“AI+教师”的协作路径发展分析

       [中图分类号]G434 [文献标志码]A

       一、人工智能时代的认知外包

       (一)信息海量增长带来的个体认知挑战

       智能终端的普及和高速泛在网络的覆盖，使得我们可以真正实现随时随地的网络连接、随心随意的服务和内容获取，人类进入了以互联网为核心的基础设施支撑的信息时代。在此背景下，为了满足人们日益增长的信息和服务需求，以内容支持和交互性服务为核心功能的互联网应用产品越来越多，人们在获取内容和服务的同时，也可以贡献个性化的智慧，进而促进信息和知识的海量增长。以“微信”这一内容和交互服务类应用为例，截至2018年其全球用户量共约10亿，假如每人每天发10个字的信息，每天将有100亿字的信息产生，相当于50000本20万字的书籍[1]。加之邮件、新闻、公众文章等信息源，人们每天需要接触和处理的信息正呈爆炸式增长。

       海量增长的信息，一方面为人们工作学习中的知识获取和个体的职业发展带来更多的选择和可能，另一方面也为人们获取到真正所需的信息带来更多的挑战。按照香农信息论的观点，信息是杂乱无章地存在于一定环境内的，环境内的信息量越大，信息熵将越多，从而使得环境愈加复杂而增加信息有效获取的不确定性[2]。这种情况下，由于个体的学习时间、信息处理能力以及容量是有限的，单一个体要应对指数级增长的信息并获取满足个体发展需要的内容将变得愈发困难。在这种无法回避的压力下，传统认知方式的改变不可避免，认知外包成为必然，我们要借助智能设备来思考，从而适应信息巨变环境下的新的生存方式。

       (二)认知外包的理念及其意义

       历史证明，在认知方式的变革、社会的进步历程中工具的使用必不可少。在前三次工业革命中，蒸汽机、发电机、计算机等工具作为变革生产力和生产关系的关键，推动了社会的发展和人们认知方式的改变。同样地，在信息时代要实现人类认知方式的改变，需要借助有效的工具。当前，智能技术、智能设备的涌现和广泛应用为人类认知方式的改变带来了契机，智能设备逐渐成为辅助人类思考和认知的重要工具，人机结合的思维方式也将成为信息时代人类适应社会的基本思维方式，它可以辅助人类突破个体认知的极限，驾驭超越个体认知水平的复杂情境，处理超越个体认知能力的海量信息，应对超越个体认知速度的行为演变[3]，是人类思维方式转型的基本方向。由于这种借助外部设备的思考和认知的方式的核心是将人类认知能力上的不足外包给外部智能设备，因此，本文将其定义为“认知外包”。在大数据时代，要使人类的工作和学习效率得到最大程度的提升，认知外包需成为常态，这种常态也将进一步促进人与计算机、手机等智能设备为一体的人机结合的分布式教育智能的形成(如图1所示)。

      

       图1 人机结合的教育智能

       认知外包的核心是连接，其包含一个介质和两个主体。一方面，认知外包连接的介质是以互联网为支撑的实时通讯网络和大规模数据服务，在此基础上可以实现大规模的社会化协同，让更多社会化的人、物参与到认知外包过程中贡献智慧、提供支持，将个体的知识和数据压力分发给外部存储设备，将个体对外部信息的识别能力分发给智能识别设备，将个体对策略和规律的认知能力分发给模式匹配设备，最后将个体的交互性学习反馈的需求通过外部设备的社交功能进行处理；通过这种以功能为导向对内容进行分布式处理的方式，实现了人脑认知压力的转移和创新认知功能的聚焦，使得知识和智慧越来越呈现分布式、去中心化的特点[4]，促进知识生产、传播和应用形态的转型[5]。另一方面，认知外包连接的主体是内部认知网络和外部认知网络，认知外包的实现过程也是内部认知网络和外部认知网络相互作用、相互增强的过程。内部认知网络即人的大脑，而外部认知网络是外接智能设备；两种网络的形态不同，其功能和作用也有区别，内部认知网络具备人类基本的计算、感知、认知和社会化的智能，具有直觉、复杂模式认知、情感关怀等优势，在信息处理过程中可以解释意义和价值，能够从学习的原理和事物发展的规律角度为认知外包的连接提供方向指引。而外部认知网络的核心是数据、存储和计算，具有海量信息存储与检索、快速计算等优势，一方面设备的存储功能提供了认知外包所需要的数据，而数据则为认知外包提供了信息和事实，计算处理程序则通过提供外部网络数据向内部网络智能转换的接口，让内部网络提供的方向和价值得以实现。在认知外包的过程中，内部网络越完备，即直觉和模式识别能力越强，其提供的方向越准确、价值越高，其在连接外部网络过程中的效率就越高、规模越大、结合能力越强，相应地，其对社会变革起到的驱动力就越大。内部认知网络和外部认知网络的交互模式如图2所示。

      

       图2 认知外包理念下的人机协同模式

       而从学习的角度来讲，学习是个体与外部网络建立社会认知连接的过程，该连接从单纯的“人”的视角走向“人”与“知识”的双重视角，连接过程中包含了两类节点：社会网络关系节点和知识网络关系节点(如图3所示)。维果斯基认为，人的高级认知能力是在与周围人的交往过程中产生与发展起来的，是受人类的文化历史所制约的，在人的发展过程中，人与外部物质工具及精神符号工具的连接与互动至关重要。我们认为，信息时代下的学习过程中，知识与社会两类节点的有序、紧密连接是促进深度学习发生的重要条件。在认知外包的背景下，社会网络关系节点表征了特定学习环境下的相关学习群体，这些节点作为认知外包的外部载体，承载了知识与交互智能，具备不同知识和智能的个体可以通过对内容的分享、协商与交流实现知识的联通、聚合、升华与创造，进而延伸单一个体的大脑，实现认知深度的提升；而知识网络关系节点则表征了一定情境下与学习者产生连接的领域知识，这些知识通过一定语义关系聚合在与学习者个体连接的外部网络中，实现知识的检索、获取、重组和再造，同时，不同类型的知识体系则作为学习者拓展学习广度和深度的认知脚手架，从不同角度为学习提供支持。整体来说，社会认知网络将个体内部认知网络关于知识处理和分析的过程卸载给社会网络中的不同节点，通过节点之间不断的连接、聚合和强化实现认知的增强，网络中的节点越多、关联越密集，连接强度就越大，那么学习者可以建立的认知结构就越完善，越能增强和突破人类认知的极限，进行深层次的建构并达到高阶思维目标[6]。