人工(gōng)智能作(zuò)为新(xīn)一代产业变革的核心(xīn)驱动技术,汇聚了(le)大数据(jù)、脑科学、超级计算等新兴技(jì)术(shù)与理论成果,展示出(chū)在深度(dù)学习、人机互动、情感计算等领域的(de)独特优势,对学校教育教学、人(rén)才培养(yǎng)方式的变(biàn)革(gé)与创新产生深远(yuǎn)影(yǐng)响。人(rén)工智能应用于人才(cái)培养方式变革的(de)关键技术(shù)可(kě)分为专家系(xì)统、机器学(xué)习、神经网络和人机交互,对于学生(shēng)主体知(zhī)识建构、创新(xīn)能(néng)力培育、高阶思维培(péi)养和品(pǐn)质塑(sù)造具(jù)有重大意(yì)义。
第一,专家系统知识(shí)处(chù)理(lǐ)效(xiào)率倍增,学校必须聚焦于(yú)学生主体性知识建(jiàn)构。区别于局限在事物表象、外(wài)在特(tè)征的陈述类知识,程(chéng)序(xù)类知识更侧重于个人知识(shí)体系的构建及生成。在当下,知识(shí)更新速率以前所未有的态势(shì)推(tuī)进(jìn)发展,而在智能技术的(de)辅助下,学生可以摆脱机械(xiè)训练、反复记忆(yì)的陈述类知识的(de)束缚,将更多精(jīng)力(lì)放在主体知识(shí)的(de)建构上。主体性的知识建构有助(zhù)于学生将外部知(zhī)识(shí)转变为内在化、个(gè)性化的创(chuàng)新知识体系,这种知识体系成为学生思(sī)维水平提升、综合素(sù)质(zhì)发展的(de)基础。
鉴于专家系统在知识处(chù)理方面的潜在优势,它可以协助学生(shēng)过滤与吸收海量的知(zhī)识信息,进一步减轻学生低阶知(zhī)识的负荷。专家系统在汇总各领域专(zhuān)家(jiā)学识的前提下,保证结(jié)构性知(zhī)识储(chǔ)备的权威(wēi)性(xìng),并利(lì)用便捷的知识推理工(gōng)具和编辑算法,将匹配规则的(de)信息存储于综合数据库。学(xué)生(shēng)则通过人机交互系统(tǒng)获(huò)取解(jiě)释器中的问(wèn)题解答结果。结合传统教学方式的有效引导,智能专家系统将聚焦于(yú)培养学生(shēng)联想、试错与自适(shì)应的主体(tǐ)知识建构(gòu)能力,真正使学(xué)生实(shí)现知识的积累与重构。
第二,机器学习信(xìn)息(xī)加工处理性(xìng)能卓著,辅助学生创新能力培育。学生能(néng)力(lì)的培(péi)养主要表现为将思维(wéi)意(yì)图转(zhuǎn)化为成果目标的发展(zhǎn)过程,与(yǔ)达(dá)成该(gāi)目标(biāo)的方法、技(jì)能相联系(xì),包括(kuò)卢伯特(Luburt)所提出的“发现问题、鉴定问(wèn)题、表征问题与策略选择”中所必备的能力要(yào)素(sù)。在信息洪流冲击愈加强烈(liè)的背景下,个体对于信息的有效掌握并(bìng)创造性地整合知识与经验(yàn),成为学生能力培养的重要(yào)方向(xiàng)。在大数(shù)据时代,信息的检(jiǎn)索与处(chù)理决定着学生创新能(néng)力的边界,代表了学生资(zī)源支配及信息汇总能力的高低。
为应对(duì)大(dà)规模数据(jù)激(jī)增的挑战,机器学习(xí)围绕海量数据展开模型建构,明晰数据运行规则及信息的挖掘处理途径,模拟人类(lèi)决策(cè)并聚焦于复杂问题(tí)的解答。凭(píng)借机器学习在算法应用层面的更(gèng)新迭(dié)代,深度学习进一步成为(wéi)机器学习领域发(fā)展的热点,在语(yǔ)言识别、图像处理、自(zì)然语言加工方(fāng)面(miàn)具(jù)有(yǒu)更广的应用范(fàn)围,这也为学生创新能力的培养(yǎng)提供了诸(zhū)多(duō)可能(néng)性(xìng)。深度学习(xí)可以收集海量的(de)在线(xiàn)学习数据,利用高(gāo)性(xìng)能的逻辑推理与自主决策系统,在较短时间内生成个体(tǐ)学生的(de)“学习画像”;教师则借(jiè)助分析结果进行及时的问题反(fǎn)馈,针对每位学生(shēng)的(de)特点开展个性化教学,为学生创新(xīn)能(néng)力培(péi)育提供智(zhì)能(néng)的技术(shù)支撑。
第三,神(shén)经网络模拟人脑运作机制,促使学(xué)校转向学生(shēng)的高阶思维(wéi)培(péi)养。学(xué)生思维水(shuǐ)平与(yǔ)认知能力的提升是学校(xiào)人才培养的(de)关键(jiàn),其目的在(zài)于使学生经历教育(yù)教学过程中的(de)思(sī)维激发,实(shí)现感知、意向、思维的(de)有机融合而形成内在统一性认知(zhī)。在一般化的思(sī)维(wéi)逻辑、简(jiǎn)单推理逐渐被(bèi)人工智能所(suǒ)替(tì)代(dài)的情况(kuàng)下,高水平的思维认知逐渐成为学生(shēng)思维(wéi)训练的核心要(yào)素。布鲁姆(mǔ)(Bloom)根据认知的复杂程度(dù),将深层次的认知特(tè)征界定为(wéi)高阶思维,它更倾(qīng)向于对复杂(zá)问题(tí)的系统联结及综合评价,超越了低阶思维的简单记忆或理解分析。
人工神经网络在模拟人脑运作方式,以(yǐ)及信息(xī)识(shí)别、信息过(guò)滤、机(jī)器视觉(jiào)方面的技术突破,对(duì)学校填(tián)鸭式的低阶思(sī)维培养路径产生更大压(yā)力(lì),要求学校必须寻求(qiú)学生高阶思维培养(yǎng)的现实路(lù)径(jìng)。神经网(wǎng)络(luò)借(jiè)助于网络(luò)元件分布式的物理联系,利用人工神(shén)经元松(sōng)散模拟(nǐ)人脑机理的节点集合与连接单(dān)元,自动地提(tí)炼知识信息(xī)库中(zhōng)的所需数据,具备(bèi)了基本的自(zì)主学习适应(yīng)功能。外在的技术(shù)变革要求学校(xiào)必须从(cóng)单一、保守的传统线性思维培养泥淖中,转(zhuǎn)向(xiàng)多元(yuán)、开放(fàng)的(de)高阶(jiē)思(sī)维提升(shēng)阶段,引导学(xué)生批判审视复杂问题,形(xíng)成求(qiú)异、发(fā)散、可逆的高阶思维认知(zhī)。
第四,人(rén)机交互初(chū)具情感交互能力(lì),凸显立德树(shù)人对(duì)学生品质(zhì)的塑造价值。学生的人格(gé)品质涵盖了动机、意志、价值观等情感特征,这(zhè)些内在因素要经历(lì)潜移默化的熏(xūn)陶和培育,但(dàn)对主体的认知发展、人格(gé)健全具有显著的促进或抑制作用,是学生综合素质提升的必备品(pǐn)质(zhì)。
以人机交互为基础的情感计(jì)算,从最初(chū)的视频端口、虚拟现实等传感(gǎn)设备,逐步发展到将情感信号的收取、识(shí)别、分析与表达(dá)作为重要的技术形式,采用“情感数(shù)字化”的途(tú)径掌握人们的情感动态规律,赋予计算机情感交互、知识阐释与(yǔ)理解表(biǎo)达的(de)能力,进一步(bù)在人机(jī)交(jiāo)往(wǎng)中发挥智能计算的便捷功能。但需(xū)要注意的(de)是,情感(gǎn)计算乃至人工智能的(de)运行机(jī)制与学生(shēng)的人格培育差别显著,机器所秉持的“工具主义”“技术主导”“绝对理性决策(cè)”等(děng)“生存条(tiáo)例(lì)”明显超出了人(rén)类伦理道德发展(zhǎn)的界限,对学生人格塑造与品格养成带来了冲击,更(gèng)加(jiā)使学校的情感、态(tài)度、价(jià)值(zhí)观培育面(miàn)临风(fēng)险。
在人工智能技术迭代发展的(de)背景(jǐng)下,立德树人的重要价值凸显(xiǎn),这要(yào)求我们必(bì)须将立德树(shù)人贯穿于人才培养的全过程,注重培养学生(shēng)的非(fēi)认知情感特征,指导学(xué)生树立正确的理(lǐ)想信念。利用智能机器的(de)情感交互优势,开发智(zhì)能的(de)学习助理,将繁重(chóng)的重复(fù)性(xìng)劳动交给(gěi)机器,使学生有更(gèng)多的时间提升自身的(de)道(dào)德(dé)品(pǐn)质、文化修(xiū)养(yǎng)以及(jí)思想认识水平。此外,在面临(lín)人工智能所裹(guǒ)挟的生存危机、价值(zhí)危机等伦理困境(jìng)时,有(yǒu)必要培养学生的(de)人类(lèi)命运共同体价(jià)值理(lǐ)念,以人文(wén)主(zhǔ)义价值关怀(huái)来应对智(zhì)能机(jī)器的发展危机(jī)。