Nurturing analysis and problem-solving

培养分析力与解决问题的能力

我们的学习环境在不远将来会有甚么发展?学习科学研究讲座教授吕赐杰教授就这议题和我们进行了深入探讨。

学习科学与计算机科学的结合

吕教授去年获大学任命为学习科学研究讲座教授。他拥有学习科学、教育中的人工智能(AI)以及计算思维三方面丰富的经验和知识。他的研究对教育实践产生了重大影响。他是国际学习科学学会的会士,也是新加坡南洋理工大学国立教育学院的名誉教授。

吕教授通过人工智能(AI)的研究进入学习科学领域。他解释道:「我原本是一名计算机科学家,我的硕士和博士学位都是专注研究人工智能。」他在爱丁堡大学获得博士学位时,AI仍处于襁褓阶段。他已在探究这项技术如何能够造福社会。他表示:「我希望AI 从实验室转移到实际应用中,而教育就是我认为最能产生影响的领域。」因此,他设计一些系统,帮助学生学习编程、数学和地理。

吕教授在上世纪九十年代早期实践的尝试使他认识到将技术带给学习者的重大障碍。教师在采用和设计这项技术支援课程时会面临多种挑战,诸如:评估系统和学与教的应用技术并不一致。「这个问题令我疑惑,而随着深入研究,我才发现构建系统只是问题的一部分」他解释道「这使我确信要摆脱对技术方面的倾向,转而以更广阔的角度看待教育。」

技术的实际应用

二零二四年在内地举行的学术会议上,发表关于教育领域人工智能的主题演讲。

就这样,吕教授进入了学习科学的研究领域。他致力于了解学生如何学习,并寻找增强学习技术的方式。数十年前,教师和教科书是学习者内容的唯一来源,而如今互联网提供了大量资源。然而,AI能更有力地让学习者自由获取这些内容,并开展互动,并转化为学习者个人的学习体验。吕教授指出:「与对待互联网一样,如何令学生学会对获取的资讯采取批判性态度非常重要,而这正是教育工作者的作用。」他设想了一个教室,AI既是学习工具,亦履行教师的行政任务。「AI将减轻繁重的工作,让教师可以更专注于学生的需求。」

诚然,这项技术还可以更超前。吕教授在实施「快速协作学习」方面作过重要研究。他解释道,AI以提供知识,而教师则可以引导学生建立自己的想法,并作反思。例如,在传统的大班课堂中,每次只有一名学生是主动的—就是那个回答问题的学生。然而,如果每名学生都有一台平板电脑,当他们得到教师或AI程序提示时,便可以快速写下自己的想法,从而促进群组进一步的讨论和互动。他表示:「在这种情况下,不只是班中声音最响亮的成员被听到,更可让教师使用苏格拉底式教学法,令学生通过互动由自己发现关键问题。教师通过讨论引导班级,确保关键学习点得以全面涵盖或深入讨论。」这种方法可以应用于数学问题的讨论、历史事件的分析、语言学习,以及许多其他学科和领域。

跨学科的未来

 

 

然而,吕教授指出,他对学习科学的愿景不仅是学生使用技术来学习。「随着技术的普及,我们不仅仅是AI产品的消费者,否则AI技术会压倒乃至取代我们。未来,每个人都需要对其运作有基本理解,甚至成为其创造者。」学生如果具备计算机运作的基本认识,就能采用计算思维的心态去识别问题,并精确设计出让人类或计算机可以遵循的解决方案。「将复杂问题分解,以逻辑方式分析,并寻找解决方案中的模式,让学生成为有效的问题解决者,并从中学习。这不仅适用于STEM学科,也适用于人文学科。」吕教授表示。

为了达到上述目的,教大提供AI素养课程,培养学生了解AI的运作方式,以及如何以合乎道德的方式使用它,例如在作业中声明使用情况。「本科生需要了解AI的约束和局限性。像生成内容创建这类工具仍然相对崭新。」吕教授解释道:「我们指导他们使用AI协助事业发展,让他们具备数字素养,以便他们能够将伦理使用的实践传授给年轻一代,并利用技术造福社会,例如帮助弱势群体。」

作为学习科学讲座教授,吕教授认为自己的角色是将学习科学的观点融入大学的领导、合作与创新之中。「我们已经开始了一个研究集群,目标是最终发展为一个学习科学研究中心。」由于学习科学的跨学科特性,吕教授希望与其他学者进行研究合作。「与大学其他学科如心理学和幼儿教育等合作,我们可以在更广泛的范畴内作研究,并设立跨学科的研究生课程。」他补充道:「这一点很重要,因为学习科学和基于AI的技术对在今天所有学科的教学方式中都扮演着重要的角色,并将继续影响未来的教

 

简介:

英国爱丁堡大学人工智能博士

新加坡学习科学实验室创始负责人

2010进行快速协作学习研究,获得美国国家教育技术计划的认可,成为技术驱动创新的重要范例,对教育产生了重大影响

2008年至2017进行了十年的变革性研究,专注于无缝学习,提升学校的教育实践,并促成多个成功的研究衍生项目,创造创新的学习环境

2017年至2019担任全球华人计算机教育学会会长

出版作品在国际期刊上发表了超过150篇论文,撰写了60多本书籍或章节,以及180篇经同侪审核的国际会议论文

南洋理工大学国立教育研究院荣休教授

国际学习科学学会院士

亚太计算机教育学会院士