人工智能时代的教育变革公开课教案教学设计课件资料.docx
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1、人工智能时代的教育变革EducationReformintheAgeofArtificialIntelligence作者:XXX作者简介:xxx,女,博士,XXXXXX学院副教授(北京100871)o原发信息:xx大学教育评论2023年第20231期第62-82页内容提要:文章试图在明确界定人工智能概念的本质和边界的基础上,以史为镜,分析人工智能对教育未来发展的影响。文章首先分析了人的智能发展的两个途径,强调技术是人的认知发展不可缺少的一种“技术装置”。其次,通过对人工智能三条故事线和两个概念的辨析,明确了当下所讨论的人工智能的技术本质。第三,通过对进化认识论“三个世界”框架的拓展,区分了两类
2、技术,建立了一个包括“硬”技术和“软”技艺在内、处理各学科知识的通用框架方法。第四,基于对教育的技术发展史的分析,进一步明确人工智能与“自由七艺”属于同一类,是数字媒介基础上的一种从事知识生产和学习的“新工具”。第五,分析了数字媒介的两大特征,以及在“人类知识大度的新地基”上人类知识版图正在发生的变化。最后,基于对教育变革历史的“长时段”比较分析,提出了未来教育变革的三大主题。EducationReformintheAgeofArtificialIntelligenceXXX词:人的智能/人工智能/技术装置/自由七艺/进化认识论期刊名称:教育学复印期号:2023年09期ChatGPT的问世引起
3、了全球热议,它能同时回答网上大规模并发的英文、中文、西班牙文、日文等多语种以及医学、文学、历史、写作、诗歌、编程、绘画等多学科问题。从大规模并发、多语种、多学科这几个指标来看,ChatGPT已经超越了世界上任何一个人的智能.这表明,基于大语言模型的Al应用已经初步具备了通用人工智能的特性,全球AI实验室纷纷投身其中,掀起了一场AI技术竞赛对于Al的这一重大进步,全球各界给出了不同的评论.其中既有热情的期待,也有对人类未来命运的担忧.比尔盖茨(BiilGateS)撰文称:“人工智能时代已经开启(TheageofAIhasbegun)!埃隆马斯克(ElonMUSk)则与上千人联名发表了一封公开信,
4、呼吁全理所有机构在6个月内暂停训练更强大的人工智能,并加快制定AI安全协议.公开信表示:当代人工智能系统已经开始跟人类竞争日常工作任务,人类必须自问:我们应该让机器用宣传和谎言淹没我们的信息渠道吗?我们是否应该把所有的工作都自动化,包括那些令人满意的工作?我们是否应该发展非人类思维,让它们最终在数量上、智力上超过我们,淘汰并取代我们?我们是否应该冒险失去对我们文明的控制?担忧一种技术超越人的智能会淘汰和取代人类,在历史上可能还是第一次.但对新技术的恐惧、担忧和批判,在人类历史上并不是新鲜事.”76年,英国发明了蒸汽机,夺走了印度和中国的干千万万工人的饭碗口,在英国引发了一场现代工业革命.19世
5、纪末,纽约的主要交通工具是马车,马粪是当时城市治理的一大难题.汽车的发明解决了马粪问题,受到人们的热烈欢迎.然而,若干年后,尾气污染又变成了城市;健的新难题。汽车延长了人的通勤距离,为了躲避城市污染,富人纷纷搬离城市,住到空气清新的郊区,在美国引起了一场郊区化运动。汽车对马车的取代显示了技术创新如何改变原有的生产方式和生活方式,推动了社会的动态发展变化。再往回望,19世纪上半叶,欧洲正处于蒸汽机和电报两项技术发明带来的社会变革进程中.1845-1846年间,马克思在德意志意识形态中论述了技术创新、生产方式变革在人类社会生活中的决定作用,他批评了黑格尔”仅仅考察概念的前进运动的历史哲学,开创了从
6、生产方式变迁入手,研究人类社会发展与变革的历史唯物主义传统.2值得注意的是,人们经常用马克思的生产力一生产关系理论分析物质产品的大规模工业生产,却很少有人将这一理论用于分析精神产品的生产,这里的精神产品包括“虚构故事和非虚构的学术研究。长期以来,精神产品一直被看作人的智能”的产物,人就是生产者,不需要借助工具和技术.因此,当ChatGPT这样的生成性人工智能能编写论文、设计图像、生产精神产品的时候,人和人工智能就被视为同类。于是,就出现了公开信中的人工智能是否会超越并淘汰人这一命题。如果把马克思关于生产方式变革在人类社会生活中的决定作用”的论述带人精神产品生产领域、建构一个人一技术一精神产品的
7、三要素生产关系模型的话,关于人工智能的讨论话题就应该变成:当精神产品的生产工具从印刷技术变成人工智能(技术)之后,其生产和消费会发生怎样的变化?由此可见,要讨论人工智能对教育未来发展的影响,首先需要厘清人的智能、人工智能、技术之间的关系,明确人的智能和人工智能的本质.基于此,才能分析和判断人工智能对未来教育和人的发展的影响.一、人的智能:内嵌的“技术装置”人的智能不仅是一个人脑子里”的感知和认知行为,还是一种社会建构行为.18世纪法国发现的野孩子,20世纪80到90年代中国河北、山东等地流行的“沙袋育儿法3,都表明在霎幼早期发育中,如果缺乏足够的外部语言刺激,其智力发育将处于停滞或迟缓的状态。
8、智能的社会建构性意味着人的智能发展需要与他人进行社会合作,合作离不开表达和交流,因而,支持人类表达与交流的技术,既是人类社会合作的基础,也是人的智能发展的基础.让我们回到人类智能发展的源头,考察人、技术、智能和认知的关系.(一)回到源头:人类认知的两个前提条件在讨论人类智能发展的时候,首先需要明确人类认知的两个前提条件.第一,大自然从不说话,不言明事实”,关于科学和真理的猜想与反驳,都发生在人与人之间。因此,人类认知的首要任务,就是对大自然的观察与表征,表征是形成人类知识的起点.第二,受生命的时间长度、活动的空间距离的影响,人的直接感知范围非常有限。语言学家乔姆斯基(AVramNoamChom
9、Sky)曾在演讲中提到,人天生自带一套感知运动系统,ABgi中肯定在思考着某种东西.但在前语言(PreIingUiStiC)时代,这种思考完全是内在的(internally),既无法与他人分享,也无法获得他人头脑中的经验感知.在前语言时代,假定智人A在狩猎采摘的时候,看到小动物吃了植物1死了.他凭感知判断植物1有毒.于是,他会小心地避开这种植物.同样,智人B观察和感知到植物2有毒,智人C观察感知到植物3有毒。由于A、B、C头脑中关于植物L植物2、植物3有毒的感知,无法说出来分享,每一个人都只能像神农尝百草另瞭一尝试,结果成倍增加了每个智人中毒死亡的危险。(二)口头语言与人类第一次“认知革命”口
10、头语言的诞生,给人类带来了一场伟大的“认知革命。对于口头语言人类最早使用的表达和交趣术一是怎样产生的,没有留下任何记录.在尤瓦尔赫拉利(YUValNoahHarari)的人类简史中,这场革命发生在7万年前;在乔姆斯基的讲座中,这场革命发生在5万年前;维基百科口头语言词条中引用的一项研究,则把口头语言的出现往前推到了10万年前.有了口头语言,智人A、智人氏智人C脑内的经验感知,就可以借助口头语言外化(externalize)地表达出来,相互分享。外化首先是编码(encode,即说或写)。智人A、B、C把各自的经验用语言编码出来,集中到口语”知识的容器中。现在,这个容器中包含3条关于植物的知识,超
11、过了A、B、C每一个人的经验感知(见图1).其次,A、B、C通过解码(decode,即听或读),获知了另外两个人掌握的知识.A、B、C关于植物枷识扩大了3倍,这种知识分享成倍地提高了早期智人的生存概率。今天,ChatGPT的大语言处理模型中也包含f编码器(encoder)和解码器(decoder),就是模仿了人类对话交流的传播模型.早期智人的知识有两个来源:一是个体对外部世界的直接感知;二是借助语言符号编码和解码,从知识的容器”中获得他人的感知经验。人类智能从源头起就已经嵌入了“技术装置。从这个角度看,人的智能与人工智能的确存在某种共同的技术基础。二、人工智能:区分三条故事线和一条分界线从20
12、16年AIPhaG。出现以来,人工智能技术进入快速发展阶段.在关于人工智能的展望、憧憬和担忧等各种讨论中,既包括睿智而冷静的思考,也混杂着科幻电影所营造的神话想象,以及创业公司在竞争中提供的营销宣传故事。围绕人工智能形成的舆论喧嚣中,一方面混淆了信息技术、生物工程、脑科学等三种不同领域的“人造智能想象,另一方面又混淆了纯人工智能和广义的人工智能产业的边界.为了准确认知人工智能的本质和影响,首先需要理清这三条不同的故事线索,并在人工智能技术和导弹、炸药技术之间,划出一条清晰的边界。(一)人工智能:三条不同的故事线社交媒体上关于人工智能的想象和喧嚣中,实际上混杂着三种不同的“人造智能”的想象这三种
13、人造智能分别是:信息科学领域基于数据和算法的人工智能,生物基因工程领域可能出现的人造人”的智能问题,以及脑科学领域通过脑电信号直接向人脑中注入知识的智能获取技术.1.基于“图灵机”体系结构的人工智能1950年,阿兰图灵(AlanMathisonTUring)发表了计算机器与智能一文4f这是人工智能研究的起点。1956年,在达特茅斯召开的人工智能研讨会上,由约翰麦卡锡(JohnMCCarthy)创造了人H智能这一术语。这是人工智能发展的里程碑。从20世纪50年代开始,人工智能的发展经历了几起几落,终于在近年取得了突破性进展。2016年出现的AIphaGo,2018年出现的AIphaFoId,20
14、22年出现的ChatGPTi以及AI绘图、人脸识Slk语音识别、机器翻译等应用,这些都属于基于“图灵机”体系结构的人工智能,即基于数据和算法的人工智能.2 .生物基因工程发展可能带来的“人造人的智能问题基因测序和基因工程的发展,为人类通过干细胞移植和基因编辑等修复受损的人体器官、治疗疾病等带来了新的技术发展空间,也为人类探索浩渺的宇宙提供了一种新的可能性.如果能通过基因工程制造人的话,宇宙飞船就可以携带着人类基因探索宇宙。一旦找到与地球相似的生存环境,就可以通过基因工程培育“人造人,从而实现人类的宇宙迁徙这样就解决了漫长的宇宙探索中无法回避的人的死亡问题,打开了人类探索浩渺宇宙的大门.人造人的
15、大胆想象不仅面临巨大的技术难题,也面临巨大的伦理风睑.特别是在全球经历了新冠肺炎疫情之后,合成生命可能蕴含着人类无法控制的巨大灾难和风险.另外,从理论上来说,即使出现了“人造人”的生物体,智能仍然是另一个问题。这个人出生的时候,头脑中与生俱来已经装满了人类知识?还是像人一样,需要教它说话、写字、用电脑?如果需要教的话,这个人造人”的智能问题又回到了人的智能的问题。因此,从生物基因工程发展的现状来看,人造人的智能问题还很遥远,不能把人造人”的智能问题与人工智能混为一谈。3 .脑科学和脑机接口第三个关于人工智能的畅想来自脑科学领域.一些教育研究者畅想,如果可以通过脑机接口直接把知识注入人脑,就不需
16、要花费十数年时间学习,学校将被彻底淘汰.需要澄清的是,脑科学主要研究人脑的生理功能结构问题,远未涉及人类意识”的问题。关于大脑的工作机制,如何接受信息、存储信息、陋信息等,我们仍然所知甚少。认知心理学提供的关于脑认知过程的信息加工理论,实际上是受计算机体系结构启发提出的一个假说。5这些结构及其活动仍然是主要以假设的方式存在的,尚无法与大脑具体的位置或运作相联系ChatGPT问世后,美国消费者新闻与商业频道(CNBC)的早间栏目就当下大热的人工智能话题访谈了苹果联合创始人史蒂夫沃兹尼亚克(SteVeWOZniak).沃兹尼亚克曾专门回到大学研究心理学和大脑认知,他发现,我们并不知道大脑是如何工作
17、的.沃兹尼亚克说,人们假装了解智能。但事实上,我们确实知道怎么用9个月时间“制造大脑,但对智能几乎一无所知.脑科学研究目前还聚焦生物医学研究,而不是认知和智能的研究。脑机接口技术试图通过读取和解读人的脑电信号,建立一个不依赖于神经和肌肉的体夕MB号传导系统,以修复因意外或疾病导致的神经功能损伤。这一技术的关键是读取和理解脑电信号,尚处于起步阶段.向人脑中批量写入脑电信息以注入知识,目前看还遥遥无期,且面临严重的伦理危机.电击本来就是一种控制精神病人的手段!总之,就目前发展而言,通过脑机接口把知识注入人脑还是一个神话.故不应把人工智能与脑机接口技术混为一谈.以上对人工智能三条故事线的分析表明,当
18、下谈论的人工智能主要还是以“图灵机”体系结构为基础的一种“硅基”智能.这种智能跟人造人”的智能、脑科学、脑机接口属于不同的技术类别,本质上还是一种基于数据和算法的信息技术。(二)分清纯人工智能与人工智能产业为了分析人工智能的本质和影响,还需要进一步区分纯人工智能和人工智能产业。本文以AIPhaG。战胜李世石和“杀人蜂”为例,进一步分析纯人工智能和人工智能产业的区别,从而区分人工智能技术和导弹、炸药等其他技术的差别.1 .AIphaGo战胜了李世石新闻媒体以AIphaG。战胜了李世石”为标题,报道了AlPhaG。与李世石的对弈.这很容易让人联想到这样一幅画面:李世石对面坐着一个人形的机器人”,这
19、是一场人和(机器)人之间的对等较量。实际情况是,AIphaGo与李世石、柯洁对弈的时候,对面坐着同一个人他来自AIphaGo研发团队,按照AlPhaG。的计算结果,完成落子”的动作.在这两场围棋对弈中,AIphaGo只负责计算,给出落子的决策建议,由人来完成落子的动作.当然,这并不是说“落子的动作不能由机器完成.事实上,日本早就开发出可以按照纵横坐标落子”的无智能的、自动控制机器人.如果将AIPhaG。的智能算法嵌入自控机器人,这个自控机器人就变成了一个智能下棋机器人.这个分析表明,AIPhaG。本质上只是一个按照围棋的19x19数据格式与输赢规则等进行复杂计算、给出落子建议的智能程序,还是一
20、种基于数据和算法的纯人工智能技术。2 .迷你无人机一杀人蜂2017年,在联合国召开的一次自主武器研讨会”上,播放了由加州大学伯克利分校斯图尔特拉塞尔(StUartRUSSelI)教授构思、非营利的未来生命研究所(FUtUreofLifeInStitUte)资助、一家名为SpaceDigital的工作室制作的一段7分钟衩濒.柳助介绍了一款迷你无人机一杀人蜂,它具有人脸识别功能,自带3克炸药,会自动搜索袭击目标.“杀人蜂通过全场扫描找到目标石人像后,穿透石膏像的头骨,在脑内引爆3克炸药.这个嫩给人以巨大的视觉震撼力和恐怖感,带来了上千万的播放量,在世界范围内引发了一场关于人工智能伦理的大讨论.如果
21、用系统化思维把杀人蜂”拆开,其技术组件包括飞行系统、炸药、摄像头和人脸识别技术.飞行系统、炸药、摄像头等都属于I专统技术,只有人脸识别属于人工智能技术。人工智能与传统技术的组合,带来了一种无人操控的、迷你智能型杀人武器。时隔5年后,这种智能无人机已经出现在俄乌冲突的战场上。现在市场上很多人工智能产品,就是在传统的洗衣机、冰箱等产品中嵌入了一块能够进行语音识别、人脸识别等功能的人工智能芯片,从而可以和人对话,控制室温、湿度、定时等,产生了一种类似与人对话的智能效果.由此可见,广义的人工智能产业是纯人工智能和其他传统技术组成的一个交叉学科.在传统技术产品中嵌入人工智能构件,导致了传统产品和传统产业
22、的升级换代.其中的纯人工智能组件依然是一种以“图灵机”体系结构为基础的、基于雌和算法的智能程序。三、媒介技术与人类认知:20世纪哲学认识论的转向根据上文分析,人的智能依赖技术,人工智能本身就是一种技术。人的智能和人工智能存在相互重叠的区域个依赖语言、文字建立起来的符号表征、数据汇集、分析和处理的空间。从数育的“技术”发展史来看,人的智能对语言、文字、数字、图画、视顷等技术的依赖由来已久刀,这一类支持人类表达、交流与沟通的媒介技术,在人类智能发展中,究竟起到了怎样的作用?20世纪,语言对人类认知的影响引发了哲学领域的语言学转向,维特根斯坦的语言分析哲学,以及罗素和怀特海的“数学哲学,影响了整个2
23、0世纪西方哲学的发展脉络.20世纪西方最重要的哲学家,如德里达、福柯、美国的奎因(WiHardVanOrmanQuine),索尔克里普克(SaUlAaronKriPke)和戴维刘易斯(DaVidLeWiS)等都曾深度涉足语言哲学的研究.2011年图灵奖获得者、贝叶斯网络之父、因果推理算法的创立者之一、人工智能科学家朱迪珀尔(JUdeaPearI)在T专访中表示,他的研究深受奎因、刘易斯等人对语言认知、数理逻辑研究的影响8,语言哲学和数学哲学是人工智能发展的思想源泉之一.遗憾的是,语言哲学和数学哲学止步于符号、语义学、数理逻辑的层面,没有迸一步探究底层的技术”基础对哲学认知的影响.20世纪科学哲
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