人工智能语境下提高学习能力的思考

赵书茂

(河南省工程咨询中心，河南 郑州 450002)

学习是人类的基本能力，是促进社会发展的重要力量。过去几十年，人类社会经历了激动人心的数字化、网络化和智能化变革，在我们生活的物理世界之上出现了一个数字网络世界，人们的很多活动直接出现在数字网络世界中，同时物理世界和数字网络世界被连接起来，线上线下生活紧密交融。[1]未来人类的情感、触感等也将被数据化、网络化。人工智能作为机器模仿人类思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划、决策)等功能的颠覆性技术，正处在以深度学习为代表的第三次高潮中。没有学习，就没有人工智能。以符号主义人工智能为核心的逻辑推理，主要是用规则学习； 以数据驱动为核心的机器学习，主要是用数据学习； 以探索(未知空间)与利用(已有经验)之间取得平衡为核心的强化学习，主要是用问题引领学习。这三种方式体现了从数据到知识、到智能的过渡。人工智能时代，万物互联深刻地影响和改变我们的社会生活方式。那么，我们怎样通过学习来应对挑战？ 本文拟从学习方式、学习组织形式和学习能力三个维度进行分析讨论。

一、线上线下融合展现学习方式的新体验

美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授认为，人工智能在改变现代社会知识的性质与来源的同时，也改变了知识习得的方式，使得任何人在任何时间以任何形式学习，形成移动学习与固定学习并驾齐驱、线上学习与线下学习比翼齐飞、人工智能与人的智能交融共生的新格局。

(一)学习平台网络化

互联网时代越来越多的人通过网络获取学习资源，线上学习加速替代传统学习，促使终身学习的学习平台快速发展。这些平台把现实学习与云端学习相结合，对海量知识点进行归纳整合，形成知识图谱，并通过意图识别和强大的用户画像，将优质学习资源有针对性地投向学习者，为学习提供精准的个性化推荐与智能化的交互体验，推动学习更公平更有质量。[2]

“学习强国”是国内著名的全媒体全覆盖、多层次多领域的学习网络平台，内容丰富全面，形式鲜活多样，可选择性强，其中的MOOC推出了一些名校大家的优秀课程，为广大学习者提供了便利。年初新冠肺炎疫情发生后，“学习强国”平台正式上线“在家上学”专题，率领“学而思”“新东方”“作业帮”“高途课堂”“网易有道”等国内社会教育机构，为全国中小学生提供全学科、全学段、全覆盖的免费网络在线课程，受到全社会的关注。

(二)学习模式个性化

随着人机交互技术的发展，语义理解、知识表达、联想推理、智能问答、自主学习等认知智能得到广泛应用。母语提问、实时在线答疑、生成新的学习内容、提供无障碍学习环境等已经实现或即将实现。多元化、个性化的知识定制成为学习者的需求热点，以个性化学习为出发点的“人工智能+”模式应运而生，开启了个性化学习时代。在大数据的支持下，人工智能将抽象的知识具象化，通过丰富的资源与高效的互动，记录分析每个人的学习行为，自动推送适合的学习内容，为学习者提供个性化的学习体验。教师通过全流程的数据记录和大数据精准分析，关注不同学习者的特质，为其定制的一套专属个性化学习方案，让教学变得更加精准。学校通过讨论班、读书班、混合教学等方式，推广以发现和探索为中心的教学模式，提高学习者的自主学习能力。[3]学习者基于自身能力和兴趣选择学习内容和方式，在线上通过网络社群、创客空间与智能机器人进行个性化的自主学习，在线下集中进行分享、交流、讨论、练习、创造等活动，找到适合自己的学习模式。

(三)学习体验情景化

依托云计算、大数据两大基础平台和机器学习、模式识别、人机交互三大通用技术的发展，文本、图像、语言、视频等信息实现跨媒体交互，新型混合智能形态、“平台+场景应用”主导的新模式正在呈现。“远距离临景”不仅成为人工智能时代常用的科研方法，也成为常用的学习方法。它打破了时间、空间和资源上的限制，不仅用于线上学习资源的整合、分发，还被运用到智慧课堂、辅助课程设计、学习效果分析等实际场景之中。沉浸式、游戏化、合作学习等学习方式不断涌现，多视角全方位立体全息的情景体验式学习，增强了学习的兴趣，降低了学习成本，提高了学习效果。

(四) 学习负荷过载化

人工智能正在逐步接近人类智能，模仿人类综合利用视觉、语言、听觉等感知信息，实现识别、推理、设计、创作、预测等功能，帮助人们合理决策，提高工作记忆并高效处理更多信息，让人们变得更加聪慧。当前，信息传播能力呈几何级数增长，过载的知识，鼓噪的观点，速朽的热点，规模庞大的“知识大众”，产生了核爆级的“知识焦虑”。大量的信息淹没了我们，超出记忆中枢的处理能力，导致大脑过度疲劳，常表现为漫不经心地点赞、人云亦云地转发、不厌其烦地图说，思想越来越浅薄，语言越来越贫乏，在日常生活中经常出现“忘事”或“疏忽犯错”。

二、学习社会化和终身学习展现学习组织形式的鲜明个性

学校学习和社会学习是两种主要学习组织形式。人工智能改变了知识获得渠道和路径，也在改变人们的交流方式和学习的组织形式。

(一) 学校学习趋向多元化、全息化、技能化

目前的学校学习很大程度上是模拟工业化大规模生产的组织形式： 统一的入学年龄、统一的上课时间、统一的学制安排、标准化的教学内容、标准化的教学方式、标准化的考试评估。这种教育方式比较简单，教师像一个知识的二传手，学生像一个个知识接收器。[4]人工智能时代学校学习最根本的变化，就是学习不再是为未来职业做准备，而是为人的全面发展、终身学习做准备，学习方式转向大规模的个性化定制学习、体验式情景学习、精准化的个性学习与合作学习，推动学习社会化或社会学习化。

由“知识图谱”转向“德智体美全息图谱”是学校学习的重要特征。学习不只是知识技能的学习，还包括人格的学习、品德的习得等全方位的学习。人的全面发展是马克思主义的最高价值追求，立德树人是教育的根本任务。要坚持塑造人格、培养能力、掌握知识“三位一体”的学习理念。“面向社会、面向世界、面向未来”，凸显人类自身独特价值，重点学会求知、学会做事、学会共处、学会做人，形成正确的价值观、开放包容的协作精神、与人交往的技能、终身学习的能力，以及健全人格、宽厚基础、创新思维、全球视野、社会责任感，构筑人生成长的“四梁八柱”，实现全面发展和个性发展相结合。

打造正确的世界观，形成强大思维能力，是从专业走向卓越最基础的东西，也是走向“终身学习”的基础性前提。以前培养青少年价值观的是教师和书本，人工智能时代可能就是数据和算法。当前，人工智能在学校学习的应用已经渗透到了备课、教学、练习、考试、评价、管理的全流程。俄罗斯学者认为，诸如教材和教学方法更适应学生的各种需要，在管理文献，汇总学习报告，装帧各种材料，出试题对学生学习成绩做出鉴定，为学生的学习需要提供补习和辅导等帮助，检查课堂和家庭作业等方面，人工智能比教师做得好。尽管教师所做的很大一部分工作，而且是最重要的那部分工作可以交给机器人来做，但教师仍是教学活动的主导者、辅导员和心理师，学生伦理道德、价值观的守护者，具备 “爱商”“数商”“信商”的教师，依然是学生需要的人。未来人与机器的角逐在使命和价值观上，机器有精度，人类有温度，老师对学生的爱，对学生的思想，对学生的价值观的洞察和引导，是机器无法取代的。

学生现在要学的是面向未来的思维方式和技能。学校的学习是要培养自主学习能力、智力活动习惯，掌握融入身心的方式等。而现行教育中对个人能力的培养，比如对社交能力、决策能力、适应能力和时间管理能力、创新能力的培养等普遍缺失。目前有许多学校的教学重点仍然是灌输信息。未来所需要的能力，很可能不是现在所流行的，老师最不需要教给学生的就是信息，学生需要的是能够理解信息，判断信息的重要性，从而形成一套完整的世界观和通用的生活技能。

(二) 终身学习成为社会化学习的主流趋势

人是在学习中不断成长的。我们用来处理感官信息和决定行动的知识和能力，都是被一个称为“学习”的程序编入我们大脑的。迈克斯·泰格马克教授把未来生命定义为： 一种自我复制的信息处理系统。所有自我复制的生物都展现出两种能力，即通过某种学习进行信息复制和信息处理的能力。

终身学习是未来立足之基。社会学习是现代人生活、工作的重要内容，是追求幸福的重要途径，主要有以下特点。一是实用性。主要是围绕工作开展学习，“干什么学什么，缺什么补什么”，干中学，学中干，学以致用，解决工作中的现实问题，完成工作任务。二是碎片化。尽管会有短期的专业技术培训，但大多数情况下，不可能有一大段时间集中学习，学习的内容不系统、不全面，是零碎的。三是自主性。主动学习者，可以根据自己的兴趣爱好来安排自己的学习内容和时间，有较大的自主权。四是自学为主。过去我们大学毕业就可以找到一份相对稳定的工作，大学学习的知识基本上能够适应工作的需要，但是现在不行了。越来越多的简单性、重复性、危险性任务由人工智能完成，基本上实现了由机器人代替人的体力，留下来的是创新性、智慧性的工作。据世界经济论坛估计，目前在校学习的65%的儿童未来将从事今天还不存在的工作。学习是对外部世界的开发，也是对自己生命的开发。要准备胜任现在还不存在的工作，使用尚未发明的科技，去解决我们还未曾想到过的问题。要想赢得未来，就必须与时俱进地学习和实践。只有不断地提高我们的学习能力，才能在加速变革的时代立于不败之地。未来没有智能技术，我们将无法学习和工作。国际21世纪教育委员会在向联合国教科文组织提交的报告中指出： “终身学习是21世纪的通行证。”[5]

三、优化学习能力、展现竞争优势

学习能力不仅是指掌握知识和技能的方法与技巧，还指认知世界、理解世界的能力，也是指人们求知、做事、发展的能力。有人总结学习公式为： 由事件→数据，由数据→信息，由信息→知识，由知识→智慧，并形成闭环反馈链。未来需要的不仅是知识更是智慧。

(一) 提升跨界学习能力

在人和机器交互、协同发展的时代，人工智能呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新的特征，知识的创新和更迭加速，融合和跨界成为常态。人的价值将不再体现在与思维类似的同行交际上，而体现在与各行各业人的交际上。

目前国际上越来越多的大学重视多学科知识的融合贯通，在哈佛大学的通识教育中，文学、历史、社会学、美学等人文课程都是核心课程。国内学者普遍认为，创新人才应具有科学、工程学、艺术、人文等四种知识。科技史上通过不同学科理论体系或方法嫁接，取得重大成果的范例很多，有人统计大约41%的诺贝尔奖获奖成果来自交叉学科。仅靠技术是不够的，技术与艺术的结合，再融入人文科学，才会产生我们心动的结果。要以新业务、新技能为重点，学习掌握各学科理论知识，培养综合素养，弥补知识的弱项、能力短板、经验盲区，锤炼专业作风、专业精神，提高知识调用和处理能力。

今天的学习不是把人脑变成电脑硬盘，而是把人脑变成一种原创力、一种激情、一种梦想。既要向书本学习，也要向实践学习； 既要向人民群众学习，向专家学者学习，也要向国外有益经验学习。[6]要用全新的视角捕捉正在发生的变化，通过思维的强化和深化，不仅掌握运用显性规律，还要挖掘运用隐性规律，把知识当作一种动态的、可用的技能，使知识技能化，实现由知转智。

(二) 培养快速学习能力

人类知识的总和已经远远超过任何一个人的学习能力。有人测算，人类近30年产生的知识量相当于过去2000多年知识量的总和，而以后每3年知识总量就将增长一倍。预计到2050年，现在的知识总量将只占那时知识总量的1%。[7]

人工智能具有的深度学习能力，可以在短时间内掌握人类需要耗费几年才能学会的技术。从南方古猿到能人、到直立人、到古人、到现在的智人，人脑进化经历了漫长的400万年，而人工智能的自我学习和提高要快得多。围棋一直被看成人类最后的智力竞技高地。在古代东亚文化里，能够下围棋甚至意味着可以出将入相。尧帝发明的围棋在中国是最具智慧的游戏，已经走过了4000多年。而AlphaGo,经过短暂的训练就战胜了人类。机器学习使得人类漫长岁月形成的学习能力被人工智能更有效地运用和发挥。

要把学习当成一项技能操练。当前，“人机协作”已成为常态，我们还依靠体力打天下是不行的。我们在学习中对工具技能的训练重视不够，存在“硬件不够硬、软件不够多”的现象，用科学去设计，内外兼修，突破思维壁垒，锤炼硬件和软件，触类旁通，激发多元视角，洞见现实和未来，在更广阔的世界，干中学、学中干，以更高质量的学习，形成自己的精神视野，构建我们的“全息图谱”。要把最好的技术与最适用的思维结合起来，最大限度地锤炼“写作、阅读和计算”等“3R技能”，以及“批评性思维能力、沟通与交流能力、创造力、编程能力”等“4C技能”。

(三)强化知识和技能调用能力

毛泽东同志曾说过读书是学习，使用也是学习，而且是更重要的学习。学习的成效主要取决于对知识和技能的调用。知识生产过程很大程度上是一种对原有知识的组合过程，而人工智能的发展不仅有助于人们发现新的知识，更有助于人们将既有的知识进行有效的组合。[8]学习高手常常会有意识地把不同领域、不同学科的知识摆放在一起，营造一个“思考主场”，尝试着分析、对比它们的潜在关联，在所学的知识之间创造关联，进行“远距离知识”间的综合运用，可以产生一种合力效应，让人获得不同寻常的智慧。

学习应该是深度和广度的结合。不只是专业技能的深度很重要，学习的广度也变得很重要。在实践中，我们要把不同的知识模块连接起来、调动起来，在人机互动中，形成分析问题、解决问题的新视角，成为高段位的学习者，而不是信息的搬运工。现在，学习碎片化现象比较严重，而碎片化的知识往往不会很好地发挥其价值，只有知识与知识贯通起来、知识与现实联系起来，知识与问题联结起来，才会更有价值。要以开放的思维吸收知识和方法，加强知识操练与整合，把碎片化的知识纳入自己的知识体系，与相关知识模块建立联系，形成不同的知识链接，用于指导工作和生活实践。

智能融入生活，创新增添获得感。“智能互联、知识透明、敏捷制胜、边界消失、创新无限”，信息获取与处理的成本越来越低，解释算法越来越丰富，反馈调整模型越来越即时，获得认知与决策参考越来越便利，为我们提升学习能力创造了条件。未来机器会更智能化、算法更精准化，但人工智能是工具，人是主要的起决定性作用的要素。[9]人工智能的应用不仅适用于每个人，还掌握在每个人的手中。我们不仅要有知识、会算法，还要有想法、会做法，要把学到的信息以准确的形式转变为思想的一部分，学习的体验转变为无形财富，在学习的过程中塑造自我，让智能机器与人协同，智能算法与人为善。未来对于有规律可循的任务可以委托给人工智能，把我们的精力集中在探索新规律、解释新现象、发现新模式等创新性的任务上，利用人工智能的“智慧”，帮助解决复杂的现实问题。