钱颖一: 人工智能时代的教育方向是“做机器不能做的事”

原标题:钱颖一: 人工智能时代的教育方向是“做机器不能做的事”

作者:钱颖一,清华大学经济管理学院第四任院长,经济系教授、清华大学文科资深教授。

教育的价值:从知识到思维

中国小孩回到家里,家长通常问的问题是:今天你学了什么新知识?具有工作经验的人再回到学校学习,目的是为了更新知识。

知识有各种各样,包括基础知识、专业知识、前沿知识,即使是在通识教育中,关注的也是通识知识。在现代科学出现之前,知识主要是人文知识和实用知识。

在现代科学出现之后,知识更多体现为自然科学和社会科学知识以及各类应用知识。在应试教育中,知识被浓缩为“知识点”,就是那些关键概念和公式,那些在考题中会出现,在评卷中评审人会去努力寻找的关键词或关键内容。

事实上,知识是现代性的重要特征。在中国,知识又与人的命运联系在一起。中国现在的高考制度就是通过学习知识改变命运的重要渠道。以知识为中心的教育观念又派生出一系列学生学习知识的特点和方法。

首先是学生学习知识投入的时间多。这会产生挤出效应,由于用在学习知识上的时间多了,投入到其他方面的时间就少了。学生投入学习时间多,不仅反映在校内学业负担重,而且也反映在课外辅导多。

在以知识为中心的教育观念下,学生为掌握知识点而形成了一系列行之有效的学习方法。对于文科题目,“死记硬背”是传统方式。而理科题目,当然可以死记硬背公式和概念,但是解题就不易了。

在培养拔尖创新人才上,一种经常使用的方法是“因材施教”。因材施教通常也是以知识为核心的,表现在对成绩好的学生给予特殊培养,主要体现在“学早一点”、“学多一点”、“学深一点”。这里仍然是对知识而言的。

我在美国大学任教经历中发现,中国留学生往往在硕士和博士头两年的考试中领先全班,因为他们学得早、学得多、学得深。但是在此之后,当到达了知识前沿时,在需要自己探索新知识的时候,中国学生的通常优势就没有了。这似乎同时印证了“因材施教”方法的长处和短处。

中国的中学生在国际测评PISA中表现优秀,以至于近期一些发达国家聘请中国中学教师去教课。大量中国留学生被发达国家大学接受读硕士和博士。所有这些都说明中国教育有它的长处。

但是我们存在另外的、严重的问题。那就是我们太简单地把教育等同于知识。

我最常引用的爱因斯坦关于教育的一句话是:“大学教育的价值,不在于学习很多事实,而在于训练大脑会思考。”

爱因斯坦这里说的事实就是知识。知识当然重要,但是知识不是教育的全部内容。他在这里提出了有关教育价值的一个新命题,就是教育的价值不是记住很多知识,而是训练大脑的思维。思维就是教育价值超越知识的另一个维度。

下文中将集中讨论两种重要的思维——批判性思维和创造性思维。批判性思维与创造性思维有交集,但是并不完全相同。

批判性思维教育

哈佛大学原校长博克(Derek Bok)根据对哈佛学生的观察和对心理学的研究,在《回归大学之道:对美国大学本科教育的反思与展望》这本书中,把大学本科生的思维模式分为三个阶段:

  • 第一阶段是“无知的确定性”。这是一个盲目相信的阶段。在中学,学生认为学到的知识是千真万确的,这个确定性源于学生知识的有限性,因此是一种无知下的确定性。
  • 第二阶段是“有知的混乱性”。这是一个相对主义阶段。学生上了大学之后,接触到各种各样的知识,包括各种对立的学派。虽然学生的知识增加了,但是他们往往感到各种说法似乎都有道理,这就是一种相对主义。
  • 博克观察到大多数本科生的思维水平都停留在第二阶段,只有少数学生的思维水平能够进入第三阶段。
  • 第三阶段是“批判性思维”。这是思维成熟阶段。在这个阶段,学生可以在各种不同说法之间,通过分析、取证、推理等方式,作出判断,论说出哪一种说法更有说服力。

批判性思维是人的思维发展的高级阶段,它有两个特征

第一,批判性思维首先善于对通常被接受的结论提出疑问和挑战,而不是无条件地接受专家和权威的结论;

第二,批判性思维是用分析性和建设性的论理方式对疑问和挑战提出解释并做出判断,而不是同样接受不同解释和判断。

在这两个特征中,第一条是会质疑即提出疑问。能够提出问题并且善于提出问题是批判性思维的起点。

据说犹太人小孩回到家里,家长不是问“你今天学了什么新知识”,而是问“你今天提了什么新问题”,甚至还要接着问“你提出的问题中有没有老师回答不出来的”?这就是批判性思维的起点。提出疑问之后,能够用有说服力的论证和推理给出解释和判断,包括新的、与众不同的解释和判断。

在这个意义上,“批判性”(critical)不是“批判”(criticism),因为“批判”总是否定的,而“批判性”则是指审辩式、思辨式的评判,多是建设性的。

从教育角度来看,批判性思维可以分为两个层次。第一个层次是“能力”层次,学生应该获取批判性思维的能力。第二个层次是“心智模式”层次,学生应该获取批判性思维的心智模式。

首先,批判性思维的第一层次是一种能力,有别于知识。批判性思维能力不是指学科知识,而是一种超越学科,或是说适用于所有学科的一种思维能力,也称为可迁徙能力。批判性思维的能力层次是可训练的。在国内,讲授批判性思维课程教师的学科背景不少是逻辑学。

与此相伴的是,批判性思维能力是可测试的,比如并不考学科知识本身,而是测试学生的推理、判断能力。

批判性思维除了在能力层次之外还有一个更重要的层次,它是一种思维心态或思维习惯,称之为心智模式。这个层次超越能力,是一个价值观或价值取向的层次。批判性思维不仅是一种能力,也是一种价值取向。

如果说批判性思维作为一种能力更多地是关于“如何思考”(how to think),那么批判性思维作为一种思维心态或思维习惯更多地是关于“思考什么”(what to think)和“问为什么”(ask the why question)。

应该说,中国的文化传统和教育传统在训练学生“how”(如何)方面见长。中国学生提出的问题,几乎所有都是关于“how”(如何)的,但很少是关于“why”(为何)的。我们往往满足于知其然,不知其所以然的一知半解,但不求甚解。

创造性思维教育

经过改革开放40年,中国经济已经由高增长进入到高质量发展阶段。高质量发展的供给侧要依靠创新驱动,而创新最重要的要素是具有创造力的人才,即创造性人才。中国教育的优势表现在学生整体水平比较高,但是中国教育的弱点是突出人才太少。

2005年,钱学森向温家宝总理提出一个问题,后来被称为“钱学森之问”:为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?虽然他当时只是针对科学研究而言,但这个问题可以推广到很多领域。

值得探讨的问题是,我们缺乏创造性人才的原因是什么?具有创造性思维的人才通常具有哪些要素?我在这里提出一个关于创造性思维的三因素假说:创造性思维由知识、好奇心和想象力、价值取向三个因素决定。

  • 创造性思维首先来源于知识

这似乎没有争议。不过,对知识的界定需要更多思考。我们说的知识通常指学科和领域的专业知识。但是,知识也应该包括跨学科知识、跨领域知识、跨界知识,而这些正是我们的薄弱环节。

所以,我们教育体制中培养的学生缺乏创造性人才的第一个原因,是学生的知识结构有问题。我们的学生过多局限于专业知识,而缺乏跨学科、跨领域、跨界知识,而这些往往是具有创造力的人才的特征。

  • 创造性思维的第二个来源是好奇心和想象力

十几年前,清华大学物理系邀请了四位诺贝尔奖获得者来访。在探讨他们为什么取得科学成就时,清华学生提出的词是基础好、数学好、动手能力强、勤奋、努力等。然而,这四个人回答是一样的,不是这几个词中的任何一个,而是说好奇心最重要。

爱因斯坦说过,“我没有特殊的天赋,我只是极度地好奇。”他在这里讲的好奇心和想象力,是超出知识以外的因素,这正是在我们以知识为中心的教育中不受重视的方面。

我们有理由相信,儿童时期的好奇心和想象力特别强。但是随着受教育的增多,好奇心和想象力很有可能会递减。这是因为,知识体系都是有框架、有假定的,好奇心和想象力往往会挑战这些假定,批评现有框架。当然这些批评在绝大多数情况下并不正确,所以会被否定,但是这在客观上就产生了压制和否定好奇心和想象力的效果。

在我们的应试教育下,情况会更糟。当学生学习的唯一目的是获得好成绩,当教师教书的唯一目标是传授标准答案,那么很可能的结果就是,受教育年限越长,教师和学生越努力,虽然学生的知识增长了,知识点掌握多了,但是他们的好奇心和想象力却被扼杀得越系统、越彻底,结果是好奇心和想象力保留得越少。

这就形成了创造性人才教育上的一个悖论:更多的教育一方面有助于增加知识而提高创造力,另一方面又因减少好奇心和想象力而减少创造力。这两种力量的合力使得判断教育对创造性人才产生的作用变得不那么确定,但是却能为解释一些辍学大学生很有创造力提供了空间。

  • 创造性思维的第三个来源与价值取向有关

创造性思维的第三个来源与价值取向有关,也就是与追求创新的动机和动力有关。

当前影响创造性人才培养的一个突出问题是普遍的短期功利主义,具体表现为急功近利、追求短期效果的浮躁心态和浮夸环境。各种评价机制多奖励可度量、可量化的成果,但是有创造性和长远的成果往往难度量、难量化。短期功利主义也是创新中的“同质性”和创业中的“羊群效应”的深层次原因。

一般来说,创新的动机有三个层次,分别代表了三种价值取向:短期功利主义、长期功利主义、内在价值的非功利主义。每一个后者都比前者有更高的追求。具体到当前情况,对短期功利主义者而言,创新是为了发论文、申请专利、公司上市,这些能够在短期带来奖励的结果。

对长期功利主义者而言,创新是为了填补空白、争国内一流、创世界一流,这些需要长期才能见到成效的结果。而对内在价值的非功利主义者而言,创新是由于一种内在动力,而不是为了个人的回报和社会的奖赏,是为了追求真理、改变世界、让人更幸福。这种内在价值是一种心态,一种永不满足于现状的渴望,一种发自内心、不可抑制的激情。

我们之所以缺乏创造性人才,除了知识结构问题和缺乏好奇心和想象力之外,就是在价值取向上太急功近利,太功利主义。急于求成的心态,成雄败寇的价值观,导致的是抄袭、复制,而不大可能出现真正的创新,更不可能出现颠覆性创新、革命性创新。

技术进步的影响和对教育改革的建议

在人工智能时代,批判性思维和创造性思维教育比任何时候都更加重要。

虽然我们目前还看不太清楚人工智能的准确影响,但是比较清楚的是,人工智能最有可能替代甚至超越人通过死记硬背、大量做题而获得知识的能力。

另一方面,人的创造性的工作是人工智能还不能取代的。在这方面,人工智能却可以辅助人,帮助人提高效率,这就是互补作用。所以,面对人工智能的快速发展,我们的教育必须要有调整,努力的方向很明确,就是我们教育出来的人要做机器不能做的事,那就是具有创造性的事。

技术进步,特别是人工智能的发展,给我们的教育改革增加了紧迫感。这是因为人工智能更可能替代那些在我们的教育中培养出来的学生的长处,即对已有知识的掌握。

在这种压力之下,教育改革应该把推动批判性思维与创造性思维教育放在重要位置。针对批判性思维教育,我提出三条改革建议:

  • 第一,要把培养学生的批判性思维能力作为大学教育的必要环节。批判性思维教育首先要体现在重点建设若干门课程上,比如写作、沟通、逻辑、统计、伦理、道德课程,但也要体现在所有课程和所有培养环节中。
  • 第二,要把培养学生的批判性思维心态和习惯即心智模式作为更高的教育目标这就要求不仅要教学生如何思考,更要启发学生思考什么,并鼓励学生为追究深层次原因多问为什么。
  • 第三,批判性思维教育需要宽松和宽容的氛围。大学和社会都要创造有利于学生自由发展、个性发展的空间和条件。要允许学生犯错、失败,允许学生与众不同的发展路径和成长方式。

针对创造性思维教育,我也提出三条改革建议:

  • 第一,要改变学生的知识结构,增加学生跨学科、跨领域知识,并使学生能够融会贯通不同学科和领域的知识。
  • 第二,要有意识地保护学生的好奇心,激发学生的想象力。好奇心是比物质激励和精神激励更强的创新驱动力。要给学生充分的想象空间,不要轻易打击不符合当前规范的“胡思乱想”。
  • 第三,全社会都要克服急功近利的短期功利主义,在价值取向上要有更高追求。不能低估推动创新的内在动力。创新可以驱动经济发展,但不只是为了驱动经济发展,经济发展也不是社会发展的唯一目的。创造力最终使人更自由、更幸福。

推动以上改革的前提是首先要转变教育观念,要从过去以知识为中心的观念转变为重视学生思维发展的观念。中国要为人类文明作出贡献,批判性思维与创造性思维教育不可或缺。

来源:清华大学教育研究

注:图片来源于网络,版权归原作者所有

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