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张逸中：认知整个世界的STEM教育革命

知识分子 · 公众号 · 科学 · 2017-05-23 07:24

正文

► 美国ACM计算机协会专家张逸中，图片来自华东师大

本文根据张逸中在“人工智能与未来教育高峰论坛”上的发言整理。

嘉宾 | 张逸中（美国ACM计算机协会专家）

责编 | 吕浩然

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人们对于人工智能有非常多的恐惧，而我今天则想带来更多的希望，这个希望就是STEM教育。我个人从事的是计算机理论方向的研究工作，对人工智能包括很多技术领域非常了解。

有的时候，当我们看待一个事物会非常恐惧。为什么恐惧？是因为我们对未知世界的惧怕。最近我发现很多从事教育的同行们开始学技术了，这令我非常诧异。他们对技术很痴迷，跟我讲：人工智能如何改革我们的教育。但我有时在想，其实教育的问题很多都是教育本质的问题，而非人工智能如何改变教育。在我有一个非常有意思的童年，很多华师大的师生都了解我，我没有参加过高考跟中考，而是一路保送到的博士。不是因为我成绩好，很多时候我的学习成绩并不比别人好，而是我发现了人生的这个“道”，而非那个“义”。

华东师范大学2016年的数据显示，华师大拥有6972名毕业生，有79个专业、209个硕士点、114个博士点。很多华师大的学生在将要毕业、走向工作岗位的时候面临着很多的问题，这其中让人很困惑的一点是，很多学生没有明确的职业规划，不知道自己的价值，企业所需要的人才鸿沟，好像如今的教育体系并没有办法填补、输送。

然后大家就会有这么一个恐惧，恐惧我们所学的专业和知识有什么用？我们总提到“终身学习”一次，它仿佛是一个救命稻草，学生会紧紧的抓住它，拼命的学习大量的知识。但是，一个人就算学富五车也并不一定不会创新，不知道该如何面对这个社会、面对这个世界。其实在参加此次论坛的过程中，我在不断反思：为什么我自己的童年非常幸福？因为我没有被知识奴役，而是我在驾驭它。

在童年的时候，我们一开始学习的知识跟世界还是有联系的。比如：我们童年的时候可以玩积木、玩具，老师们让我们借此去感知这个世界。后来进入到小学、初中、高中，我们的教育开始禁锢我们自己，我们进入到整个教育体系当中，我们变成了学习的机器。所以才会诞生所谓的“高考机器人”，让机器代替高考，我们人就跟机器一样。

但是别忘了一点，人最有价值的一点是好奇心。对于未知世界、领域的东西，人类皆具有好奇心。而恰恰是这种能力，我们却忘记了。我跟几个专家聊天说：人最重要的是会想像出一个原本未知的东西，然后我们能够让它变为现实，掌握它、转化它。其实，恰恰是这种能力指引着人类向前走。知识与世界本身本应相互联系，而不是割裂的。传统的教育模式往往叫作“面向已知的教育模式”，我们学习了很多知识，但如何转化这些知识，将其应用在生活当中，与现实世界相联，其实我们是不知道的。

很多小朋友说：将来英语不用学了，好像确实是的。但是我现在开始领悟到一个“道”，就是语言本身的美。文字的优美，其实我是慢慢体会到的，但是在之前我恰恰把自己变成了机器。

其实STEM教育的概念多年前出现在美国，最近才引进到中国。STEM教育是由科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个英文单词首字母缩写，用比较通俗的话讲，就是我们如何联系世界、发现问题，用我们所学过的各种知识，将技能转化成现实。

其实这种能力，恰恰是现在我们国家推崇的创新人才所应具备的。传统的数学工程的学习，往往讲的都是“义”，很多传统的科学书里讲的都是科学知识，而科学方法、科学精神却很少涉猎。但我在大学时跟随我的导师体会到的，却恰恰是科学方法和科学精神，这才是精髓。之前学的知识，只不过是前人的一些成果，这并不是最重要的。

我们为什么会困惑？我们大量的时间其实是停留在低端，也就是信息知识的获取上。但是这些信息跟知识的本身如何进行迁移？第一步，我们需要找到一些方法让知识迁移，将所学的知识与现实世界联系起来；第二步是应用，知识迁移到实际应用转化。有的人很懂理论，但实践不行，有的人正好相反。但现实社会却要求我们“知行合一”，知识、技能、转化都得强，包括现在的企业要求创新人才要具备提出想法、思路，通过问题找到相应答案的能力。我想问：这些事机器能做到吗？机器只能告诉你一些信息，给你一些决策建议。

我从事科技工作之后还领悟到一些科学哲学的道理。西方的科学哲学认为世界的规则是由上帝创建的，世界也是有边界的，但这个边界是什么，我们并不知道。而现在所有人类已知的规则、定理则充斥在这个边界中，中间空白的地方就是我们未知的领域。人类提出新的假设、理论，这些皆是对未知领域的一些设想。

然后，人类通过实验去验证这些假设和理论，观察实验数据、结论是否与假设的结论一致，这也是现代科学体系中最重要的一环。我们从观察、提问到做出假设、验证假设或者推翻假设，有的符合现有的理论和定理，有的则发展出了新的理论和定理。过去科学家用脚丈量这个世界，发现这个世界跟原来已知的并不一样。结果，我们把新的认知写到了教科书当中。

我非常佩服爱因斯坦。在爱因斯坦的想象中，物体在被不断加速的情况下，它可能无限接近光速，但却不可能超过光速。我非常震惊：他是如何凭空想像出来的？以前的实验数据受制于工程技术的限制，所以在经典力学的实验当中是测不出来的。后来各行各业的发展使得测量精度不断提升，但仍可以看出爱因斯坦的伟大，去年LIGO测量到了引力波足以证明，尽管我们还发现爱因斯坦的理论与现实的测量存在着一些非常细微的差别。

整个社会的发展是由科学技术驱动的，当新一轮技术工程的革命再一次促进技术科学的发展时，我们整个人类的社会也会再次向前推进。我对人工智能持乐观的态度，它很可能是另一次人类变革的推进器，我们会掌握一种全新的能力去驾驭这个世界。

那么，在教育当中如何实现这个过程呢？传统的教育希望通过快速的知识积累、学习。但我们却可以通过STEM教育模拟科学家、工程师求证的过程，最终掌握认知整个世界的能力。

最后，我想说：世界远比我们想像的要大，勇敢的面对。谢谢大家！