鄭慶華：第四次工業(yè)革命與教育創(chuàng)新

鄭慶華 西安交通大學(xué)常務(wù)副校長

人類文明已經(jīng)歷了三次工業(yè)革命，第一次是18世紀(jì)中葉以蒸汽機(jī)為代表的機(jī)械化革命，第二次是19世紀(jì)中葉的電氣化革命，第三次是20世紀(jì)中葉以信息技術(shù)為代表的自動(dòng)化革命。當(dāng)前正在進(jìn)入以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)為代表的智能化革命。

總結(jié)這四次工業(yè)革命，可以得出這樣的基本邏輯：前三次工業(yè)革命都是科技造物，物幫人類；第四次工業(yè)革命的核心是智能化，是人機(jī)混合增強(qiáng)賦能。

因此，人類社會(huì)從農(nóng)耕時(shí)代的人多力量大，到工業(yè)化時(shí)代知識(shí)和科技就是第一生產(chǎn)力，再到智能化時(shí)代進(jìn)一步演化成為由少數(shù)精英的智慧和算法決定標(biāo)準(zhǔn)，決定人類社會(huì)未來運(yùn)營模式乃至整個(gè)生活和生產(chǎn)方式。

第四次工業(yè)革命可能會(huì)對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生以下重大影響和挑戰(zhàn)：一是是否會(huì)終結(jié)工業(yè)文明史？二是在未來社會(huì)是否會(huì)出現(xiàn)被機(jī)器人替代的無用階級(jí)？三是是否會(huì)產(chǎn)生由大數(shù)據(jù)和各類人工智能算法形成新的統(tǒng)治互聯(lián)網(wǎng)和人類虛擬世界的數(shù)據(jù)和算法帝國？四是是否會(huì)形成線上人類共同體？

以上這些挑戰(zhàn)對(duì)教育界、對(duì)人才培養(yǎng)將產(chǎn)生重大影響。因此，需要關(guān)注的焦點(diǎn)是第四次工業(yè)革命將決定中國能否成功崛起，決定百年變局的最終命運(yùn)，決定了人類未來的發(fā)展方向。當(dāng)前正處于千載難逢的偉大變革時(shí)代，我們要緊緊把握歷史機(jī)遇，不能拿著別人的地圖找自己的路！

01

第四次工業(yè)革命對(duì)教育的歷史啟示

回顧過去近千年的人類發(fā)展歷史，可以得出這樣的結(jié)論：教育是國家強(qiáng)大的堅(jiān)強(qiáng)底座。

高等教育起源于歐洲，意大利博洛尼亞大學(xué)創(chuàng)建于1088年，牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)創(chuàng)建于800多年前；1810年，德國開創(chuàng)了研究型大學(xué)新模式，將學(xué)術(shù)研究融入大學(xué)，創(chuàng)辦研究生教育；美國自20世紀(jì)中葉開始，全面超越英國和德國，將產(chǎn)教融合、校企協(xié)同、科技成果轉(zhuǎn)化等新使命融入大學(xué)中，奠定其霸主地位；面向未來，中國在實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗過程中，只有教育強(qiáng)大，第二個(gè)百年目標(biāo)才能有強(qiáng)有力的人才和科技支撐。由此可見，經(jīng)濟(jì)解決的是今天的問題，科技解決的是明天的問題，而教育解決的是后天的問題。

從歷史上看，世界科學(xué)中心每80-120年發(fā)生一次地域轉(zhuǎn)移，從意大利到英國、法國、德國，再到當(dāng)前的美國。這一現(xiàn)象被稱作“湯淺現(xiàn)象”，是日本神戶大學(xué)湯淺教授在總結(jié)人類過去五、六百年的歷史基礎(chǔ)上得出的，是指一個(gè)國家在一定時(shí)段內(nèi)的科學(xué)成果數(shù)超過全世界科學(xué)成果總數(shù)的25%。因此，未來中國要成為科學(xué)和教育中心，無論在科學(xué)研究還是人才培養(yǎng)，都要成為全球高地。從中我們可以得出如下啟示：教育和科技的實(shí)力決定了世界文明格局的變化和科學(xué)中心的遷移。

縱觀人類5000多年的文明史，盡管發(fā)明創(chuàng)造燦若星辰，但是有三個(gè)是迄今為止最重大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明——原子、電和比特（0和1）。原子揭示了物質(zhì)世界的組成原理。早在公元前5世紀(jì)由古希臘科學(xué)家德謨克利特提出，直到1803年道爾頓才證實(shí)了原子的客觀存在，為現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)，進(jìn)而為解釋物質(zhì)世界的奧妙奠定了理論基礎(chǔ)。電是迄今發(fā)現(xiàn)的最佳能量媒介，電統(tǒng)治了能源領(lǐng)域，讓人類邁入光與電的時(shí)代。比特的發(fā)明是計(jì)算機(jī)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，0和1作為數(shù)字媒介，創(chuàng)造了虛擬信息世界?？梢钥闯?，科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明是人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界的根本武器。

人類在認(rèn)識(shí)世界、改造世界當(dāng)中，需求不斷升級(jí)，推動(dòng)教育科技跨越創(chuàng)新。這一理論是由哈佛大學(xué)教育科學(xué)家馬斯洛提出的需求層次理論。它把人類需求歸結(jié)為7個(gè)層次，最高層次是審美需求和自我實(shí)現(xiàn)，最基礎(chǔ)的是生理需求和安全需求。在推動(dòng)人類發(fā)展過程中，正如習(xí)近平總書記所言，“人民對(duì)美好生活的向往，就是我們的奮斗目標(biāo)”。對(duì)美好生活的向往，就是不斷滿足人類不同層次的需求。教育是人類區(qū)別于其他動(dòng)物的最本質(zhì)特征，目的是超越歷史、實(shí)現(xiàn)自我解放和自由。

02

當(dāng)前人才培養(yǎng)面臨的時(shí)代挑戰(zhàn)

以信息技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命的核心是智能化。從人類發(fā)明第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，到推動(dòng)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，以及各類電子技術(shù)、集成電路廣泛應(yīng)用于通信、交互、工業(yè)生產(chǎn)及對(duì)未知世界的探索。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推出了人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)。新一代信息技術(shù)與物理系統(tǒng)融合，萬物互聯(lián)，人機(jī)混合增強(qiáng)智能，進(jìn)一步推動(dòng)了第四次工業(yè)革命，成為世界百年未有大變局的催化劑，促進(jìn)人類文明快速發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下六個(gè)方面：

一是技術(shù)改變世界的演進(jìn)模式，加速百年變局。過去世界是由物理空間和人類社會(huì)組成的二元世界，信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，又構(gòu)建了網(wǎng)電空間。改變的不僅是從二元到三元，更重要的是演進(jìn)模式發(fā)生了根本性變化，從有機(jī)演化變成了有機(jī)演化和無機(jī)智慧化交叉融合、相互滲透、相互作用的新模式。新的世界是物理世界和虛擬世界交相輝映、相互連接、相互映射的數(shù)字孿生新世界。

二是信息技術(shù)創(chuàng)造了人類文明的第四個(gè)里程碑，前三個(gè)分別是語言、文字和活字印刷。語言是人們在勞動(dòng)過程中產(chǎn)生的傳遞信息的載體，使得人與人之間能夠相互溝通、交流思想；文字是把人類的文明記載下來，使得文明得以傳承；活字印刷解決了文明的傳播問題；電子信息技術(shù)則使得文明從“鉛與火”的時(shí)代邁向“光與電”的時(shí)代。

三是計(jì)算正在改變一切?；仡櫺畔⒓夹g(shù)70多年的發(fā)展，歷史上還從來沒有一項(xiàng)技術(shù)能像計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)那樣，影響和改變了人類社會(huì)的一切。人工智能+、互聯(lián)網(wǎng)+等正在改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)方式、生活方式、思維方式和教育方式。計(jì)算的作用在于解決了從定性到定量的問題，既是生產(chǎn)力，又影響生產(chǎn)關(guān)系、上層建筑。

四是人工智能催生新的思維和科學(xué)研究范式。科學(xué)研究范式也經(jīng)歷了四個(gè)層次，從最早以經(jīng)驗(yàn)歸納為主，到模型推理、仿真模擬，再到現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，思維方式得到極大拓展。

五是技術(shù)創(chuàng)新正在引發(fā)第三次教育革命。農(nóng)耕時(shí)代采用傳統(tǒng)私塾教育；進(jìn)入工業(yè)時(shí)代創(chuàng)辦了大學(xué)，學(xué)生接受的教育都是來自同一所學(xué)校；數(shù)字時(shí)代的未來教育將從單一學(xué)校、有限的老師轉(zhuǎn)化為跨國、跨校、跨界完成，受教育手段、方法和過程將從面對(duì)面的教育走向虛實(shí)混合、人機(jī)增強(qiáng)的新模式。

六是人工智能或?qū)?dǎo)致一批職業(yè)被替代。人工智能將代替一大批工作崗位，教育如何適應(yīng)第四次工業(yè)革命，需要主動(dòng)思變，積極應(yīng)變。據(jù)麥肯錫研究院預(yù)測，在后疫情時(shí)代，未來勞動(dòng)力需求的高增長都發(fā)生在科技工數(shù)醫(yī)等領(lǐng)域。

03

如何守正創(chuàng)新

第一，要把握教育規(guī)律，把準(zhǔn)育人方向。教育人才成長規(guī)律分為三個(gè)層次：第一個(gè)層次是使教育者知道世界是什么樣的，成為一個(gè)有知識(shí)的人；第二個(gè)層次是使教育者知道世界為什么是這樣的，成為一個(gè)會(huì)思考的人，一個(gè)有分析能力的人；第三個(gè)層次是使受教育者知道怎樣才能使世界更美好，成為一個(gè)不僅敢于探索和創(chuàng)造，還具備創(chuàng)新能力的人。這就涉及培養(yǎng)什么人、為誰培養(yǎng)人和誰來培養(yǎng)人的問題。

第二，學(xué)科專業(yè)設(shè)置亟待圍繞第四次工業(yè)革命改革創(chuàng)新。當(dāng)前高等教育學(xué)科專業(yè)設(shè)置面臨兩大問題：一是設(shè)立的學(xué)科專業(yè)大多是前三次工業(yè)革命的產(chǎn)物；二是教育理念過于強(qiáng)調(diào)專業(yè)化，知識(shí)面窄、人文底蘊(yùn)和創(chuàng)新能力不足。因此，要強(qiáng)化學(xué)科交叉融合，回歸自然規(guī)律和科學(xué)技術(shù)相互聯(lián)系的本質(zhì)。

第三，加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)。我國在基礎(chǔ)人才培養(yǎng)上還存在質(zhì)量不高問題，習(xí)近平總書記也強(qiáng)調(diào)，要走好基礎(chǔ)學(xué)科人才自主培養(yǎng)之路，加快建設(shè)高質(zhì)量基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)體系?；A(chǔ)學(xué)科的重要性在于，探索自然和人類社會(huì)運(yùn)行規(guī)律，是認(rèn)識(shí)自然、改造自然的理論基礎(chǔ)，很多“卡脖子”技術(shù)問題的根本原因就在于基礎(chǔ)理論跟不上。因此，要尊重規(guī)律，進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，在選拔、培養(yǎng)、評(píng)價(jià)、待遇、保障等方面進(jìn)行體系化、鏈條式設(shè)計(jì)和保障。

第四，重視理論和工程實(shí)踐的深度融合。過去沒有力學(xué)、建筑學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科，但中國卻在歷史上修建了萬里長城、都江堰、故宮等奇跡，因此要重視理論研究和工程實(shí)踐的結(jié)合，要實(shí)施“百千萬卓越工程人才培養(yǎng)計(jì)劃”，大力推動(dòng)產(chǎn)教融合、問題導(dǎo)向、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)、協(xié)同育人，培養(yǎng)具有科學(xué)家素養(yǎng)的工程師。

第五，要利用人工智能等賦能教育創(chuàng)新發(fā)展。要打通“線上”與“線下”、“過去與未來”、“現(xiàn)實(shí)世界”與“虛擬世界”的壁壘，將人類的認(rèn)知能力延伸到每一個(gè)角落。我們要深刻認(rèn)識(shí)到，凡是能被機(jī)器替代的事情，都不是人應(yīng)該做的事情，人類要更加重視高質(zhì)量、原創(chuàng)性的新的技術(shù)，這是教育最核心的任務(wù)和使命。

來源：本文根據(jù)西安交通大學(xué)常務(wù)副校長鄭慶華在2022全球智慧教育大會(huì)上的發(fā)言整理

責(zé)編：陳榮