智能時代的教育智慧（簡體書）

本書作者圍繞即將到來的人工智能時代對教育的挑戰，從科學與人文、教育與腦神經科學、思維與精神等角度，剖析了人工智能時代的利與弊，並提出自己鮮明的觀點：人工智能時代，必須重新定義人，重新定義教育――人是智能時代不可窮盡的思想資源，這是教育的基本前提，否則一旦人把什麼都交給機器，也就交出了幸福，交出了人生的意義。

魏忠，博士，上海海事大學電子商務專業副教授、管理科學專業碩士生導師、MBA/EMBA導師，中國信息協會教育分會副會長，上海市科技創業導師，8個國家信息標準起草人。曾經作為主板上市公司創始高管參與創辦了上海格爾軟件股份有限公司等多家上市公司，2004年創辦上海庚商教育智能科技集團並任董事長至今。獲得2018年上海高教成果一等獎。己出版《教育正悄悄發生一場革命》《教育正悄悄發生一場怎樣的革命》《靜悄悄的教育變革――創造的思維半徑》等專著。
劉道玉先生專門在《光明日報》發表文章贊其為“中國教育實驗精神的踐行者”。

•本書作者魏忠任教于大學，是國家若干信息化標準的起草人。他行走於信息化領域，有著深厚的理論基礎和多年的實踐經驗，本書為廣大讀者提供了看待教育和智能時代關係的全新的角度。
•人工智能、AI教育、教育信息化、編程、區塊鏈技術、大數據，這些充滿了未來感的詞匯正在改變人的生活。看似有些保守的教育領域，自然也身在其中。面對時代發展大潮，教育人如何理解，如何應對，從這本書中可以找到答案。
•作者認為，人工智能時代，必須重新定義人，重新定義教育――人是智能時代不可窮盡的思想資源，這是教育的基本前提，否則一旦人把什麼都交給機器，也就交出了幸福，交出了人生的意義。

前 言
智能時代何以需要教育智慧？

先說相隔剛好各一個年代的四件小事。
1980年，我12歲，就能自己去看醫生了。一群醫生正在聊天，看見我來了，很是驚訝，不但給我開了當時看來很緊缺的藥，還鼓勵我說：“這孩子將來長大了不用來當醫生了。”說這句話的原因在於，他們手中拿到了非常詳細的藥物詞典。在那個年代，那些沒有經過專業培訓的醫生似乎確實是看著藥典用藥的。
1990年，我22歲。一天晚上，我突然肚子疼，強忍著疼痛去了醫院。這個時候，醫院已經有點現代化的意味。由於肚子疼，我去了內一科，開好了藥就回家了。兩個小時後，劇疼不已的我又去了醫院。這一次，我去了內二科，高度懷疑我胃潰瘍的醫生又開了一次藥。又過了兩個小時，疼痛反而加劇，我又去醫院。這一次找對了，去了內三科，碰到了合適的醫生。經檢查，我患了闌尾炎穿孔，於是馬上進入手術室做手術。
2000年，我32歲，半夜肚子疼，直奔上海的瑞金醫院，彎著腰就往內科沖，被牽制檢查的全科醫生看到了，直接讓護士送我去泌尿科。這位智慧的醫生一眼就看出彎著腰的我得的是腎結石。
2015年，我又去了瑞金醫院。這一次是小女兒高燒不止,去的是兒科病房。瑞金醫院的兒科病房裡多數是患白血病的孩子。我的女兒由於患上肺炎，超過一周都是39度以上，因而進了這個醫院。一系列的科學檢查過後，兒科主任最後還是查不出來到底是什麼問題。當這個知名的兒科主任查房時對著自己的研究生們講解時，我才知道在孩子治病這件事上是如此複雜和需要智慧。主任說，放在1980年，直接給這個孩子打退燒藥；放在1990年，這個孩子會直接按照病毒、衣原體、支原體各種感染去嘗試治療；放在2000年，一個好的醫生基本能直接判斷孩子大致是什麼問題，可以在基本檢查後嘗試治療，這也是今天多數三甲醫院的做法。但是，“同學們考慮過沒有，高燒得到控制一般並不會讓孩子有什麼負面的問題，但是如果不知道為什麼就把孩子的肺炎強制壓下去，那麼這個孩子下一次復發，我們怎麼辦？”非常感謝這位智慧的醫生，孩子的病最後沒有確診，卻真的好了。
我一直在想，這些年來醫學科技取得巨大的進步，所有的醫生必須通過各種檢查手段來精確地判斷病情和提供治療方案，為什麼我們反而對醫生的依賴越來越高了？
2017年，計算機打敗圍棋高手李世石，人們驚呼人工智能已經全面超越人。然而，多數人有所不知的是，用於圍棋的兩個算法最初和最終針對的都是“治療方案”，也就是通過人工智能為患者開藥。目前，這種用機器開藥的水平已經很高，統計數據顯示，其水平已經高於一般的三甲醫院。那麼，人工智能的開藥水平高於三甲醫院以後，醫生會失業嗎？我想前面四個故事已經給出了答案，那就是第一個故事中查藥典的醫生、第二個故事中需要輪番試驗治療方案的醫生、第三個故事中一眼能看出我得了腎結石的醫生會失業，而最後一個故事中的醫生不會失業。隨著醫療技術的進步，醫生也在進步，也就是說，在技術的倒逼下，人的智慧會達到空前的水平。
醫生如此，教師呢？同樣是針對人，更為複雜的教育將呈現出什麼樣的未來呢？
一 人工智能所依賴的軸心時代
要回答教師會不會被取代，人工智能在技術層面如何替代教育，我們需要回顧一下人工智能的發展歷史。如果說20世紀前30年是物理學大發展的時期，那麼後世如果回憶後面的30年（即從1930年到1960年），可以稱之為人工智能的軸心時代，因為幾乎所有的厲害人物在這30年同時出現了。
一是一批哲學家和心理學家出現了。羅素、維特根斯坦、皮亞傑、歌德、西蒙甚至杜威都指出要研究人工智能，首先要研究人，知道人是怎樣思維的，並對人的複雜性和不可測性進行哲學思考，探究真理論依據。這一批哲學家的同時出現，之前沒有，之後也沒有。
二是一批數學家出現了。如希爾伯特、哥德爾、納什、馮·諾依曼等。人工智能所依據的數學理論和數學方法，已經不是19世紀的數學能夠處理的。這些數學家也許在整個數學發展史上只是短暫停留，然而沒有他們的同時出現，人工智能也走不到今天的這個位置。
三是科學方法論的層面：信息論之香農、控制論之維納、系統論之貝塔、朗菲計算機理論之圖靈。他們互相影響，從科學層面奠定了人工智能發展的基礎。此外，如協同論、耗散結構論、突變論等似乎和人工智能沒有什麼直接的關係，但如果沒有這些，人工智能不但走不到今天，更無法走向明天。
四是人工智能交叉學科的研究，如生物學的研究、行為科學的研究、腦神經的研究、神經網絡數學的研究。這些領域也產生了響噹噹的人物，如坎德爾、皮茨、克裡克。
二 看似熱鬧的人工智能只是知識軸心時代影響的應用爆發
以上四個層面人物所代表的人工智能的軸心時代，幾乎奠定了所有人工智能發展的理論基礎。20世紀80年代以後，另一批人出場了，辛迪等代表的深度學習“四大金剛”，堅持和發展了皮茨的神經網絡，實現了人工智能。他們之所以能夠實現，並不是因為他們多麼高超，而是因為他們足夠堅持。用卡內基梅隆大學圖靈獎獲得者雷伊·雷蒂的話說就是：“我們找到了深度學習的方法，也通過深度學習找到了好的答案，但是我們不知道是如何找到的。”
物理學中解決問題是分層次的。當分支的學科各自發展的時候，只能在本學科的積累上進步；當分支共同的節點產生革命性變革的時候，各個分支都會有突破性的進展。人工智能可以解決人類能夠解決的問題，未來也能解決人類不能解決的問題，即“超智能”。就目前來看，人工智能在理論上並沒有更大的突破，幾個關鍵問題還沒有得到解決：我們是基於矽基芯片模仿人，碳基芯片剛剛才被提出，而生命體的有機結構要高於矽基芯片幾個層次，從這個角度上看，只要矽基芯片不改，人工智能超越人的可能性就不大。
信息和生命皆與量子有關，但是我們並沒有對其進行更深入的理解。物理學家提出非常多的空間理論，量子理論也證實了量子的作用，甚至香農還預測了“信息子”的作用，但信息到底是什麼，還需要理論進一步發展才能得出結論。
在人工智能時代，在隔行如隔山的教育領域，相當長的一段時間內還要靠教育的專業積累和教師的豐富經驗。
三 “並不存在”的教育卻需要教育的智慧
人工智能打敗圍棋選手，在這個模型中，我們將輸與贏抽象得很清楚。然而，教育不一樣，它不是完整的和可定義明確的事情。我們可以說“如何讓學生考得分數高一點”“如何讓學生學會解這個難題”，甚至“如何在三個月背2000個單詞”，但不能說這就是教育。教育在嚴格的定義中並不存在，對一個並不存在的問題，計算機是無能為力的，因為它僅能解決已經明確的問題，而不能解決沒有描述清楚的問題。教育者的智慧在於，能根據教育場景不斷提出問題，將不明確的問題明確化。
我們不能否認“考上一所好大學”“學會一門課”“學會一個知識點”這些明確任務的“還原論”的教育屬￿教育範疇，但必須承認好的教育並不是“將一串所謂好的目標集合起來就是培養一個好的人”。我們總是游離於系統論與還原論之間，人們教育認知的半徑會不斷擴大，教育的概念也會不斷變遷，這時技術工具會發揮很大的作用。但要把教育推向一定的認知高度，只有教師才能理解和駕馭。
不僅僅是教育概念變遷，教育的主體和客體也極具個性化。在一個高度個性化和場景化的行業中，“智慧”極為重要。我們試圖用人工智能的專業理論去解釋一些事情。40年前的錢學森發現，東方人並不習慣這種表述。對於東方系統論的方法，中國人不是按照西方的學科方法，而是更習慣於按照“物理、事理、人理來表述，如果非要加上科學原理，他們更喜歡把哲學稱為道理”。如果是這樣的話，我對本書的表述就是：
物理上，人工智能依託計算機和物聯網大數據技術將世界聯繫起來。
事理上，人工智能通過數學和程序運算代替人的行為，甚至超越人的行為。
人理上，人工智能的發展會帶來很多倫理和不適，引起人們的恐慌。
道理上，技術遲早會推動人類進步，人的大腦的處理機制高於計算機，計算機代替人的可能性不大。但如果你停留在低級的機械能力，就會被替代。
是不是上面的表述學生更容易接受呢？但是它不太專業，學生不習慣沒有正確與否，在教學中，要能夠被接受才行。在東方思維和西方思維之間，教育者和受教育者也有極大的區域差異和族群特點。教育不僅僅是師生之間的事，還是社區、經濟社會、文化信息傳遞的事，更要能有效持續，適應各種社會現實。而這種社會現實需要求助於在文化中遊刃有餘的人，也就是智慧的教師。
那麼，什麼是教師最能夠做和應該做的呢？和智慧直接相關的就是人理和道理。韓愈說“傳道、授業、解惑”，傳道和解惑都需要智慧，需要人的智慧，需要與情境高度相關和及時反應。從這個角度上說，教育永遠不會消失，學生對教師的依賴會更強，因為人是傾向個體獨特的社會動物。
技術總是在變化，其實是我們低看了藏在技術背後的人以及人的進化。從系統論的角度看，環境的複雜性造就了生物的多樣性和適應性。物理學家薛定諤一直思考生物學為什麼不符合熱力學第二定律，直到耗散結構理論的出現，才有了最終結果。生命的這種現象造成的信息傳遞太過複雜，每次單一的技術進步總是讓人們懷疑生命的效率，而當使用了技術工具，人又會作為智慧複雜的生命體表現出高度智慧的適應性。這種適應性總是讓技術望塵莫及。

前言 智能時代何以需要教育智慧? 1

PART 1 慧穀：數字時代的實體價值

課堂還給人生，校園映射雲影 3

教育三體，我本混沌，你別忽悠 10

教育即負熵，學校何耗散？ 13

人工智能發力，教育如何護航新實體經濟？ 16

可計算社會的教育進化 19

如何從一個創客網站計算它的民科程度? 22

蘇東坡的好運氣 28

資源要富，活動要苦，評價要貴 31

AI教育的學科腦洞 37

教育者的偏差 40

差之毫釐不做丹 43

教育信息化的後發劣勢 46



PART 2 慧眼：信息時代的設計變革

當大學成為一個景點，與公園有什麼不同？ 55

信息視角的教育設計 61

網絡時代的“觀念之網”？ 69

記錄學生，畫像教師 71

弱水三千，只需一腦殼足矣 74

領域驅動的教育設計 77

審讀句讀：教師厚積，學生薄發 83

面向信息的數學教育 86

一代蝴蝶迭代一代蝴蝶，只有樹知道 88

靈魂走得太快，卻還是留下讖語作為路標 91

濫竽何以充數，小站可以練兵 98

信息是浪，知識是岸，學生為船 104



PART 3慧心：智能時代的教育智慧

信息化如何讓創新教育頂天、立地、在人間? 109

每個人心目中都有一個不以托馬斯意志為轉移的托馬斯 112

只要有那麼一顆心不動，教育的平衡就會存在 115

人工智能趨勢視角下的未來教育 123

人工智能產業背景下的專業應對 130

代碼已經成為文學 137

反扯淡與信息素養 143

實力賽場 150

當我們讓孩子編程的時候，編的是思維邏輯 157

內化與外化 162

技術總是以想像不到的智慧捉弄原地張望的人 165



PART 4慧根：離散時代的結構定力

教育信息技術趨勢圖譜 175

智慧教育與認知的四個範式 177

保守的內在價值，信息的教育閾值 181

伯樂常有，而相馬技術不常有 183

教育信息化要沉下心來，避免熱鬧 186

教育技術工具、教師、家長的教育責任 188

區塊鏈技術下的教育價值 190

大數據教育的精細誤區 197

信息化教器無形 200

教育信息化甲方的“九條軍規” 205

過程與個體視野下的學習評價 213

甘蠅用空弓排課 216

後記 智能時代的教育智慧 219

教育信息化要沉下心來，避免熱鬧

幾年前，一年一度的某教育大會正在舉行，這一次規模宏大，邀請了非常多的業界專家來演講，我是第二個演講者，第一個演講的是80歲的王院士（代名），根據主辦方的介紹是著名的物聯網專家。王院士一上臺，就覺得不對勁，展會的高音喇叭讓他無所適從，一千人的會場讓他感到局促。等我演講時也發現困難很大，因為在這樣的會場，演講者根本聽不到自己的聲音，如果沒有經過專業的訓練，問題就大了。確實如此，院士幾次要求不講了，但看到眼巴巴淚汪汪的主持人，最後還是把PPT翻了一下沒有說話。講句客觀的話，老院士確實對專業見解獨到，但對於教育應用卻是小兒科，沒能逃過熱鬧的王院士，在教育信息化方面確實沒有沉下心來，也不適合在這種場合出現。
有了王院士的教訓，後面主辦方就沒有再請院士講，效果反而更好。這幾年我跟蹤調查發現，願意參加各種講座和大會的總是一些教育網紅、初出茅廬的教育創業者，願意進行演講和發佈“教學成果”的也總是那麼一些人，然而這些人既沒有好好教過課，又沒有好好做過信息化系統，卻在朋友圈裡到處轉發非常吸引眼球但具有很大偏見和誤導性的教育經驗，相比起來，我倒是很懷念王院士。
作為一個教師，以及在IT公司當過25年高管的創業者，我的經歷與一般的教師有點不一樣，更習慣用第三隻眼看待問題。25年間，我面試過的開發人員總數也超過10000人了，一般來講，被面試的開發人員，口齒太好、反應太快、符合中小學教師心目中優秀幹部標準的，是絕對做不了開發的。事實上，表現比較靈活的人，即使做了開發，後來也都轉向了前端開發，做不了核心開發。轉向關注前端開發後，最終能做好前端開發的，基本上多數也是比較安靜的人，反應太快和比較靈活的前端工程師，容易受到外界、用戶影響，風格變化容易太大，也容易用色和體驗太不穩定。後來我發現，這些人與客戶溝通不錯，做項目和需求還行，尤其是女性，容忍性比較強，能夠頂住來自用戶的壓力，比較適合需求工程師這個崗位。
我分析了過去25年來所遇到的項目經理和需求工程師，發現真正好的溝通者是絕不多言的，甚至有些木訥，真正好的銷售也不是口齒伶俐的，信息系統的銷售需要對系統有深層次的認知，他更多的是在觀察用戶，讓用戶說，熱鬧的反而是用戶；真正好的用戶也固本手拙，熱鬧的反而是用戶的領導；真正好的領導是目標精准直奔主業，是不喜歡熱鬧的。那麼，教育信息化中什麼行業最熱鬧呢？廠商熱鬧，那是必須的。除了廠商外，熱鬧的是記者們，是媒體，是熱衷於主辦各種教育論壇、語不驚人死不休的展會操辦者。
教育信息界名詞很多，造詞的人基本上有一個共同特點：沒有做過系統，沒有管過系統，沒有好好用過系統，沒有當過系統的銷售、需求、前端，更沒有開發過代碼，而做過以上這些的人基本上是很謹慎的、不熱鬧的。
著名的管理信息系統專家薛華成對我說，看不見計算機的信息化才是好的信息化。他對我說過一個基本無關的例子讓我一直在悟，他說在清華大學讀書時，公認的最好的教授上課一絲不苟，不講一個笑話，有一個動作能證明他是一種怎樣的不熱鬧：每次他講完課的最後幾個動作是拿起講義、欠身、轉身走下講臺，同時將粉筆頭向上拋出扔進垃圾桶，粉筆落下的時候，下課鈴聲響了。