从学习“水”这个单词说起

魏忠

德布罗伊，是美国麻省理工学院媒体实验室的终身教授，在2011年，他公布了自己的一项研究成果。他把自己家里的客厅、厨房、卧室的角落都装满了录音机和录像机，把自己的孩子从出生到3岁的所有的行为24小时记录下来，只为了知道一件事情：“孩子是怎么样开始说“水”这个单词的”。在一般人眼里面，单词是孩子在父母无数遍的教育下学会的，但是德布罗伊不这样认为，现代的教育观念也不这样认为。建构主义认为：人是学会的，不是教会的。这回，德布罗伊偏偏就较起了这个真：“人是怎么学会的呢？”于是，德布罗伊就研究他拍摄自己孩子的9万小时的视频和14万小时的音频，从中检视出和水有关的变量和孩子在学习“水”的过程中的发音变化，构建了一个大数据的模型，来研究这样一个看似简单的问题。

麻省理工学院媒体实验室，是互联网之父尼古拉庞蒂发起成立的一个世界顶级的创新实验室。上面这个小孩子学“水”这个单词的例子，就是这个实验室非常重要的一个研究方向：人工智能。而人工智能的发展得益于人脑科学的研究的进展。原本我们认为的理所当然的事情，机器学习起来并不简单。让机器进行学习，如果逻辑搞不清楚，就根本无法学习。这些年对于大脑的研究发现，恰恰能够解释和指导机器学习。人脑是一个按照功能分区的分布式处理系统，而大脑收集来自眼、耳、鼻等信号系统分别投射到人脑不同的分区，甚至人眼睛看到的东西也是分布式投射到大脑不同部位进行处理的。然而，大脑处理这些分布式的数据，并不是直接得出结论，而是将处理的几个中间结论（隐含层）再次分布处理，最后才得到最终的结论。这就是我们最近很热的神经网络或深度学习的理论。目前，深度学习理论已经成功地用于视频识别、声音识别、情感计算等领域。在教育学中，也许能够为我们揭秘“高效学习的深度模型”。

在传统的知识学习中，学生学会“水”这个单词，老师们通常认为是自己的功劳。但是，对于现代教育来讲，是学生自己掌握了学习的方法并通过努力学会了“水”，而现代的信息技术会进一步告诉我们学生是怎么学会“水”的。科技和教育发达的美国早已经明白，不要逼着学生一遍一遍地背单词“水”，学生学习是有一定的深度学习的规律的，这也是西方科学学习逐渐积累下来的惯例。在信息化时代，更加解放了这种学习方式：由于有了在线的网络选课系统、排课系统、在线考试系统、题库、助教系统等，某一门课并不是由一位老师来教授，学生更多地可以从网络上得到知识，于是课时量越来越少，作业量越来越大。对于越好的学校，学校越能够发现这种学习方法支持创新和学习。

今天我们的孩子，有了更多的观察“肉身” 的机会，是不是就一定能建构得更好呢？答案恰恰是否定的。

爱因斯坦说过，教育就是过了很多年你忘记后剩下的东西，其实也是指建构和学习逻辑。2000年诺贝尔生理学奖获得者坎贝尔说，人的短期记忆和神经突触有关，而长期记忆和蛋白质参与并转运的大脑分区的物理相关。人脑的逻辑还没有完全揭秘，但是有一点，“人脑只有1%的能力被利用”这个观点被证明是错的，人脑的能力已经被充分利用了，选择性吸收和建立适应环境的建构，将部分记忆转为计算机和外部储存而不是大脑什么都记下，是越来越被认可的共识。

（作者单位：上海海事大学）