近日，由北京大學教育學院、北京大學基礎教育研究中心、中關村網際網路教育創新中心聯合主辦，北京大學于越教育基金支援的“2021北京大學基礎教育論壇”順利召開。會上，北京師範大學未來教育高精尖創新中心執行主任餘勝泉教授以《智慧時代的認知變革及其陷阱跨越》為主題進行演講。

（本文根據餘教授演講內容整理）

北京師範大學未來教育高精尖創新中心執行主任餘勝泉教授

認知外包成為時代發展的必然

隨著網際網路與智慧技術的發展，知識爆炸、資訊與知識的膨脹，會使得社會生活越來越複雜，需要人掌握越來越多的知識才能生存。當人類個體的頭腦已經無法處理外部越來越多、變化越來越快的海量資訊時，我們必然會把自己的一部分認知外包給智慧裝備、智慧裝置。

在資訊時代、智慧時代，知識的增長遠超出人類認知能力的提升。從個體認知到人機結合的分散式認知的轉變，是人適應複雜性的基本變化趨勢，認知外包成為了一種必然。

認知外包是一種分散式認知。分散式認知超越了“認知是個體級別上資訊加工過程”傳統的認知觀點，認為認知本性是分散式的，認知現象不僅包括個人頭腦中所發生的認知活動，還涉及人與人之間以及人與技術工具之間透過互動實現某一活動（比如計算）的過程。

分散式認知理論認為，認知是透過內部表徵（如個體的記憶）與外部表徵（如計算機或者紙表徵的資訊和知識）之間的傳播和轉移來發生的，因此不同表徵系統和不同表徵狀態之間的互動是知識傳播的重要特徵。

分散式認知理論最重要的原理就是認知組塊化。認知組塊化（chunking）就是將認知過程中輸入的專案（或成分）進行再組織、再編碼以形成更大資訊單位的過程。在人們進行資訊加工、資訊處理的過程中，把外部一個複雜的過程組塊化，人不對這個複雜系統內部的資訊有過多瞭解，而是對它外部的介面作為一個整體來進行理解、編碼和再組織，從而形成一種更大的資訊單元的過程。這樣人就能夠對資訊組塊進行更為直接的互動和操作，就像我們用計算機處理複雜事情時，並不需要理解計算機處理的過程，只需要理解資訊處理的介面和呈現的資訊就行。認知組塊化將複雜資訊遮蔽到一個組塊，簡化認知複雜性，擴充套件人的認知鏈條，使得認知主體能夠了解事件流全域性，獲得推動全域性運轉的能力，提升駕馭複雜事物的能力。

認知外包已經延伸了人的大腦。智慧裝備、智慧裝置不僅僅是可有可無的溝通工具，它是人類大腦的一種延伸。如果將人的認知過程作為一個整體來看，認知外包本質上是一種人機結合的思維方式，外部認知提供資訊，內部認知實現意義生成，外部認知效率的提升，能夠整體增強人的認知能力。

當手機、平板、膝上型電腦、網路這些外部裝備無處不在的時候，未來人的認知方式透過認知外包實現的人機結合的思維體系，將會取代我們傳統以個人為主的思維體系。人腦和計算機都是資訊處理的工具，人腦透過經驗積累與形象思維，擅長精確的、定性的把握，計算機則以極快的速度，擅長準確的、定量的計算，兩者充分發揮各自優勢又互相結合，既能達到集智慧之大成，又透過反饋的作用，提高人的思維效率，從而增強人的智慧。透過認知外包，可以實現人機結合思維可以洞察隱藏的關係、本質規律，超越個體認知極限。

人機結合的思維體系是現代人認知這個世界的基本思維方式，現代人適應世界的認知方式正在發生根本性變革。現代社會的知識爆炸與每個人的學習時間和學習能力的鴻溝越來越大，要很好的適應越來越複雜的社會，人類認知世界、駕馭世界的認知方式會越來越多依賴於人與智慧裝置的分佈認知、協同思維。而且從進化論角度來看，不同經歷會產生不同的大腦認知結構與模式，網路時代人們所處生活環境和生活方式的變化，使得大腦更多的對資訊進行過濾、重組、連線和意義生成，而記憶性的內容相對大幅度減少。

不管教師、家長是否願意，學生的閱讀方式、認知方式正在發生深刻的改變。

認知外包的四大型別

認知方式發生改變既能帶來積極的一面，也會帶來負面的一面。當人們不認識它的規律，過分樂觀的使用，同樣會帶來很多的問題，會給我們帶來陷阱。

目前，認知外包可以分為四大型別。

第一類，計算資訊外包。網際網路時代海量增長的資訊為人類的資訊記憶、儲存、加工甚至檢索帶來了挑戰，而計算資訊外包正是針對人類大腦資訊加工能力的不足，藉助外部裝置進行補充和輔助。

第二類，感知資訊外包。感知技術的發展使得機器可以對文字、影象、語音、情感等進行感知和識別，它可以使得人類更好地感知和識別生活空間中的自然和社會資訊，擴充套件人類的感知能力與範圍。

第三類，認知資訊外包。主要強調透過對可感知事物背後複雜資訊的計算、推理和分析過程來獲取超越事物表象的複雜認知功能。

第四類，社會網路外包。具備主體性的智慧裝置將成為與人對等的社會化個體，它們將擁有情感計算、理解和表達能力，在此基礎上可以參與學習群體（人與人工智慧機器）的社會化協同，進行獨立的思考，與人腦進行對等的主體合作，實現雙主體共同進化。

認知外包可能導致四類教育陷阱

有效的認知資訊外包核心特徵是：內外部認知的一種有效連線，以及意義理解和生成。但是如果我們沒有遵循這兩個特徵，如果內部頭腦裡沒有足夠多的知識、沒有良好的認知結構，便把所有的東西交給電腦，那會出現非常明顯的內外部認知的失衡與割裂，人會出現思維幼稚化現象，思維過程會被外部資訊泡沫所主宰，失去自我，進入認知外包的陷阱。特別是在教育領域的陷阱，有四個方面的表現。

第一方面，認知過載與選擇性焦慮。一是外部的海量資訊不知如何處理，認知過載。二是外部海量資訊不知如何選擇，選擇性焦慮，造成無所適從，無法適應海量資訊的增長。大量碎片化資訊不僅干擾了人們的判斷和選擇，有時候一不留神，還可能被虛假資訊誤導。太多看似有用，實則誤導的資訊圍繞，形成“資訊繭房”，產生嚴重的資訊遮蔽效應。智慧推薦以“娛樂”、“快樂”為名服務，對於缺乏選擇能力的人來說，帶來反而是對人的操縱，在智慧化的資訊分發機制下，人其實會逐漸缺乏對資訊的辨別與選擇能力。

現代社會一方面需要掌握各方面資訊才能駕馭全域性，另一方面靠一個人完全掌握和理解一個情景、一個領域、一個學科的全部內容是很困難的，個體很難具備這種能力。學習者藉助技術在不同人群、不同領域、不同觀念和概念之間發現連線、識別正規化和建立意義的能力遠比內化部分知識的能力重要，這應該是現代學習者所需掌握的核心技能。一個人獲取知識來源的能力比知道現有的知識更為關鍵。

第二方面，喪失認知主體性。把複雜資訊交給人工智慧、大資料處理，我們可以大規模、高效率、深層次協同工作。但是實際上當我們個體頭腦空空如也的時候，我們自身內部認知網路完備性不足，對認知外包理解產生誤區，被紛繁複雜的表象所包裹、所駕馭，無法理解外部世界的本質規律，最後邊緣化、喪失認知主體性。

第三方面，限制主體發展多樣性。例如目前很熱門的智慧推薦學習內容、規劃學習路徑等“導航式”教育，在基礎教育的階段應用隱藏著巨大風險。學習內容呈現的全面性和多樣性會被破壞，學生的思維被演算法所規制，造成認知的偏差和思維的故步自封，學生在學習之中往往會變得過度自信或者盲目自信。基礎教育一定要給學生提供豐富的、多元的，讓學生去嘗試，去選擇。其實失敗本身就是一種非常重要的教育，嘗試就是一種非常重要的教育。如果用AI剝奪了基礎教育階段學生嘗試的權利，會使學生失去全面獲取相關學習內容的學習機會，導致人多樣性的喪失。

第四方面，認知離散化、碎片化。現代人資訊渠道越來越多，獲取資訊的手段越來越先進，但是資訊的離散化、碎片化越來越嚴重，造成碎片化認知，膚淺化認知。例如，人工智慧技術結合詳細的考點拆分，給學生進行智慧推薦（刷題），最後讓學生適應這種學習過程，而實際上，這種適應性是教育的福還是禍都未可知。而這種知識點拆分、刷題的適應性學習模式，不應該是人工智慧教育的主要應用方向。例如，學生把每一個數學知識考點都掌握了，並不見得是一個好的學習者、不見得能培養出數學思維。

如何跨越認知外包的教育陷阱

技術從來都是一種雙刃劍，我們既不能極端的樂觀，也不能極端的悲觀。我們應當避免極端化思想的出現，既不能全盤否定“人工智慧+教育”，也不能萬事都唯獨人工智慧。我們還是要研究技術融入教學以後客觀的規律，正確的使用它積極的一面，預防它負面的一面。

如何跨越認知外包帶來的教育陷阱？以下是關鍵點：

要促進學生的思維能力，也就是核心素養能力的發展，高階思維能力的發展，讓學生有智慧的大腦。同時要促進學生內部知識世界和外部世界連線，把這兩個網路給平衡起來，才有可能跨越這種認知外包的陷阱。

智慧時代的教育要從發展以知識記憶為中心向智力和非智力的協調發展轉變，要從學科知識獲得為中心到核心素養培養轉變。培養學生的理解力、洞察力，人生智慧，只有學生擁有了比較完備的理解力、洞察力、人生智慧，才能跟外部世界海量資訊產生有意義的連線。這是超越認知外包陷阱的關鍵因素。

在我們的教學中，要透過智慧技術來促進學生高階思維能力的發展，實現核心素養導向的深度教學。日常教學過程中，讓學生解題只是瞭解、理解、掌握層面的應用，要把知識放在一個真實的情景問題中去，用電腦作為認知工具來對問題進行分析、綜合、評價乃至於創造，來解決實際的情景問題，從而促進學生高階思維目標的達成，高階學習目標的達成。要將學習的重點放在特定情景下真實問題的解決，而非某個細小知識點的操練和練習。

要利用跨學科相互關聯的知識來解決問題，跨越學科的界限建立知識世界的有機聯絡，從多學科綜合應用角度來提高學生解決實際問題的能力。基於智慧技術的認知外包能夠有效減輕、轉移和分擔學習者的部分認知負荷，增強學生處理複雜資料的能力，成為促進學習者高階能力的理想的支架，使得學習者有更多精力發展高階思維能力。在這種教學過程中，我們要建立知識到能力和素養的轉化機制。要使得學生對知識認知，從知識意義化做到知識功能化，再到知識素養化。

我們的教學也要從碎片化到整體化、結構化。我們教學要從結論為本到培養思維，從刷題到真實情景問題的解決，從獲得知識結論到知識解析的教學。轉變認知偏差，實現概念轉變的教學，要超越具體概念，要進行觀念建構的教學，形成認知能力，形成素養髮展的一種教學，能力素養導向教學。

在這個過程當中，透過資料瞭解學生能力素養的發展，基於資料瞭解學生的能力和素養非常關鍵，基於能力和素養來給學生提供資源、工具和支架。尤其是學生在某個核心概念處在哪一個能力層級，根據能力層級來提供資源、工具和支架。讓智慧技術作為認知工具，讓學習者達成高層次的教學目標。其核心特徵是不僅僅是讓學生對知識理解深刻，而且要讓學生在獲得知識的同時，體驗和參與學習的過程，在過程參與中，綜合素質得到提升，使學生在高水平完成既定課程教學目標的同時，滲透獲取資訊科技技能以及解決實際問題的技能培養，真正落實新課程關鍵能力、核心素養教育目標，實現知識和能力並重的、促進人的全面發展的素質教育。

要讓學生形成對知識達成一種深刻的理解，知識獲得是學習的重要目標。而知識獲得有不同的水平，學習者可能只是記住了一些概念、原理，但並沒有真正理解它的含義，或者只是有一些字面的理解，只能應付課本上的典型習題等。要使得學生認知結構發生變化，實現從線下鏈條上的結構到網狀的知識結構、認知結構的變化。要促進學生高水平思維過程的訓練，要給學生多樣的情境化的學習任務，在解決情景化任務過程中，促進學生高階思維能力的發展。

每個學習者都有自己的經驗世界，不同的學習者可以對某種問題形成不同的假設和推論，不同學生分別著眼於不同的側面，可以形成對知識多角度的、豐富的理解，可以看到問題的不同側面和解決途徑，從而使他們在面對各種問題時，能更容易地啟用這種知識，靈活地利用它們解釋新現象，形成解決問題的思路。要在學習過程當中，讓學生有充分的合作和溝通。

核心素養導向的教學強調學習者的主動探索，但並不輕視教師的作用，教師的引導和幫助對於學生的思考和知識建構來說是極為重要的。在這個過程中教師要幫助學生檢視和反思自我、明白自己想要學習什麼和獲得什麼；幫助學生髮現他們所學東西的個人意義；幫助學生營造和維持學習過程中積極的心理氛圍；幫助學生學會使用資訊化的學習工具；幫助學生尋找、蒐集和利用學習資源；幫助學生設計合適的學習活動；幫助學生學會交際、學會表達。幫助學生學會認知，學會快速獲取資訊，學會調整認知策略。幫助學生對學習過程和結果進行評價，並促進評價的內在化。提出一些能激發思考的問題，引導學生形成自己的看法，並洞察他們的想法的由來，看到其合理性和侷限，而後再提供相應的引導。

我們教育教學過程中要轉變以知識傳授為核心、以知識理解為核心的學習方法，而轉變為以情景化問題為導向，讓學生在解決問題過程中，促進學生核心素養髮展的深度教學，才能跨越認知外包帶來的教育陷阱。