等 学习这些知识的首要目的是通过考试制度和官职制度等社会机制提升个人地位但是对这些“无用之学”的自然科学知识的日积月累最终导致工业革命的出现使得教育形态进入了一个全新的篇章 世纪蒸汽
9、机的发明和应用标志着人类进入工业文明时代 在工业文明时代机器化生产成为主导经济增长和社会发展的主要力量 社会生产力大幅提升许多农村劳动者失去了工作需要寻找其他途径谋生因此他们需要学习新的技能来适应新的工作环境和职业要求 同时政府逐渐认识到教育对国家的重要性 因此为了提高国民的整体素质和竞争力各国政府将教育从个人传承的私人属性变成了强制教育的国家属性在此时期教育具有两个特点 第一个特点是普及型教育即强调对于人的 能力(从知识学习到思维培养:时代的教育变革和 即算术、阅读和写作)进行培养降低文盲率以提升民众的整体素质 第二个特点是科学知识教育和专业技能培养这与工业文明的实际需求密切相关 与农耕文明
10、相比工业文明时期人的角色发生了根本变化逐渐从手工劳动者转变为机器操作员、技术工人和管理人员 这些变革要求人们具备更高的知识水平和专业技能以适应日益复杂的生产环境和工作任务 因此人们需要掌握数学、物理和化学等自然科学知识以便运用这些知识解决实际生产中的问题 例如数学在优化生产流程和提高生产效率方面发挥关键作用物理学则为新型机械和能源技术提供理论支持化学有助于发现新材料和能源以满足不断变化的市场需求 同时工业文明时期对社会科学知识的需求也显著增加 随着经济体系的日益复杂化有效的沟通方式、合理的法律法规和高效的管理制度逐渐成为确保社会稳定和经济繁荣的关键要素 在这个背景下人文社会科学在信息传递和国际
11、贸易中发挥重要作用法律知识有助于维护公平的市场环境和保护各方利益而管理知识则对提高企业竞争力和组织协同具有重要意义 因此培养“有知识的工人”成为教育的主要目的当面向精英的小规模教育向面向大众的普及型教育转变时教育的形式就必然发生根本性的变化为了满足越来越多的学生接受系统化教育的需求学校需要实施更有效的组织形式班、级制度应运而生 班、级制度使学生按照年龄和学科分组有利于管理和教学 同时工业文明追求生产效率和规模经济而这一理念也影响到教育领域:标准的教材和标准化的教学体系可以使教育资源得到充分利用提高教学效率 通过统一的教学大纲和教材教师可以更系统、有计划地进行教学确保所有学生都能达到一定的教育水
12、平满足社会对人才的需求 由此以标准化、模式化来进行高效知识传播的现代教育体系就诞生了随着教育对科技的推动工业革命从机械革命、电气革命、自动化革命开始进入 世纪的数字化革命 随着信息技术的发展、互联网技术的普及传统学科交叉融合产生了人工智能这一新兴学科 由此从 到 人工智能技术迅猛发展由此将引发新的教育范式转换三、智能时代的教育范式转变:引领教育回归以学生为中心的教育本质 具有强大的知识储备以及文本理解和生成能力能够将多个领域的知识汇集在一起提供超越单个领域或单个学科的知识服务 因此在通用人工智能时代现代教育所培养的“有知识的工人”将很容易被人工智能取代而具有“会提问会使用人工智能特别是能做到人
13、工智能不擅长的事情”能力的人成了新的社会需求 换言之人们需要从过去对知识积累的培养转变为对知识的深度理解和应用的高阶认知能力的培养 所以正如蒸汽机的出现使得农耕时代的教育模式被现代教育模式所取代以 为代表的通用人工智能的出现也将使教育产生根本性的变革特别地我们可以借助 回归教育的本质即实现以“学生为中心”的人才培养 以学生为中心的教育的本质我们认为主要有以下三点首先孔子曾说:“因材施教有教无类”教育应该根据学生在天赋上的个体差异来开展而不是设定整齐划一的班、级“千人千面”的个性化教育可以帮助每个学生最大限度地发挥他们的潜力而 则为深度个性化学习提供了可能性它既可以为不同学生提供定制化的学习内容
14、也可以随着学生的学习进步进行实时的教学调整 例如对于正在学习数学的学生 可以依据他们的理解能力推出相应难度的题目同时通过视觉模型生成拟人的教师来模拟真人教师进行教学对话通过类人的交互来解答疑惑引导学生在各自的“最近发展区”学习新知培养能力其次古希腊哲学家苏格拉底提出知识学习的最佳模式是“以辩求真”也就是说真理需要通过不断的辩论和讨论通过对不同观点的比较和评估最终达到对真理的认识 而 的互动对话功能可教育科学版以模拟各种不同观点的人来与学生开展辩论帮助学生深入理解和掌握复杂的概念发展自己的思辨能力最后英国诗人叶芝曾说:“教育不是灌满一桶水而是点燃一把火”教育的目标应该是激发学生的学习热情和想象力
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