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AI 时代里,中小学如何推展创新学习?
AI+系列报导(七)

【作者: 高煥堂】2018年10月19日 星期五

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从「起承转合」说起

想像力(联想力)是创新技能的基础,让右脑想像力来带动左脑逻辑思维来对想像情境的修剪(又称剪枝)动作,就是所谓的「全脑思考」了,它能逐渐释放儿童澎湃的创造力,这是一种创新学习的途径。关于全脑思考,大家公认最典型的聪明人物就是达文西(Leonardo da Vinci),他说:「从头到尾都要充分考虑,从终点开始思考」;简而言之,就是俗称的「以终为始」。培养中小学生习惯「以终为始」地思考事情,就蕴含了一个复杂的创新学习过程。


例如,在学习作文时,许多老师教导儿童们依循「起、承、转、合」的思维模式来搭建文章结构,但许多儿童并不知道如何寻找文章的起点。这时,老师可以引导儿童们练习「以终为始」的思维习惯,像达文西一样先想像(考虑)终点,然后从终点慢慢思考,逐渐向回推理,探索到起点。


「一步一脚印」的学习途径

老师教导儿童们依循「起、承、转、合」的作文模式,通常是拿既有的知识(包括古贤人的知识)做为起点,而后推演到结论。有时候,为了表现自己所提出见解的价值,刻意从现实的不完美做为思考的起点(同时也是写作的起点)。此时,思考的起点与写作的起点是一致的,然后边想边写、一步一脚印地推演到终点(图1)。



图1 : 「一步一脚印」的学习途径
图1 : 「一步一脚印」的学习途径

从既有的知识或不完美的现实出发,并不必仰赖右脑想像力的观想终点来带动,所以终点往往是模糊的。它主要依赖左脑逻辑思维来推导就可以了,所以会因推导过程的假设而决定结论,会有多个可能的终点(图2)。



图2 : 终点是模糊的
图2 : 终点是模糊的

这样的步步为营、边想边作的模式,是以左脑逻辑推理的主的途径,并不是以右脑为主,引领左脑的逐步推进的全脑思考,不能释放儿童澎湃的创造力。


「以终为始」的学习途径

老师引导儿童们将「心想(构思)」与「事成(书写)」分开,先心想然后才事成。第一阶段的心想,是以终为始,先考虑终点然后逆向推演、探索出起点。第二阶段的事成,则是从起点正向展开延伸到终点。儿童们就会利用右脑来想像终点的情境,而起点可以保持模糊,不必急着去寻找既有的知识或古贤人的名言来做为起点(图3)。



图3 : 先考虑终点(??图取自??图网)
图3 : 先考虑终点(??图取自??图网)

老师尽量引导儿童们将终点想的很清晰,并能终点情境描绘得栩栩如生。接着,寻找看看有那些「中间点」可以通往终点。把这些中间点描绘出来(图4)。



图4 : 从终点出发
图4 : 从终点出发

通常都能找出许多个中间点。接着老师陪伴儿童们进行去芜存菁的动作,也就是删除掉明显不理想的中间点,包括在现实条件中所无法达到的中间点,例如必须花费巨资才能实现的中间点,就将之删除掉(图5)。



图5 : 从终点出发
图5 : 从终点出发

如果觉得距离起点(虽然仍有些模糊)还有些遥远,就从这些中间点继续逆向推理,寻找更接近起点的中间点,并且去芜存菁,不断循环下去,直到极为贴近现实情境的出发点,就探索到「起点」了。这就像一位攀岩者,眼睛盯着目标,并从终点到起点都非常仔细观察,并能经这岩石连接起来(图6)。



图6 : 像攀岩者一样寻觅通往终点的路径
图6 : 像攀岩者一样寻觅通往终点的路径

一旦找到了起点,「心想」阶段就完成了。这个过程就是达文西所说的:「从头到尾都要充分考虑,从终点开始思考」。于是,从起点迈向终点的路径就显现出来了(图7)。



图7 : 从起点迈向终点的路径
图7 : 从起点迈向终点的路径

由于每个人想像的终点并不尽相同,寻找过程的判断也不尽相同,其探索到的起点也各不相同,因而人人从起点迈向终点的路径,便也不尽相同。甚至只要自己改变了终点,也会改变起点及迈向终点的路径。这项过程就由右脑想像力来带动左脑逻辑判断了,也就是全脑思考了(图8)。



图8 : 全脑思考的学习途径
图8 : 全脑思考的学习途径

简言之,拿作文为例,当老师在教儿童们「起承转合」时,也引导他们去思考如何寻找自己的起点,此时可提醒他们「以终为始」来寻觅起点,就能启动全脑思考的学习途径。


两次创新

被美国《时代周刊》誉为人类潜能导师的柯维(Stephen Covey)说道:「任何事物都是两次创新而成的。其一是:头脑中的构思,即智力上的第一次创新(Mental/First Creation);其二是:付诸实践,体力上的第二次创新(Physical / Second Creation)」。


在中小学阶段,开始培养儿童们「以终为始」的心想能力,将非常有助于提升事物的第1次创新力。大家都知道,台湾的企业擅长于代工,就是擅长于事物的第2次创新力。如果能够为儿童们培养事物的第1次创新力,对于台湾产业的升级是非常有助益的。


两个系统

在诺贝尔奖得主康纳曼(Daniel Kahneman)所写的《快思慢想》一书里,他将人们大脑的运作方式区分成两种,分别称为「系统1」和「系统2」。简而言之,系统1代表的是归纳性的直觉快思,而系统2代表的是怀疑和检验性的理性慢想。


康纳曼指出,快思的系统1很情绪化,依赖直觉,能迅速对眼前的情况做出反应。但它很容易上当,以为亲眼所见就是事情的全貌,任由损失厌恶和乐观偏见之类的错觉引导我们做出错误的选择。而慢想的系统2,它动作比较慢、擅长逻辑分析,系统1无力解决的问题,都丢给系统2处理。它虽然不易出错却很懒惰,常常直接采纳系统1的判断结果。于是,系统1的「快思」就常常取代了「慢想」。


在中小学阶段,开始培养儿童们「以终为始」的心想能力,将非常有助于提升系统2的活跃性,有效提升人们的慢想力和创新力。就如同趋势专家华生(Rechard Watson)写了一本书:《慢想力》。他指出,在这个高速发展的时代,人们丧失了缓慢而沉思的能力,也让我们每天感到焦虑、判断力下滑及及缺乏创意。他认为唯有慢想才能练就去深度思考力,深度思考才能提升创新能力。


慢学快思Vs.慢想快学

在渊源的中华文化之中,龙的传人有天赋澎湃创新力。然而,自从隋唐开始流行科举考试,力求「博观而约取、厚积而薄发」的慢学快思之法,成为主要的学习途径。大家都能了解,科举就是在很短暂的时间(一两天的时间)必须要表现出来,无论是考秀才,还是进士。但是学习的时间非常长,所以大家常听到:「十年寒窗无人问,一举成名天下知」。这就是典型的「慢学快思」学习路径。


这一条路径非常依赖归纳法(Induction),强调过去经验的累积和和实证。这是过去一千多年来,一直沿袭、不变的学习路径。然而近年来,这种独尊十年寒窗的「慢学快思」之法,日渐受到人工智慧「快学快思」的挑战,使得众人的就业前景颇为令人担忧。


在前面第5小节里,介绍过康纳曼(Kahneman)所写的《快思慢想》一书,康纳曼指出,人类天生就有两种思维能力:快思和慢想。快思的情境,就像在考试时(如1小时内),能够快速地回答,能够取得高分。慢想的情境及特性在于假设与否证。也就是要大胆地假设、小心地求否证。这一条路径不再是归纳性推理,而是依赖溯因性推理(Abductive reasoning)。


其中,归纳性推理是依据过去经验的「因」来推论到「果」。而溯因性推理则是倒过来,从「果」推论到「因」,它恰能弥补归纳性推理的弱点:创意性不足。于是,我们可以大力提倡基于溯因性的「慢思快学」治学之法,来释放儿童们澎湃的创新力,和人工智慧的快学快思互补,并和机器人共舞,以止于和谐与至善。


结语

综上所述,人们有两条主要的学习途径。其中的第一个途径是「慢学快思」,它非常重视起点,它认为起点是基础,必须扎实;它认为起点是根本,本立而道生。例如,儿童们常常会问老师:要从哪里开始学起、从哪里开始做起。而老师则很用心帮学生建立基础起点,连家长们都会担心自己的小孩输在起(跑)点。


第二个途径是「慢思快学」,我们可以从儿童的学习阶段就培养「以终为始」(Begin with the end in mind)的思维习惯。先在脑海里酝酿(心想),然后才进行实践动作(事成),也就是先想清楚了目标,然后努力学习来实现之。老师引导儿童们自己想像终点、自己寻找起点、规划自己(从起点到终点)的路径,这样能有效唤醒儿童们天赋的溯因性推理能力(即慢想力),它是推展创新学习的一条鸟语花香之路。


**刊头图(source:Burst)


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