从学习“水”这个单词说起

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  德布罗伊,是美国麻省理工学院媒体实验室的终身教授,在2011年,他公布了自己的一项研究成果。他把自己家里的客厅、厨房、卧室的角落都装满了录音机和录像机,把自己的孩子从出生到3岁的所有的行为24小时记录下来,只为了知道一件事情:“孩子是怎么样开始说“水”这个单词的”。在一般人眼里面,单词是孩子在父母无数遍的教育下学会的,但是德布罗伊不这样认为,现代的教育观念也不这样认为。建构主义认为:人是学会的,不是教会的。这回,德布罗伊偏偏就较起了这个真:“人是怎么学会的呢?”于是,德布罗伊就研究他拍摄自己孩子的9万小时的视频和14万小时的音频,从中检视出和水有关的变量和孩子在学习“水”的过程中的发音变化,构建了一个大数据的模型,来研究这样一个看似简单的问题。
  麻省理工学院媒体实验室,是互联网之父尼古拉庞蒂发起成立的一个世界顶级的创新实验室。上面这个小孩子学“水”这个单词的例子,就是这个实验室非常重要的一个研究方向:人工智能。而人工智能的发展得益于人脑科学的研究的进展。原本我们认为的理所当然的事情,机器学习起来并不简单。让机器进行学习,如果逻辑搞不清楚,就根本无法学习。这些年对于大脑的研究发现,恰恰能够解释和指导机器学习。人脑是一个按照功能分区的分布式处理系统,而大脑收集来自眼、耳、鼻等信号系统分别投射到人脑不同的分区,甚至人眼睛看到的东西也是分布式投射到大脑不同部位进行处理的。然而,大脑处理这些分布式的数据,并不是直接得出结论,而是将处理的几个中间结论(隐含层)再次分布处理,最后才得到最终的结论。这就是我们最近很热的神经网络或深度学习的理论。目前,深度学习理论已经成功地用于视频识别、声音识别、情感计算等领域。在教育学中,也许能够为我们揭秘“高效学习的深度模型”。
  在传统的知识学习中,学生学会“水”这个单词,老师们通常认为是自己的功劳。但是,对于现代教育来讲,是学生自己掌握了学习的方法并通过努力学会了“水”,而现代的信息技术会进一步告诉我们学生是怎么学会“水”的。科技和教育发达的美国早已经明白,不要逼着学生一遍一遍地背单词“水”,学生学习是有一定的深度学习的规律的,这也是西方科学学习逐渐积累下来的惯例。在信息化时代,更加解放了这种学习方式:由于有了在线的网络选课系统、排课系统、在线考试系统、题库、助教系统等,某一门课并不是由一位老师来教授,学生更多地可以从网络上得到知识,于是课时量越来越少,作业量越来越大。对于越好的学校,学校越能够发现这种学习方法支持创新和学习。
  今天我们的孩子,有了更多的观察“肉身” 的机会,是不是就一定能建构得更好呢?答案恰恰是否定的。
  爱因斯坦说过,教育就是过了很多年你忘记后剩下的东西,其实也是指建构和学习逻辑。2000年诺贝尔生理学奖获得者坎贝尔说,人的短期记忆和神经突触有关,而长期记忆和蛋白质参与并转运的大脑分区的物理相关。人脑的逻辑还没有完全揭秘,但是有一点,“人脑只有1%的能力被利用”这个观点被证明是错的,人脑的能力已经被充分利用了,选择性吸收和建立适应环境的建构,将部分记忆转为计算机和外部储存而不是大脑什么都记下,是越来越被认可的共识。
  (作者单位:上海海事大学)
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