像外行一样思考，像专家一样实践

      教育，是要使学生学习知识、尊重知识，使之日后产生好的想法、新的构思。教育不但要培 养学生主动思考的习惯，提高学生的思考能力，还要让学生掌握怎样运用所学知识。教育最 宝贵的资源就是学生的时间与注意力。怎样有效地利用时间、集中学生的注意力是教育方法 中必须研讨的问题。      

能够自己学习的机器人可以使自己变聪明吗？最近，机器人专家制造了很多能够自己学习的机器人。比如，他们先向机器人里输入一些可以实现基本功能的程序，例如， “ 前进 ” ， “ 向右转 ” ， “ 向前方发送声波，检查是否立刻反射回来 ” ， “ 前进不了时后退 ” 。接着输入 “ 将多种基本功能随机组合，执行 ” 这样的程序。 而且在此之上再给机器人输入 “ 在各种组合中，更多倾向于执行最后能够运行成功的组合 ” 这样的程序。这就叫强化学习法。比如给机器人设定 “ 尽早到达目的地 ” 的学习目标，然后 放手执行。 刚开始机器人会总撞到东西，向这边移动一下、向那边移动一下。一段时间过后，机器人就 可以顺利地移动，而不撞到东西了。可以说，机器人明白了 “ 不要撞到东西 ” 的某种条件。 但也有人会说： “ 其实，这根本就不是机器人变聪明了，是人类事先写好学习程序，告诉机 器人最终要怎样怎样，然后机器人学习的结果。 ” 这种说法就好像是：有人说， “ 我的孩子变 聪明了 ” ，而别人说 “ 不是你孩子变聪明了，而是你教导孩子 ‘ 你得变聪明呀 ’ ，他才聪明的 ” 。 总之，人类社会和机器人不同，人类的行为不仅是从无数次尝试中总结出来的，还是通过社 会的教导学习来的。相比之下，人类社会有着机器人没有的教育系统。

圆周率等于 3   最近，在日本有一个关于教育的争论：素质教育和填鸭式教育。
举个例子吧，随着学习指导纲要的修改，有人提出议案：把一直以来教授给学生的圆周率
“3.14……” 改为 “3” 。这种做法马上就引起了不小的争论。如果说这个议案是基于 “ 避免
背诵繁杂的知识，削减教育内容 ” 这一政策基础上，那它跟 “ 培养解决问题的综合能力 ” 这
个方针就相悖了。把圆周率改为 3 ，倒是可以节省计算时间、只让学生了解大概的结果，但
对于提高计算技能却是一点帮助都没有。
        以前，为了应付考试采用填鸭式教育方式，这使得孩子们缺乏思考能力。所以现在采用重视 体验、培养思考能力的素质教育方式。可又出现新问题：学生们连基本的计算都不会，能力 低下。于是又督促学生反复学习，结果又遭到非难，说是填鸭式教育的复活。
就这样，形成了 “ 填鸭式教育 = 坏 = 记忆和反复学习 ” ， “ 素质教育 = 好 = 重视思考 ” 的图示，
关于这两种教育的争论引起了教育界很大的混乱。 我们通过报纸等媒体会发现，相关人士的言论都徘徊在 “ 列举填鸭式教育的弊端，强调不能 回归于这种教育方式 ” 和 “ 素质教育会导致学生能力低下 ” 之间，暂时似乎还不会有什么好 的解决方法。 “ 记忆、反复学习 ” 和 “ 重视思考能力 ” 并不是相反的概念 “ 我们发现，我们要将圆的周长与直径作比，其比值是 p ，这个 p 真是个不可思议的数字， 它既不是有理数也不是整数。 ” 讲课就应该像这样调动起学生的思维，要让学生对各种各样 不可思议的自然现象产生兴趣。这样就会培养学生的兴趣，使他们乐于思考，进而提高解决 问题的能力。这就是解决问题的学习。 而从实用的角度讲，我们只要记住圆周率的值是 “3.1415” ，这样的精确度也就足够用了。 在日常生活中，为了快速估算圆的周长或面积的大概值，我们使用 3 计算也未尝不可。这也 是一种计算技巧。
        在我看来，从上面两个方面来培养学生都是必要的、重要的。 培养思考能力是养成 “ 像外行一样思考 ” 的必经之路，记忆与反复学习是 “ 像专家一样实践 ” 的力量源泉。素质教育与填鸭式教育的理念争论似乎是场对立的战争，而从辩证的角度讲， 它们根本不是对立的概念。一个行之有效的解决方法就是推行 “ 像外行一样思考，像专家一 样实践 ” 的理念。那么对于我们，应该做些什么呢？ 对于圆周率这样的重要概念，我们教育工作者应该 —— 也有义务 —— 发明一种更有效的方法 教学生这种概念是从何而来的。要是没有这种方法，就没办法培养学生思考问题、解决问题 的能力，就没有办法实现素质教育。 每年有成百上千所学校或者大学在教授学生同样的基本概念。其中一定有很多成功的方法和 失败的经验。教育界就应该组织活动推进经验交流、改良教育方法。政府也应该出资鼓励这 样的活动。对于好的方法，政府可以出资，使其商品化，进而普及开来。 另一方面，是否采用 “ 记忆、反复学习 ” 的方法要视各个学生的熟练程度而定。根据学生对 知识的掌握程度加以适当的练习。为了更高效地实行 “ 记忆、反复学习 ” 的方法，应该积极 地利用计算机等新技术。
比如我工作的卡耐基 梅隆大学，计算机科学系就开发了一套叫做 “LISTEN （听） ” 的系统
供教师使用。还有一套叫做 “ 代数个人教师 ” 的代数教学系统。这些系统并不像原始的 “CAI
（计算机辅助教育） ” 程序那样只是简单地提出问题、计算分数，而是包含了人工智能领域
的声音识别系统与语言处理系统、以人的认知思考模型为基础开发出来的，是真正可以根据
各个学生的知识水平进行教学的个人教师。
        现在，匹兹堡近郊的 300 多所学校都采用了这些系统。其效果可以说是非常惊人，从测试成 绩上看，成绩的提高幅度达到 15% 到 25% ，有时甚至达到 50% 甚至 100% 。研究并启用这种 新方法应该是教育界的责任，而拿出资金进行援助就是国家或地方自治体的责任了。