何为认知外包

一、认知外包的机理

从认知过程来看，认知外包主要经历八个阶段：1.人脑首先对所面临的外部复杂事务进行整体感知和定向，理解外部复杂事务的类型、特征和要求；2.人脑根据事务的要求和自身的认知能力，制定相应的计划和规划，明确认知外包的范围、任务和目标，并将任务分解为不同的子任务；3.根据任务的类型和特征，形成不同的情境信息及交互形态，通过认知外包的方式，将不同的事务处理任务委托给相应的外部智能设备；4.智能设备根据接收到的任务，进一步对外部复杂事务的情境信息进行感知与计算，以全面获取和整合复杂事务处理所需要的详细数据；5.根据人类的需求和任务要求，智能设备利用自身的算法和模型等能力对数据进行加工和处理，以生成相应的结果；6.智能设备将处理结果按照一定的结构化形式返回给人脑，以供人脑进一步处理和决策；7.人脑接收到外部智能设备返回的处理结果后，进一步将不同外部智能设备的处理结果进行组合和加工，通过整合外部智能设备的数据和自身的认知能力，以形成一个完整的认知结果；8.人脑通过对整合后的认知结果信息进行解读和解释，赋予信息以意义和价值，并基于其进行行动决策。这些行动决策包括进一步的思考、判断、规划和执行，以达到预期的认知目标和实现相应的行动。（如图1）

二、认知外包的类型

计算信息外包 互联网时代海量增长的信息为人类的信息记忆、存储、加工甚至检索带来了挑战，而计算信息外包正是针对人类大脑信息加工能力的不足，借助外部设备进行补充和辅助。

感知信息外包 感知技术的发展使得机器可以对文本、图像、语音、情感等进行感知和识别，它可以使得人类更好地感知和识别生活空间中的自然和社会信息，扩展人类的感知能力与范围。

认知信息外包 主要强调通过对可感知事物背后复杂信息的计算、推理和分析过程来获取超越事物表象的复杂认知功能。

社会网络外包 具备主体性的智能设备将成为与人对等的社会化个体，它们将拥有情感计算、理解和表达能力，在此基础上可以参与学习群体（人与人工智能机器）的社会化协同，进行独立的思考，与人脑进行对等的主体合作，实现双主体共同进化。

认知外包的教育陷阱

一、思维惰化与幼稚化

青少年儿童所接触的知识大多是简单的、固定的，智能设备几乎能给出正确答案。但是如果没有经过计算、体验、学习、思考的过程，长期依赖智能设备给出答案，青少年儿童的思维就会停留在幼稚化阶段。因此，在青少年儿童成长过程中，要谨慎使用智能设备，以免造成思维短路。

二、内外部认知的失衡与割裂

认知过载与选择性焦虑 一是外部的海量信息不知如何处理，认知过载。二是外部海量信息不知如何选择，无法适应海量信息的增长。大量碎片化信息不仅干扰了人们的判断和选择，有时候一不留神，还可能被虚假信息误导。人们被太多看似有用实则误导的信息围绕，会形成“信息茧房”，产生严重的信息遮蔽效应。智能推荐以“娱乐”“快乐”为名服务，对缺乏选择能力的人来说，带来的反而是对人的操纵，在智能化的信息分发机制下，人会逐渐缺乏对信息的辨别与选择能力。

现代社会一方面需要掌握各方面信息才能驾驭全局，另一方面靠一个人完全掌握和理解一个情境、一个领域、一个学科的全部内容是很困难的，个体很难具备这种能力。学习者借助技术在不同人群、不同领域、不同观念和概念之间发现连接、识别范式和创建意义的能力远比内化部分知识的能力重要，这应该是现代学习者所需掌握的核心技能。一个人获取知识来源的能力比知道现有的知识更为关键。
丧失认知主体性 把复杂信息交给人工智能、大数据处理，人们可以开展大规模、高效率、深层次协同工作。但是实际上当人们个体头脑空空如也，自身内部认知网络完备性不足的时候，就会对认知外包理解产生误区，被纷繁复杂的表象所包裹、所驾驭，无法理解外部世界的本质规律，最后边缘化，丧失认知主体性。

限制主体发展多样性 例如目前很热门的智能推荐学习内容、规划学习路径等“导航式”教育，在基础教育阶段应用中隐藏着巨大风险。学习内容呈现的全面性和多样性会被破坏，学习者的思维被算法所规制，造成认知的偏差和思维的故步自封，学习者在学习之中往往会变得过度自信或者盲目自信。基础教育一定要给学习者提供丰富的、多元的学习内容，让学习者去尝试、去选择。其实失败本身就是一种非常重要的教育，尝试就是一种非常重要的教育。如果用人工智能剥夺了基础教育阶段学习者尝试的权利，会使学习者失去全面获取相关学习内容的学习机会，导致人多样性的丧失。

认知离散化、碎片化 智能时代人们获得信息的渠道越来越多，获取信息的手段越来越先进，但是信息的离散化、碎片化越来越严重，造成碎片化、肤浅化认知。人工智能技术结合详细的考点拆分，给学习者进行智能推荐（刷题），这种知识点拆分、刷题的适应性学习模式，不应该是人工智能教育的主要应用方向。我们不能只关注细小知识点的掌握，更需要关注在知识网络中多个节点交叉汇聚的某一核心概念，要将核心概念放在不同的场景下、不同认知水平的任务下，让学习者去激活和应用迁移，只有这样才能让学习者形成一个网状的知识结构，使学习者在面对复杂情境时，能把相关核心概念、知识群激活。

如何跨越认知外包的教育陷阱

一是要促进学习者核心素养的提升。智能时代，人们获取信息的成本越来越低，获取智慧的成本越来越高。人们一方面要借助认知外包处理海量的信息，另外一方面更需要借助智能技术洞察复杂事物背后的本质规律，解决实际问题。智能时代的教育需要从以发展智力为中心向智力和非智力协调发展转变，从学科知识获得为中心到核心素养培养转变，需要培养人机结合的能力与素养。

二是要通过智能技术促进学习者高阶思维发展。学习者要将学习的重点放在特定情境下真实问题的解决，跨越学科界限建立知识之间的有机联系，从多学科知识综合应用的角度提高学习者解决实际问题的能力。基于智能技术的认知外包能有效减轻、转移学习者的部分认知负荷，增强学习者处理复杂数据的能力，成为促进学习者发展高阶能力的理想“支架”，使学习者集中更多的精力发展高阶思维能力。

三是要促进认知结构的变化。学习者要形成具有包容性、能激活、以核心概念为核心的认知网络。智能时代，学习者的知识不仅有数量的增加，认知深度的提升，而且概念之间相互建立了语义联系，概念之间根据抽象程度以及亲疏关系建立网状联系，形成大的可以解决问题并有效应用于丰富情境的“组块”，这是一种专家知识的存储方式，这种知识其保持性和迁移性都是最好的。

四是要转变教学范式。教学范式是依据特定的学习理论与教学理论为指导，随着学习理论与技术的发展，教学范式也随之发生变化。教师从知识传递型的教学范式过渡到知识建构型的教学范式，再过渡到知识创新型的教学范式。也就是说，教学范式从教师讲学习者听，过渡到了教师精心设计问题、精心准备资源、精心准备活动、精心提供认知工具，从而诱导学习者一步步解决问题，在解决问题的过程中达成对知识的深刻理解，现今过渡到让学习者运用智能技术针对特定情境实现情境知识的创生，将普遍性的知识迁移到某一些特定领域中。

五是要明确知识到能力和素养的转化机制。北京师范大学基于核心素养的学科能力研究项目团队指出，尽管不同学科领域的核心素养分类和名称各不相同，但其实质是学习者顺利完成学习理解、应用实践和迁移创新的学科认识活动和问题解决活动的稳定的心理调节机制，尤其是在解决复杂的、不确定性的现实问题，即进行迁移创新类能力活动过程中表现出来的综合品质或能力，最终实现知识到能力素养的转化。（如图2）

六是要实现能力素养导向的教学取向迁移。要使知识从碎片化向整体化、结构化变迁，使教学从结论为本到思维外显变迁，使学习从习题化向真实问题情境变迁。要使学习者从获得知识结论的教学向知识解析的教学迁移、从转变偏差认识的教学向概念转变的教学迁移、从超越具体概念的教学向观念建构的教学迁移、从形成认识能力的教学向素养发展的教学迁移。如此，学习者才能实现以大概念之间相互关联的网状知识结构，从而有效驾驭外部智能风险，发展核心素养。

智能技术的飞速发展，给我们的生活、学习带来了便利和改变，但同时，智能技术也是一把“双刃剑”。我们应当避免极端化思想的出现，既不能全盘否定“人工智能+教育”，也不能万事都依赖人工智能，要研究技术融入教学以后客观的规律，正确地使用其积极的一面，预防其消极的一面。