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教育的关键不是AI,而是人机环境系统智能
教育的关键并非单纯依赖人工智能(AI),而是构建一个以人机环境系统智能为核心的教育生态。这一理念强调人类、机器与环境之间的协同作用,通过教师、学生、管理者与AI的互补、智能化的教育环境、数据驱动的个性化学习以及教育治理的智能化,实现教育的高效与个性化发展。它不仅关注技术的赋能,更注重培养学生独特的人类智能,如创造力、批判性思维和情感共情能力,从而在技术与人性之间找到平衡,推动教育的全面进步。这一生态系统强调人类、机器与环境之间的动态协同与平衡。
1. 人机协同:教师与AI的互补
在教育中,AI可以作为教师的辅助工具,承担一些重复性、规律性的教学任务,如自动出题、答疑解惑等。教师则可以利用AI提供的数据和分析,更好地了解学生的学习情况,从而进行个性化的教学指导。例如,智能学习平台可以根据学生的学习进度和兴趣提供个性化学习内容,教师则在此基础上关注学生的情感与社会发展。
2. 环境的智能化与多样化
教育环境的智能化是人机环境系统的重要组成部分。通过物联网和人工智能技术,可以构建具备智能感知和交互能力的教学环境。例如,基于AR/VR技术的沉浸式教学环境能够为学生提供更加丰富的学习体验。此外,物理环境(如教室、实验室)与虚拟环境(如在线学习平台)的结合,为教育活动提供了更多选择。
3. 数据驱动的个性化学习
人机环境系统智能的核心在于通过数据分析和机器学习,实时监测学生的学习进度与情感状态,并提供个性化的学习建议。这种个性化学习不仅提高了教学效果,还促进了学生的全面发展。
4. 教育治理的智能化
教育治理的智能化是人机环境系统智能的底层逻辑之一。通过技术手段,教育管理者可以更好地进行资源分配、教学评估和决策支持。例如,智能教育平台可以为教师提供详细的学习分析报告,帮助教师调整教学策略。
5. 培养学生的独特智能
尽管AI在教育中发挥着重要作用,但教育的核心仍然是培养人的独特智能,如批判性思维、创新能力、共情能力等。这些能力是机器无法替代的,也是未来社会最需要的。
6. 面临的挑战与解决方案
尽管人机环境系统智能为教育带来了诸多优势,但在实践中也面临挑战,如技术的局限性、人类对技术的抵触心理以及环境变化对协同效率的影响。为此,需要不断完善AI系统的算法,提高其准确性与可靠性,同时加强对教师和学生的培训,提升他们的数字素养。
总之,教育的关键在于构建一个以人为本、技术赋能、环境支持的智能教育生态,而非单纯依赖AI。
战略思维必须是哲学思维,其次才是科学思维
战略思维首先应是哲学思维,因为哲学思维具有宏观性、前瞻性和价值导向性,能从全局和本质把握事物发展趋势,为战略提供方向和价值引领。科学思维则侧重于精确性、创新性和可操作性,为战略实施提供技术支持和实证依据。二者相辅相成,但哲学思维是战略思维的灵魂和引领,科学思维是其基础和支撑,故战略思维应以哲学思维为主导,科学思维为辅助。
一、战略思维与哲学思维的关系
哲学思维具有高度的抽象性和宏观性,它关注的是事物的本质、规律和整体。在战略思维中,这种宏观性尤为重要。战略思维需要从全局出发,把握事物发展的总体趋势和方向,而哲学思维能够提供这种宏观的视角和深刻的洞察力。例如,马克思主义哲学中的辩证唯物主义和历史唯物主义,为战略思维提供了科学的世界观和方法论,帮助人们从宏观上把握社会发展的规律和趋势。
哲学思维具有前瞻性和预见性,它能够通过对事物本质和规律的把握,预测未来的发展趋势。战略思维需要具有前瞻性,能够提前谋划和布局,以应对未来的挑战和机遇。哲学思维的这种前瞻性能够为战略思维提供重要的指导。例如,中国古代的《孙子兵法》中就蕴含着丰富的哲学思想,如“知己知彼,百战不殆”“上兵伐谋,其次伐交,其次伐兵,其下攻城”等,这些思想不仅具有军事战略的价值,也体现了哲学思维的前瞻性。
哲学思维关注的是价值和意义,它能够为战略思维提供价值导向。战略思维不仅要考虑目标的实现,还要考虑目标的合理性、正当性和价值性。哲学思维能够帮助人们在战略决策中树立正确的价值观,避免盲目追求短期利益而忽视长远发展和道德伦理。例如,在国际战略中,和平、合作、共赢等价值观的树立,离不开哲学思维的引导。科学思维具有精确性和实证性,它能够通过对具体事物的研究和分析,提供准确的数据和结论。在战略思维中,科学思维的精确性能够为战略决策提供有力的支持。例如,在军事战略中,通过科学的军事理论研究、武器装备研发和作战效能评估,能够为战略决策提供准确的技术支持和数据依据。
科学思维具有创新性,它能够推动科学技术的发展和应用,为战略思维提供新的思路和方法。在战略思维中,科学思维的创新性能够帮助人们突破传统的思维定式,探索新的战略领域和发展方向。例如,信息技术、生物技术、新能源技术等新兴技术的发展,为军事战略、经济战略等提供了新的机遇和挑战,科学思维能够帮助人们更好地理解和应用这些新兴技术,推动战略思维的创新。
科学思维具有可操作性,它能够将抽象的战略理念转化为具体的行动计划和实施方案。在战略思维中,科学思维的可操作性能够确保战略决策的有效实施。在经济战略中,通过科学的经济模型和政策分析,能够制定出具体的经济发展规划和政策措施,确保战略目标的实现。
二、战略思维中哲学思维与科学思维的辩证关系
哲学思维为战略思维提供了宏观的视角、前瞻性的指导和价值导向。它能够帮助人们从更高的层次把握战略的本质和规律,确定战略的目标和方向。哲学思维是战略思维的灵魂,是战略思维的引领。
科学思维为战略思维提供了精确的数据、创新的方法和可操作的方案。它能够帮助人们在具体的实践中实现战略目标,确保战略决策的科学性和有效性。科学思维是战略思维的基础,是战略思维的支撑。
哲学思维和科学思维在战略思维中是相互促进、相互补充的。哲学思维能够为科学思维提供理论指导和价值导向,科学思维能够为哲学思维提供实证依据和创新动力。只有将哲学思维和科学思维有机结合起来,才能形成完整、科学、有效的战略思维体系。总之,战略思维必须是哲学思维,其次才是科学思维。哲学思维为战略思维提供了宏观的视角、前瞻性的指导和价值导向,是战略思维的灵魂和引领;科学思维为战略思维提供了精确的数据、创新的方法和可操作的方案,是战略思维的基础和支撑。只有将哲学思维和科学思维有机结合起来,才能形成完整、科学、有效的战略思维体系。
贝叶斯何时会失效?
当真假混杂的新信息、数据出现时,贝叶斯常常会失效……
贝叶斯定理是以18世纪英国数学家和神父托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)的名字命名的,是一种用于更新我们对某个事件发生概率的方法。通俗地理解,你可以将其比作一种“修正”或“调整”我们的信念。假设你有一个关于某件事情发生概率的初始猜测,这个猜测可能是主观的、基于经验的、或者是先验知识。然后,当你获得新的信息或证据时,你可以使用贝叶斯定理来重新评估你的初始猜测,得到一个更准确的估计。但是,对于博弈智能而言,你获得的新的信息或数据可能是假的,所以这时候的贝叶斯就会失效。
贝叶斯定理是一种强大的工具,用于根据新证据更新我们对某个事件的概率估计。它通过结合先验概率(初始猜测)和新证据的条件概率,来计算后验概率(更新后的估计)。然而,当应用于博弈智能或任何涉及欺骗或虚假信息的场景时,贝叶斯定理的有效性将会受到挑战。
一、关键问题在于证据的真实性
贝叶斯定理的核心在于它依赖于新证据的可靠性。如果新获得的信息是虚假的,或者被操纵以误导决策者,那么基于这些信息更新的信念就会偏离真实情况。例如,在博弈场景中,对手可能会故意提供虚假数据或误导性线索,从而让博弈智能系统基于错误的后验概率做出决策。
二、如何应对虚假信息
尽管贝叶斯定理在面对虚假信息时可能会失效,但有一些方法可以增强其鲁棒性:
1. 多源验证:从多个独立的来源获取信息,并对这些信息进行交叉验证,以减少单一虚假信息源的影响。
2. 置信度评估:为每个新证据分配一个置信度,而不是简单地接受所有证据为真。如果某个证据的可信度较低,可以适当降低其在贝叶斯更新中的权重。
3. 动态调整先验概率:如果发现某个领域的信息经常不可靠,可以调整先验概率,使其更接近保守估计,以减少虚假信息对后验概率的影响。
4. 引入对抗性思维:在更新信念时,考虑对手可能故意提供虚假信息的可能性,并在贝叶斯更新中加入这种可能性的评估。
三、贝叶斯定理的局限性与适应性
贝叶斯定理本身并不是万能的,它只是提供了一种基于概率的推理框架。在面对复杂的真实世界问题时,尤其是涉及欺骗和对抗的场景,它需要与其他方法结合使用。例如,在博弈智能中,除了贝叶斯更新,还可以结合博弈论、机器学习中的异常检测技术,以及其他安全机制,来提高系统的鲁棒性和适应性。
总之,贝叶斯定理在面对虚假信息时确实会受到挑战,但通过合理的设计和补充机制,可以有效缓解这一问题,使其在复杂的现实场景中仍然具有价值。
强化学习何时会失效?
强化学习可能会在以下几种情况下失效:当环境的状态空间或动作空间过于庞大,导致算法难以有效探索和学习;或者环境动态性过强,使得智能体难以适应快速变化的环境时,强化学习的效果会大打折扣。此外,如果奖励信号设计不合理,例如过于稀疏或具有误导性,智能体将难以获得有效的学习引导。同时,算法选择不当或参数设置不合理,也可能导致学习过程无法收敛或效率低下。此外,如果训练环境与实际应用环境差异过大,或者模型对训练数据过拟合,强化学习的泛化能力将受到限制。最后,当计算资源不足,无法满足算法的训练需求时,强化学习也难以发挥其应有的效果。以下是具体分析:
1. 环境复杂度过高
(1)状态空间或动作空间过大
当环境的状态空间或动作空间非常庞大时,强化学习算法可能难以有效地探索和学习。例如在一个复杂的机器人控制任务中,机器人的关节角度、速度等状态变量可能有成百上千种组合,动作空间也可能包含多种精细的运动指令。在这种情况下,即使是高效的强化学习算法,也可能因为需要探索的组合过多而陷入“维度灾难”,导致学习过程变得极其缓慢甚至无法收敛。以围棋为例,棋盘上有19×19的格子,每一步棋都有大量的可能落子点,状态空间和动作空间都非常庞大。虽然阿尔法狗(AlphaGo)等强化学习算法通过深度学习和蒙特卡洛树搜索等技术取得了突破,但如果没有这些辅助手段,单纯的强化学习很难在围棋这种复杂环境中取得有效进展。
(2)环境动态性过强
如果环境的动态变化非常频繁且不可预测,强化学习算法很难适应。例如在金融市场交易中,市场受到众多因素的影响,如宏观经济数据发布、突发事件等,这些因素会导致市场价格快速且剧烈波动。强化学习算法可能刚刚学习到某种模式,环境就发生了变化,使得之前学习到的策略失效。
2. 奖励信号设计不合理
(1)奖励信号稀疏
如果环境中奖励信号非常稀疏,即智能体需要经过很多步操作才能获得一次奖励,那么强化学习算法很难有效地引导智能体学习。例如在一个迷宫探索任务中,只有当智能体成功走出迷宫时才能获得奖励,而在迷宫中每走一步都没有任何奖励信号,智能体很难判断哪些动作是朝着目标前进的,哪些动作是无效的,从而导致学习过程非常缓慢甚至停滞。
(2)奖励信号误导性
如果奖励信号设计不当,可能会导致智能体学习到错误的行为。例如在一个自动驾驶场景中,如果奖励信号仅仅基于车辆的速度,而没有考虑安全性和交通规则,智能体可能会学习到超速驾驶等危险行为,因为这在短期内可以提高速度相关的奖励,但从长期和实际应用角度来看是不可取的。
3. 算法选择或参数设置不当
(1)算法不适合问题类型
不同的强化学习算法适用于不同类型的问题。如Q-learning适合离散状态和动作空间的问题,但在连续状态和动作空间的环境中,可能需要使用深度强化学习算法,如深度确定性策略梯度(DDPG)等。如果选择的算法与问题类型不匹配,算法可能无法有效地学习到最优策略。
(2)参数设置不合理
强化学习算法的参数(如学习率、折扣因子、探索率等)对学习效果有很大影响。如果学习率过高,可能会导致算法在学习过程中出现震荡,无法收敛;如果学习率过低,学习过程会变得非常缓慢。折扣因子的设置也会影响智能体对短期和长期奖励的权衡,如果折扣因子设置得过低,智能体可能会过于关注短期奖励而忽略长期目标。
4. 模型泛化能力不足
(1)训练环境与实际应用环境差异大
如果强化学习算法是在一个简化的模拟环境中训练的,而实际应用环境与训练环境存在很大差异,那么算法在实际应用中可能会失效。例如,在一个机器人抓取任务中,如果训练时假设物体的形状、大小和材质是固定的,而在实际应用中物体的这些属性会变化,那么机器人可能无法正确地抓取物体。
(2)过拟合训练数据
强化学习算法可能会对训练数据过拟合,即在训练数据上表现很好,但在新的、未见过的数据上表现不佳。这在深度强化学习中尤其常见,因为深度神经网络模型的复杂性可能导致过拟合。例如,在一个游戏AI训练中,如果训练数据只包含有限的几种游戏场景,AI可能会学习到针对这些场景的特定策略,而在新的游戏场景中无法泛化应用。
5. 计算资源限制
(1)硬件资源不足
强化学习算法,尤其是深度强化学习算法,通常需要大量的计算资源来训练模型。如果硬件资源不足,算法可能无法在合理的时间内完成训练。例如,训练一个复杂的深度强化学习模型可能需要高性能的GPU和大量的内存,如果硬件配置较低,训练过程可能会非常缓慢甚至无法进行。
(2)数据存储和处理能力有限
在一些大规模的强化学习任务中,需要存储和处理大量的数据,包括状态、动作、奖励等信息。如果数据存储和处理能力有限,可能会导致数据丢失或处理延迟,从而影响算法的学习效果。
为了弥补强化学习的不足或失效,我们可以采取多种策略。在面对复杂环境时,可以采用分层强化学习,将复杂任务分解为多个子任务,逐层解决。针对奖励信号稀疏的问题,可以使用奖励塑形技术,通过设计中间奖励来引导智能体更快地学习。此外,引入模仿学习,让智能体从专家演示中学习,可以加速学习过程并提高策略质量。在动态环境中,可以采用自适应策略,使智能体能够根据环境变化实时调整策略。同时,通过增加计算资源和优化算法参数,可以提高学习效率和模型性能。这些方法的结合使用,能够有效提升强化学习在各种复杂场景中的表现。
另外,通过构建人机环境系统智能,可以显著提高强化学习的绩效。在这种系统中,人类的智慧和经验可以为强化学习算法提供关键的先验知识和指导,帮助优化奖励信号设计、选择更合适的算法以及调整参数。同时,环境的动态反馈能够实时调整学习策略,使智能体更好地适应复杂多变的场景。此外,系统智能还可以通过数据增强和模拟训练,为强化学习提供更丰富、更多样化的训练样本,从而提升算法的泛化能力和稳定性。这种人机环境协同的智能模式,能够充分发挥各方优势,弥补单一强化学习的不足,从而在复杂任务中实现更高效、更精准的学习效果。
艺术与科技的具身、离身、反身
艺术与科技的具身、离身和反身是近年来在艺术理论和技术哲学中被广泛探讨的概念,它们揭示了艺术创作、欣赏与技术之间的复杂关系。艺术与科技的具身、离身与反身,是其关系的三种重要表现形式。具身强调艺术与科技紧密融入人类身体感知与经验,如艺术家通过身体动作创作,技术成为身体感知世界的一部分,二者相互依存;离身则突出艺术与科技的独立性与虚拟性,如虚拟艺术中观众的感知脱离身体直接参与,技术以独立系统存在,与身体保持距离;反身是对自身及其与身体、社会、文化关系的反思与批判,艺术作品反思艺术本质与观众角色,技术反思自身社会影响与伦理问题,艺术与科技结合时也探讨彼此关系及对人类的影响。这三者相互交织,共同塑造了艺术与科技在当代的复杂互动与发展。
一、具身(Embodiment)
具身是指艺术和技术与人的身体、感知和经验紧密结合的状态。具身性强调身体在认知和创作中的核心作用,认为艺术和技术是通过身体的感知、动作和情感来实现的。例如艺术创作中的具身:Jackson Pollock的滴画创作过程是典型的具身艺术实践。艺术家通过身体的动态运动,将颜料滴落在画布上,身体的动作与作品的形成直接相关。技术的具身化是指技术在使用过程中融入人的身体经验,成为感知世界的一部分。例如,眼镜作为一种技术,当其“抽身而去”时,人们通过它来感知世界,而不再意识到眼镜本身。艺术与技术的融合表现为在当代艺术中,许多艺术家利用生物机械学和神经假肢等技术来探索身体与技术的融合,重新定义身体与环境的关系。
二、离身(Disembodiment)
离身则与具身相对,是指艺术和技术与身体的分离,强调技术的独立性和虚拟性。虚拟艺术中的离身涉及在虚拟艺术中,观众通过虚拟现实(VR)或增强现实(AR)技术进入一个虚拟的数字环境,这种环境通常与现实世界的身体经验相分离,观众的感知更多地依赖于视觉和听觉,而非身体的直接参与。技术的离身性与一些技术设计强调与身体的分离有关,以实现更高的效率或更广泛的适用性。例如,人工智能和机器学习技术在某些应用中完全脱离了人类的身体操作,成为独立的智能系统。艺术创作中的离身,即在一些数字艺术和生成艺术中,艺术家通过算法和计算机程序创作作品,这些作品的生成过程与艺术家的身体动作无关。
三、反身(Reflexivity)
反身性是指艺术和技术在创作和使用过程中对自身及其与身体、社会和文化关系的反思和批判。艺术的反身性包括许多当代艺术作品通过自身的形式和内容对艺术的本质、创作过程以及观众的感知进行反思。例如,一些装置艺术作品通过互动性设计,让观众成为作品的一部分,从而反思观众的角色和艺术的边界。而技术的反身性则是指技术在发展过程中也会对自身的社会影响、伦理问题和与人类的关系进行反思,如人工智能技术的发展引发了对算法偏见、隐私保护和人类就业等问题的广泛讨论。艺术与技术的反身性结合体现在一些跨学科的艺术项目通过结合艺术和技术,对两者的关系进行反思。某些机器人艺术作品不仅展示了技术的成就,还探讨了人类与机器之间的关系,以及技术对人类身体和社会的影响。简而言之,具身、离身和反身是艺术与科技关系的三个重要维度。具身强调身体与技术的融合,离身关注技术的独立性,而反身则涉及对自身及其关系的反思。这三者在艺术创作和科技发展中相互交织,共同塑造了我们对艺术和技术的理解和实践。
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