人(rén)工智能(néng)何以(yǐ)改变教育

    约翰·霍普克(kè)羅夫特(tè)：美(měi)國(guó)計(jì)算机科學(xué)家(jiā)，康奈爾大(dà)學(xué)計(jì)算机科學(xué)系(xì)工程與(yǔ)應(yìng)用(yòng)数學(xué)IBM講席(xí)教授，畢業于(yú)美(měi)國(guó)康奈爾大(dà)學(xué)計(jì)算机科學(xué)系(xì)。1986年(nián)，因(yīn)在算法及(jí)数据結構的(de)設計(jì)和(hé)分(fēn)析中(zhōng)所(suǒ)取(qǔ)得的(de)決定(dìng)性(xìng)成(chéng)果(guǒ)，获得图靈獎。2017年(nián)11月(yuè)，當選中(zhōng)國(guó)科學(xué)院(yuàn)外(wài)籍院(yuàn)士。

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    2018年(nián)7月(yuè)18日(rì)，由(yóu)互聯网(wǎng)教育智能(néng)技術(shù)及(jí)應(yìng)用(yòng)國(guó)家(jiā)工程實(shí)验室、中(zhōng)國(guó)教育與(yǔ)社会發(fà)展(zhǎn)研究院(yuàn)和(hé)北(běi)京(jīng)师(shī)範大(dà)學(xué)智慧學(xué)習研究院(yuàn)聯合舉辦(bàn)的(de)“人(rén)工智能(néng)與(yǔ)教育學(xué)術(shù)沙(shā)龍”在京(jīng)舉行，图靈獎获得者(zhě)、美(měi)國(guó)康奈爾大(dà)學(xué)教授、中(zhōng)國(guó)科學(xué)院(yuàn)外(wài)籍院(yuàn)士约翰·霍普克(kè)羅夫特(tè)（John E·Hopcroft）作(zuò)了(le)題(tí)为(wèi)《人(rén)工智能(néng)與(yǔ)深度學(xué)習》的(de)主(zhǔ)旨報告。来(lái)自(zì)清(qīng)華大(dà)學(xué)、北(běi)京(jīng)理(lǐ)工大(dà)學(xué)、首都师(shī)範大(dà)學(xué)、北(běi)京(jīng)师(shī)範大(dà)學(xué)等高(gāo)校(xiào)的(de)师(shī)生(shēng)和(hé)相關(guān)企業代(dài)表(biǎo)参加了(le)活動(dòng)。

    机器學(xué)習是(shì)人(rén)工智能(néng)領域的(de)一(yī)个(gè)研究方(fāng)向，霍普克(kè)羅夫特(tè)教授介紹了(le)机器學(xué)習在人(rén)工智能(néng)中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)原理(lǐ)、意(yì)義和(hé)實(shí)踐，並(bìng)就(jiù)人(rén)工智能(néng)对(duì)教育的(de)影響做了(le)深入(rù)解(jiě)析。

    “智能(néng)时(shí)代(dài)”真(zhēn)的(de)要(yào)来(lái)臨了(le)？或(huò)許還(huán)需要(yào)40年(nián)才能(néng)取(qǔ)得突破

    霍普克(kè)羅夫特(tè)教授回(huí)顧了(le)人(rén)工智能(néng)的(de)發(fà)展(zhǎn)曆程並(bìng)指出(chū)，信(xìn)息革(gé)命将從根(gēn)本(běn)上(shàng)改变我(wǒ)们(men)的(de)社会，如(rú)同(tóng)農業革(gé)命和(hé)工業革(gé)命一(yī)樣(yàng)，它(tā)会給(gěi)我(wǒ)们(men)的(de)生(shēng)活带(dài)来(lái)重(zhòng)大(dà)影響，它(tā)会減少(shǎo)人(rén)力的(de)投入(rù)並(bìng)創造更(gèng)多(duō)的(de)産品和(hé)服(fú)務(wù)。未来(lái)假設只(zhī)有(yǒu)25%的(de)人(rén)需要(yào)工作(zuò)，如(rú)何鼓勵其(qí)他(tā)人(rén)参與(yǔ)到(dào)更(gèng)有(yǒu)價值的(de)活動(dòng)中(zhōng)去(qù)就(jiù)变成(chéng)了(le)一(yī)个(gè)重(zhòng)要(yào)的(de)議題(tí)。當前(qián)的(de)人(rén)工智能(néng)主(zhǔ)要(yào)是(shì)基于(yú)一(yī)定(dìng)規模的(de)大(dà)数据量(liàng)支持(chí)下(xià)的(de)模式識别，而(ér)真(zhēn)正(zhèng)的(de)智能(néng)或(huò)許還(huán)需要(yào)40年(nián)的(de)时(shí)間(jiān)才能(néng)真(zhēn)正(zhèng)取(qǔ)得突破。

    深度學(xué)習是(shì)机器學(xué)習的(de)一(yī)个(gè)分(fēn)支，是(shì)“更(gèng)深层(céng)次(cì)”的(de)机器學(xué)習。研究人(rén)員正(zhèng)試图建立起(qǐ)一(yī)个(gè)神經(jīng)元(yuán)网(wǎng)絡架構，这(zhè)是(shì)一(yī)种類(lèi)似于(yú)大(dà)腦神經(jīng)元(yuán)的(de)模型，但这(zhè)只(zhī)是(shì)一(yī)种簡单模型，因(yīn)为(wèi)人(rén)腦的(de)結構非(fēi)常複雜，无法完全(quán)複制。深度學(xué)習研究想(xiǎng)讓机器模仿人(rén)腦的(de)机制来(lái)解(jiě)釋数据，“Deep”指的(de)是(shì)在这(zhè)个(gè)模式下(xià)有(yǒu)多(duō)少(shǎo)层(céng)的(de)网(wǎng)絡聯系(xì)。

    研究人(rén)員發(fà)現(xiàn)，单一(yī)层(céng)次(cì)可(kě)以(yǐ)做一(yī)些(xiē)類(lèi)似于(yú)計(jì)算、算法等較为(wèi)基礎的(de)事(shì)情(qíng)；當模型里(lǐ)的(de)层(céng)次(cì)不斷加深时(shí)，計(jì)算的(de)效果(guǒ)也(yě)越来(lái)越好(hǎo)。人(rén)類(lèi)大(dà)腦學(xué)習时(shí)有(yǒu)数以(yǐ)千(qiān)計(jì)的(de)层(céng)次(cì)，如(rú)今還(huán)无法解(jiě)釋为(wèi)什(shén)麼(me)更(gèng)多(duō)的(de)层(céng)次(cì)会使學(xué)習效果(guǒ)变好(hǎo)，但是(shì)研究顯示的(de)結果(guǒ)是(shì)这(zhè)樣(yàng)的(de)。

    人(rén)工智能(néng)如(rú)何助力教育？教育問(wèn)題(tí)的(de)核心(xīn)點(diǎn)是(shì)“爱(ài)與(yǔ)關(guān)懷”

    在國(guó)際教育技術(shù)領域有(yǒu)一(yī)个(gè)著名(míng)的(de)“乔布(bù)斯之(zhī)問(wèn)”，为(wèi)什(shén)麼(me)計(jì)算机改变了(le)幾(jǐ)乎所(suǒ)有(yǒu)領域，卻唯獨对(duì)學(xué)校(xiào)教育的(de)影響小得令人(rén)吃驚？霍普克(kè)羅夫特(tè)教授认为(wèi)教育是(shì)一(yī)件(jiàn)非(fēi)常複雜的(de)事(shì)，一(yī)些(xiē)研究人(rén)員提(tí)出(chū)“用(yòng)人(rén)工智能(néng)取(qǔ)代(dài)教师(shī)”，但这(zhè)也(yě)許会失掉教育中(zhōng)最(zuì)重(zhòng)要(yào)的(de)因(yīn)素。在談到(dào)人(rén)工智能(néng)等新技術(shù)與(yǔ)教育的(de)關(guān)系(xì)时(shí)，他(tā)介紹了(le)一(yī)項美(měi)國(guó)的(de)教育社会實(shí)验。該實(shí)验經(jīng)过(guò)长(cháng)达(dá)20年(nián)的(de)追蹤研究發(fà)現(xiàn)，真(zhēn)正(zhèng)幫助學(xué)生(shēng)获得成(chéng)功的(de)關(guān)鍵因(yīn)素不是(shì)教材和(hé)知識本(běn)身(shēn)，而(ér)是(shì)老(lǎo)师(shī)的(de)關(guān)懷。他(tā)指出(chū)，教育問(wèn)題(tí)的(de)核心(xīn)點(diǎn)是(shì)“爱(ài)與(yǔ)關(guān)懷”，一(yī)切(qiè)技術(shù)都是(shì)輔助手(shǒu)段，只(zhī)是(shì)为(wèi)教育提(tí)供更(gèng)完善、更(gèng)優化(huà)的(de)渠道(dào)和(hé)方(fāng)式。

    霍普克(kè)羅夫特(tè)教授建議在大(dà)學(xué)中(zhōng)推動(dòng)並(bìng)鼓勵研究人(rén)員做人(rén)工智能(néng)方(fāng)面(miàn)的(de)研究。首先(xiān)要(yào)讓青(qīng)年(nián)學(xué)者(zhě)意(yì)識到(dào)研究是(shì)一(yī)件(jiàn)非(fēi)常有(yǒu)意(yì)思(sī)的(de)事(shì)。这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)人(rén)工智能(néng)的(de)基礎科學(xué)研究非(fēi)常重(zhòng)要(yào)，它(tā)不同(tóng)于(yú)實(shí)踐研究，基礎科學(xué)研究的(de)動(dòng)力主(zhǔ)要(yào)来(lái)自(zì)于(yú)研究者(zhě)对(duì)于(yú)某一(yī)研究領域和(hé)問(wèn)題(tí)的(de)好(hǎo)奇心(xīn)，如(rú)果(guǒ)僅靠傳統的(de)項目經(jīng)費和(hé)論文(wén)数目的(de)驅使，往往難以(yǐ)催生(shēng)出(chū)更(gèng)高(gāo)效的(de)結果(guǒ)。其(qí)次(cì)，研究机構尤其(qí)是(shì)基层(céng)研究单元(yuán)要(yào)轉(zhuǎn)变研究觀念。在很多(duō)大(dà)學(xué)，基层(céng)研究单元(yuán)是(shì)研究机構的(de)基礎，他(tā)们(men)会承擔更(gèng)多(duō)基礎性(xìng)的(de)研究工作(zuò)。應(yìng)讓研究人(rén)員覺得他(tā)们(men)在为(wèi)自(zì)己感(gǎn)興趣的(de)课題(tí)而(ér)努力工作(zuò)，而(ér)非(fēi)僅僅为(wèi)了(le)完成(chéng)項目。也(yě)許不是(shì)所(suǒ)有(yǒu)的(de)研究都有(yǒu)很高(gāo)的(de)價值，但是(shì)我(wǒ)们(men)正(zhèng)在培養下(xià)一(yī)代(dài)研究人(rén)員，他(tā)们(men)中(zhōng)的(de)一(yī)些(xiē)人(rén)将会带(dài)来(lái)根(gēn)本(běn)性(xìng)的(de)改变。过(guò)去(qù)20年(nián)，中(zhōng)國(guó)的(de)人(rén)工智能(néng)研究在数量(liàng)和(hé)競争力上(shàng)已經(jīng)取(qǔ)得了(le)很大(dà)提(tí)升(shēng)，下(xià)一(yī)步重(zhòng)點(diǎn)要(yào)提(tí)高(gāo)研究的(de)質(zhì)量(liàng)。