منحت جائزة نوبل لهذا العام للذكاء الاصطناعي.في الأيام القليلة الماضية، تم الإعلان عن جوائز جائزة نوبل الواحدة تلو الأخرى. من بينهم، مُنحت جائزة الفيزياء لجون جيه. هوبفيلد وجيفري إي. هينتون تقديرًا لجهودهما."الاكتشافات والاختراعات الأساسية التي تعمل على تطوير التعلم الآلي باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية."
هذه النتيجة فاجأت العالم كله. على الرغم من أن المساهمات الأصلية التي قدمها هذين العالمين مهمة للغاية، إلا أن إدراج "الشبكات العصبية الاصطناعية"، وهو بحث حول الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، في نطاق "الفيزياء" قد تجاوز توقعات معظم الناس.
أوضحت اللجنة المنظمة لجائزة نوبل على وجه التحديد أن سبب فوز هوبفيلد وهينتون بجائزة الفيزياء عن عملهما كانلأنهم طوروا هذه الطريقة باستخدام أدوات ونظريات من الفيزياء.اخترع هوبفيلد شبكة ذاكرة ترابطية يمكنها تخزين وإعادة بناء الصور وأنواع أخرى من أنماط البيانات.يتأثر مبدأ عمل هذه الشبكة بفيزياء أنظمة الدوران.قام هينتون بتطوير آلة بولتزمان استنادًا إلى شبكة هوبفيلد، وهي شبكة يمكنها تعلم تحديد العناصر المميزة في البيانات.تستخدم عملية التدريب أدوات من الفيزياء الإحصائية.
ورغم أن هذا التفسير صحيح أيضًا، إلا أنه لا يزال يبدو بعيد المنال منح جائزة الفيزياء لهم على هذا الأساس.
ومن قبيل الصدفة، فإن جائزة الكيمياء التي تلت ذلك كرمت أيضًا العلماء الذين قدموا مساهمات بارزة في مجال الكيمياء باستخدام الذكاء الاصطناعي. أكد الاقتباس لجائزة الكيمياء على أهمية البروتينات في الحياة، وقد مُنح لديفيد بيكر لمساهماته في تصميم البروتين الحسابي، في حين تم منح النصف الآخر بشكل مشترك لديميس هاسابيس وجون إم جامبر لمساهماتهم في التنبؤ ببنية البروتين.
هاسابيس وجامبرمُنحت لتطوير نموذج الذكاء الاصطناعي AlphaFoldنجح النموذج في التنبؤ ببنية جميع البروتينات المعروفة تقريبًا، وحل مشكلة علمية عمرها 50 عامًا. تم تطوير AlphaFold بواسطة شركة Google DeepMind المعروفة. إنه نموذج ذكاء اصطناعي يستخدم خوارزميات التعلم العميق للتنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات.
على الرغم من أن نتائج جائزة نوبل لهذا العام مثيرة للجدل إلى حد كبير، إلا أنها توضح اتجاهًا:لقد لعب الذكاء الاصطناعي بشكل متزايد دورًا رئيسيًا في الأبحاث العلمية المتطورة.ولن يتمكن البحث العلمي المستقبلي من تجنب مشاركة الذكاء الاصطناعي.
لقد وصل عصر الذكاء الاصطناعي، وحان الوقت لإعادة النظر في تعليمنا الأساسي.
في عصر الذكاء الاصطناعي، يتخلف تعليمنا الأساسي
لقد تم تحسين دورات التعليم الأساسي لدينا بشكل مستمر. على سبيل المثال، تم إدراج دورات تكنولوجيا المعلومات في المناهج الدراسية لمعظم المدارس الإلزامية في جميع أنحاء البلاد وأصبحت دورة إلزامية لكل طالب في المدارس الابتدائية والثانوية.
ومع ذلك، فإن هذا التحسن ليس بالسرعة الكافية، خاصة عند مواجهة المد المتزايد للذكاء الاصطناعي. ويبدو أن العديد من المفاهيم التعليمية وتصاميم المقررات الدراسية متخلفة بشكل خاص.
على سبيل المثال، عندما أصبح البحث على الإنترنت أمرًا شائعًا جدًا، لا يزال تعليمنا يركز على الذاكرة الثابتة لنقاط المعرفة. في امتحان القبول بالمدرسة الثانوية وامتحان القبول بالجامعة، لا تزال العديد من المواد تختبر ذاكرة المعرفة النصية. بالمقارنة مع تخزين الكمبيوتر، فإن الدماغ البشري ليس جيدًا في الذاكرة. لماذا لا نزال نطالب الأطفال بقضاء الكثير من الوقت في التعلم عن ظهر قلب عندما تكون أجهزة التخزين الإلكترونية والبحث منتشرة في كل مكان؟
على سبيل المثال، على الرغم من أن الآلات الحاسبة متاحة بالفعل بسهولة، إلا أننا لا نزال نؤكد على أنه يجب على الطلاب إتقان الحسابات الرقمية الصعبة والتي تتطلب مهارة عالية، ونطلب من الطلاب إجراء عدد كبير من التمارين المتكررة لتحقيق هذا الهدف. عندما يتعلق الأمر بمعالجة الأرقام، فإن دقة وسرعة الدماغ البشري لا يمكن أن تتطابق حتى مع أدنى مستوى من الآلة الحاسبة. وقد ثبت هذا آلاف المرات. فلماذا لا نقلل من القدرة الحاسوبية، ونركز تدريس الرياضيات على جوانب أخرى، ونستغل المزايا الأخرى للعقل البشري في التفكير الرياضي؟
على سبيل المثال، لا تزال دورات تكنولوجيا المعلومات في العديد من الأماكن تعلم تكنولوجيا الكمبيوتر منذ 20 عامًا، بدلاً من المهارات العملية للعصر الحالي. إن إنفاق الوقت والطاقة والموارد فقط لتعلم التقنيات القديمة يعد مضيعة في حد ذاته.
ولذلك، فإن إجراء المزيد من الإصلاح لتعليمنا الأساسي أمر ملح.
ماذا يجب أن يتعلم الأطفال في التعليم الأساسي؟
لنأخذ موضوعات امتحان القبول بالجامعات الحالية كنقطة بداية ونحللها واحدًا تلو الآخر.
أقدم ثلاث مواد رئيسية، وهي اللغة الصينية والرياضيات واللغة الإنجليزية: لم يتغير وضع المواد الرئيسية، ولكن قد يحتاج تركيز التدريس إلى تعديل كبير.
اللغة: اللغة الصينية هي اللغة الأم، ولا حرج في تعلمها جيداً. وفي الوقت نفسه، من الضروري جدًا تنمية الثقة الوطنية بالنفس والمفاهيم الجمالية من خلال تعلم الشعر القديم والتقاليد الثقافية والأدب الصيني. لكن،في فصول اللغة الصينية، نركز كثيرًا على تنمية الحس الشعري والفني لدى الطلاب، في حين نتجاهل نسبيًا العقلانية والتفكير. هذا يحتاج إلى تحسين.
الرياضيات: سوف تصبح الرياضيات ذات أهمية متزايدة في المستقبل. الشرط الأساسي لتحقيق اختراقات في العلوم والتكنولوجيا المتطورة هو التقدم الأول في التخصصات الأساسية. والرياضيات هي أساس الأسس. لقد أعطت بلادنا دائمًا انطباعًا للناس بأنها تعلق أهمية خاصة على الرياضيات في التعليم الابتدائي والثانوي. ولذلك فإن الصينيين يتقدمون بفارق كبير على مستوى العالم من حيث مسابقات الرياضيات الدولية والحسابات العددية في الحياة اليومية. ومع ذلك، على الرغم من ذلك، ما زلنا متخلفين في مجال البحث الرياضي الحقيقي. مثال على ذلك أنه لم يفز أحد بميدالية فيلدز حتى الآن.
هناك أسباب كثيرة وراء هذا.لكن النقطة المهمة جدًا هي أن الرياضيات التي نؤكد عليها تركز بشكل أكبر على "الحساب"، أي الحساب العددي، بدلاً من التفكير الرياضي.في عملية التعلم اليومية لطالب المدرسة الابتدائية النموذجي، يجب عليه ممارسة الحسابات العددية المختلفة كل يوم لضمان الكفاءة والدقة. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بتنمية التفكير الرياضي، فإن تعليمنا الأساسي يتخلف عن الركب. كما ذكرنا سابقًا، في عصرنا هذا، يمكن إجراء "الحسابات" بالفعل باستخدام الأدوات الإلكترونية. كجزء من تعلم الرياضيات، يمكن تعلم العمليات الحسابية وممارستها، لكنها لا ينبغي أن تكون الجزء الأكثر أهمية، ولا ينبغي أن تقضي الكثير من الوقت في "الإجابة على الأسئلة" المتكررة وغير الفعالة.يجب أن يتحول تعليم الرياضيات لدينا من التركيز على الحساب إلى التركيز على التفكير المنطقي.
اللغة الإنجليزية: قد يتساءل الكثير من الناس عن قيمة اللغة الإنجليزية في عصر المستقبل. بعد كل شيء، بسبب ظهور برامج الترجمة المختلفة، أصبحت مهارات التواصل باللغة الأجنبية أقل أهمية. لكن،بالنسبة للتعليم الأساسي في عصر الذكاء الاصطناعي، فإن أهمية اللغة الإنجليزية لم تقل بل زادت.
السبب الأول هو الارتباط القوي بين لغات البرمجة واللغة الإنجليزية.في المستقبل، سيتعرض معظم الناس للبرمجة، وسيتم استخدام لغات البرمجة. يتم تطوير جميع لغات البرمجة تقريبًا بناءً على اللغة الإنجليزية. إذا لم تتعلم اللغة الإنجليزية، فسيكون إتقان لغة البرمجة أكثر صعوبة.ثانيًا، إن تعلم اللغة في حد ذاته يعد تدريبًا جيدًا جدًا للعقل.هناك الكثير من البيانات والأدلة التي تظهر أن الأشخاص ذوي المهارات اللغوية المتعددة يؤدون في الواقع أداءً أفضل بكثير من الأشخاص ذوي المهارات اللغوية الأضعف في العديد من المجالات المعرفية.
تظهر المراجعة الأخيرة لكتب اللغة الإنجليزية للمرحلة الإلزامية أيضًا أن أهمية اللغة الإنجليزية قد تم الاعتراف بها على نطاق واسع. لذا، لا تصدق المزيد من الشائعات مثل "اللغة الإنجليزية على وشك أن يتم إبطالها كموضوع رئيسي"!في عصر الذكاء الاصطناعي، إذا لم تكن لغتك الإنجليزية جيدة، ستنخفض قدرتك التنافسية بشكل كبير.
تكنولوجيا المعلومات: الموضوع الرئيسي الرابع، أحدث وأوسع وأعمق
كما ذكرنا سابقًا، أصبحت تكنولوجيا المعلومات في العديد من الأماكن دورة إلزامية في المدارس الابتدائية والثانوية. وهذا تقدم جيد، لكنه ليس كافيا على الإطلاق.
لا تزال تكنولوجيا المعلومات في طور التطور السريع والتحديث المستمر، والمجالات التي تؤثر فيها تتوسع إلى ما لا نهاية. وينبغي أن ينعكس هذا أيضاً في التعليم الأساسي. وينبغي النظر في تقسيم مقررات تكنولوجيا المعلومات الحالية إلى ثلاث مراحل مقررات محددة وتدريسها في مراحل مختلفة من الطلاب.
المرحلة الأولى هي تعلم كيفية استخدام تقنيات المعلومات المتطورة مثل الذكاء الاصطناعي بكفاءة.تعليمنا الأساسي ليس جيدًا بما فيه الكفاية في هذا الصدد. على سبيل المثال، عند البحث باستخدام محرك بحث، تكون تأثيرات التعليقات للكلمات الرئيسية المختلفة مختلفة تمامًا. انطلاقًا من المواقف التي واجهتها، فإن الغالبية العظمى من الأشخاص لا يعرفون التقنيات والاحتياطات اللازمة لإدخال مصطلحات البحث، مما يؤدي إلى ردود فعل سيئة على نتائج البحث. وبنفس الطريقة، عند استخدام نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة لإجراء الأسئلة والأجوبة، فإن معظم الناس لن "يطرحوا أسئلة"، مما يؤدي إلى إجابات إما لا تجيب على السؤال أو لا تمس الجوهر. إن تعليم الطلاب كيفية استخدام التكنولوجيات الجديدة بشكل جيد يجب أن يكون المسؤولية الطبيعية للتعليم الأساسي.
المرحلة الثانية هي تعلم لغة البرمجة والتواصل مع الآلة من خلال لغة البرمجة.ويمكن اعتبار ذلك بمثابة المرحلة التالية الأعمق من التفاعل بين الإنسان والحاسوب. في مرحلة التعليم الأساسي، عند تعلم لغات البرمجة، ليس عليك بالضرورة اختيار لغة C أو لغة C++، والتي لها عتبة عالية نسبيًا. يمكنك أيضًا اختيار لغة مثل Python، والتي من السهل البدء بها ويمكنها أيضًا تنفيذ خوارزميات أكثر تعقيدًا. اسمح للطلاب بإتقان بعض أفكار البرمجة الأساسية في المدارس الابتدائية والثانوية، ووضع الأساس للتعلم المتعمق في هذا المجال في المستقبل.
المرحلة الثالثة هي تعلم الخوارزميات والتفكير الخوارزمي.يتم وضع هذا المحتوى حاليًا بشكل عام على المستوى الجامعي في التخصصات المتعلقة بالكمبيوتر في الجامعات. وبطبيعة الحال، ستشارك أيضًا في أولمبياد المعلومات لطلاب المدارس المتوسطة، لكن عدد الأشخاص المتأثرين محدود نسبيًا. وفي الحقبة المستقبلية عندما ينتشر الذكاء الاصطناعي، ينبغي تطوير هذه الدورة بشكل مناسب. وكما رأينا من نتائج جائزة نوبل لهذا العام، فإن الأبحاث المتطورة في كل مجال تتطلب استخدامًا متعمقًا لتقنيات المعلومات المتطورة مثل الذكاء الاصطناعي. لذلك، من الضروري جدًا أن يتعرض الطلاب ويتعلموا أساسيات الخوارزميات في المرحلة المتوسطة، خاصة أولئك الذين يطمحون إلى أن يصبحوا باحثين علميين في المستقبل، من أجل التعلم المهني في المستقبل.
يتم توحيد الدورات الأخرى القائمة على المعرفة ودمجها في الدورات العامة، ويتم دراسة المعرفة المهنية في الجامعات.
اليوم، مع تطور الإنترنت إلى هذا الحد، أصبحت تكلفة الحصول على المعرفة رخيصة جدًا. ومع ذلك، لا يزال من الضروري أن يتعلم الجميع بعض الفطرة السليمة الأساسية. لذلك،في الوقت الحاضر، تم تقليل أهمية معظم موضوعات ذاكرة المعرفة في المدارس الابتدائية والثانوية بشكل كبير. ويجب أن ينعكس هذا الاتجاه أيضًا في وزن ساعات الدراسة ونتائج الامتحانات.
أي دورة يمكنها تحقيق زيادة كبيرة في الدرجات خلال فترة زمنية قصيرة من خلال عدد كبير من الأسئلة تقع ضمن هذه الفئة.تتضمن هذه الدورات التدريبية القائمة على المعرفة معظم المحتوى في التاريخ والسياسة والجغرافيا والكيمياء وعلم الأحياء. هناك أيضًا بعض المحتويات في الفيزياء التي يمكن دمجها في المقررات العامة، وتلك الأجزاء التي تركز على تنمية التفكير الرياضي يمكن دمجها في مقررات الرياضيات ودراستها كجزء من التطبيقات الرياضية. في الفنون الليبرالية التقليدية، يمكن دمج المحتوى المتعلق بتنمية التفكير النقدي في نطاق تدريس دورات اللغة الصينية.
ويمكن إجراء دراسة احترافية ومتعمقة لهذه المواضيع على المستويين الجامعي والدراسات العليا.على مستوى المدارس الابتدائية والثانوية، تكون هذه المواد مسؤولة بشكل أساسي عن التعليم العام، بحيث يمكن للطلاب الحصول على فهم أساسي، ولا ينبغي السماح لهم بقضاء الكثير من الوقت والطاقة في حفظ وتلاوة نقاط المعرفة الثابتة.
يجب أن يكون شكل الامتحان أيضًا مواكبًا للعصر
بالإضافة إلى الحاجة إلى ضبط إعداد الموضوع، يجب أن يكون نموذج الامتحان أيضًا مواكبًا للعصر. اليوم، عندما أصبحت التكنولوجيا متقدمة جدًا، يجب أن نسمح للمرشحين باستخدام الأجهزة الإلكترونية في قاعة الامتحان - وهذه أيضًا إحدى القدرات الأساسية التي يجب أن يتمتع بها الفرد المتعلم في هذا العصر. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك امتحان القبول في كلية شنغهاي للرياضيات، والذي سمح دائمًا للمرشحين باستخدام الآلات الحاسبة العلمية. والحقيقة المقابلة هي أن مستوى الرياضيات لطلاب المدارس الثانوية في شنغهاي هو في طليعة البلاد.
لقد بدأت بالفعل معايير اختيار المواهب المستقبلية تتغير. تعتبر الرياضيات واللغة الإنجليزية وتكنولوجيا المعلومات من المواضيع المهمة للغاية في ظل ظروف الفرز الحالية التي تشهدها البلاد لأفضل المواهب المبتكرة، وكذلك في امتحانات القبول في جميع المراحل. لقد استثمرت العائلات المهتمة باتباع هذه المسارات بالفعل الكثير من الموارد في تربية أطفالها بطريقة هادفة.
في الواقع، في عصر الذكاء الاصطناعي، أليس هذا هو الهدف التعليمي لكل شخص عادي؟ ولذلك يجب على التعليم الأساسي أن يتحمل مسؤوليته في أسرع وقت ممكن، ويجعل من تنمية هذه القدرات محور التعليم المدرسي المستقبلي. من الملح تجديد شباب البلاد من خلال العلم والتعليم!