我們的學習環境在不遠將來會有甚麼發展?學習科學研究講座教授呂賜杰教授就這議題和我們進行了深入探討。
學習科學與計算機科學的結合
呂教授去年獲大學任命為學習科學研究講座教授。他擁有學習科學、教育中的人工智能(AI)以及計算思維三方面豐富的經驗和知識。他的研究對教育實踐產生了重大影響。他是國際學習科學學會的會士,也是新加坡南洋理工大學國立教育學院的名譽教授。
呂教授通過人工智能(AI)的研究進入學習科學領域。他解釋道:「我原本是一名計算機科學家,我的碩士和博士學位都是專注研究人工智能。」他在愛丁堡大學獲得博士學位時,AI仍處於襁褓階段。他已在探究這項技術如何能夠造福社會。他表示:「我希望AI 能從實驗室轉移到實際應用中,而教育就是我認為最能產生影響的領域。」因此,他設計一些系統,幫助學生學習編程、數學和地理。
呂教授在上世紀九十年代早期實踐的嘗試使他認識到將技術帶給學習者的重大障礙。教師在採用和設計這項技術支援課程時會面臨多種挑戰,諸如:評估系統和學與教的應用技術並不一致。「這個問題令我疑惑,而隨著深入研究,我才發現構建系統只是問題的一部分」他解釋道,「這使我確信要擺脫對技術方面的傾向,轉而以更廣闊的角度看待教育。」
技術的實際應用

二零二四年在內地舉行的學術會議上,發表關於教育領域人工智能的主題演講。
就這樣,呂教授進入了學習科學的研究領域。他致力於了解學生如何學習,並尋找增強學習技術的方式。數十年前,教師和教科書是學習者內容的唯一來源,而如今互聯網提供了大量資源。然而,AI能更有力地讓學習者自由獲取這些內容,並開展互動,並轉化為學習者個人的學習體驗。呂教授指出:「與對待互聯網一樣,如何令學生學會對獲取的資訊採取批判性態度非常重要,而這正是教育工作者的作用。」他設想了一個教室,AI既是學習工具,亦履行教師的行政任務。「AI將減輕繁重的工作,讓教師可以更專注於學生的需求。」
誠然,這項技術還可以更超前。呂教授在實施「快速協作學習」方面作過重要研究。他解釋道,AI可以提供知識,而教師則可以引導學生建立自己的想法,並作反思。例如,在傳統的大班課堂中,每次只有一名學生是主動的—就是那個回答問題的學生。然而,如果每名學生都有一台平板電腦,當他們得到教師或AI程序提示時,便可以快速寫下自己的想法,從而促進群組進一步的討論和互動。他表示:「在這種情況下,不只是班中聲音最響亮的成員被聽到,更可讓教師使用蘇格拉底式教學法,令學生通過互動由自己發現關鍵問題。教師通過討論引導班級,確保關鍵學習點得以全面涵蓋或深入討論。」這種方法可以應用於數學問題的討論、歷史事件的分析、語言學習,以及許多其他學科和領域。
跨學科的未來
然而,呂教授指出,他對學習科學的願景不僅是學生使用技術來學習。「隨著技術的普及,我們不僅僅是AI產品的消費者,否則AI技術會壓倒乃至取代我們。未來,每個人都需要對其運作有基本理解,甚至成為其創造者。」學生如果具備計算機運作的基本認識,就能採用計算思維的心態去識別問題,並精確設計出讓人類或計算機可以遵循的解決方案。「將複雜問題分解,以邏輯方式分析,並尋找解決方案中的模式,讓學生成為有效的問題解決者,並從中學習。這不僅適用於STEM學科,也適用於人文學科。」呂教授表示。
為了達到上述目的,教大提供AI素養課程,培養學生了解AI的運作方式,以及如何以合乎道德的方式使用它,例如在作業中聲明使用情況。「本科生需要了解AI的約束和局限性。像生成內容創建這類工具仍然相對嶄新。」呂教授解釋道:「我們指導他們使用AI,協助事業發展,讓他們具備數字素養,以便他們能夠將倫理使用的實踐傳授給年輕一代,並利用技術造福社會,例如幫助弱勢群體。」
作為學習科學講座教授,呂教授認為自己的角色是將學習科學的觀點融入大學的領導、合作與創新之中。「我們已經開始了一個研究集群,目標是最終發展為一個學習科學研究中心。」由於學習科學的跨學科特性,呂教授希望與其他學者進行研究合作。「與大學其他學科如心理學和幼兒教育等合作,我們可以在更廣泛的範疇內作研究,並設立跨學科的研究生課程。」他補充道:「這一點很重要,因為學習科學和基於AI的技術對在今天所有學科的教學方式中都扮演著重要的角色,並將繼續影響未來的教學。」
簡介: |
---|
英國愛丁堡大學人工智能博士 |
新加坡學習科學實驗室創始負責人 |
2010年—進行快速協作學習研究,獲得美國國家教育技術計劃的認可,成為技術驅動創新的重要範例,對教育產生了重大影響 |
2008年至2017年—進行了十年的變革性研究,專注於無縫學習,提升學校的教育實踐,並促成多個成功的研究衍生項目,創造創新的學習環境 |
2017年至2019年—擔任全球華人計算機教育學會會長 |
出版作品—在國際期刊上發表了超過150篇論文,撰寫了60多本書籍或章節,以及180篇經同儕審核的國際會議論文 |
南洋理工大學國立教育研究院榮休教授 |
國際學習科學學會院士 |
亞太計算機教育學會院士 |
更多專訪文章