摘  要：本文从理论和实践两个角度探讨了智能主体作为认知工具对人类学习的影响。从理论的角度，智能主体可以扩展人们的最近发展区、培养学生的认知策略，它是一种认知工具；从实践的角度，智能主体的教育功能包括处理信息过载、作为教育专家和为学生创设编程环境等，智能主体的设计决定了它的有效性和功能的发挥。

　　关键字：智能主体  认知工具

　　一、认知工具

　　认知工具的概念来自认知心理学领域，广义地说它包括一切能够支持、引导和扩展用户思维活动过程的智力方法或技术设备。从这个概念我们不难看出，认知工具分为两种：一种是有形的认知工具，即技术设备，如铅笔、黑板、投影等等；另一种是无形的认知工具，即智力方法，它包括一系列的认知策略，如语义网、元认知等等。正如烤箱支持烹饪一般，认知工具能够支持人们的认知过程。它最主要的特征就在于简化人类的学习任务，使学习者更有效的学习。

　　从历史的角度来看，在过去的半个世纪内，认知主义心理学的兴起使人们对学习的研究从学习者外部转向学习者个体本身，教师和课程开发者都力图通过为学生提供一个有意义的任务环境来促进他们的认知活动。但令人遗憾的是，多年来，我们几乎没有一项专门为学生认知而设计的技术工具。无论是被广泛使用的黑板、还是投影、计算器等，它们都是在诞生后才被引入教育领域的。个人计算机的使用彻底改变了这一面貌，人们开始设计和开发以促进人类思维为目的的认知工具。这些工具与原来指向任务的工具不同，它们直接作用于人类的思维、问题解决和学习等认知活动过程。如今，信息技术迅猛发展，第三次浪潮势不可挡，人们的学习、生活和工作方式都发生了质的变化。如何借助于计算机和网络技术，设计出适合新世纪人类需求的认知工具？这成了教育界当前迫切需要解决的问题之一。在这样一个时代的呼唤下，智能主体技术成为人们关注的焦点。

　　二、智能主体及其特征

　　智能主体技术历来是人工智能领域研究的中心，正如斯坦福大学计算机科学系的Barbara Hayes-Roth所说，“智能的计算机主体既是人工智能最初的目标，也是人工智能最终的目标”。对于何谓主体的问题，人们没有统一的答案。一般认为，“主体是一种处于一定环境下包装的计算机系统，为了实现设计目的，它能在那种环境下灵活地、主动地活动”。简而言之，主体就是这样一种计算机系统，它能根据用户的需求向用户提供个性化的服务。Microsoft Office和瑞星中的小助手都是智能主体的生动实例。正由于智能主体服务的自动化和个性化，Negroponte将它亲切地成为“电子管家”、“数字姐妹”。

　　智能主体是一种新的计算和问题求解范型。它的主要思想来自心理学对分布式认知的研究。分布式认知理论认为人的认知活动产生于人们的交互过程中，人类智能的本质是社会性的。与此相对应，单个的智能主体就是网络虚拟空间中的“人”，多主体的系统就是这个空间中的“社会”，智能主体的智能离不开各主体间的交互活动。

　　Wooldridge和Jennings认为，对于任何一个可被称为主体的计算机系统而言，它必须具有以下特点：

　　        自治性（autonomy）：主体运行时不直接由人或其它东西控制，它对自己的行为和状态有控制权。

　　         社会能力（social ability）或称可通信性（communicability）：主体要能通过某种通信语言与其它主体进行信息交换。

　　        反应能力（reactivity）：主体应能感知它们所处的环境，并通过行为改变环境。

　　         自发行为（pro-activeness）：主体行为是在感知周围环境变化的基础上自发产生的。

　　综上所述，智能主体是一种能为用户提供人性化服务的自治计算机系统。那么，它将对人们的认知有何影响呢？

　　三、智能主体是一种认知工具

　　正如上文所述，认知工具是一种能直接作用于人类的认知活动、降低认知难度的智力方法或技术设备。因此，评价一项技术是否能成为认知工具，最主要的依据就在于它能否在人类的认知过程中降低认知的难度。笔者认为，智能主体实现了人们多年来直接作用人类内部认知过程的愿望，它是一种名副其实的认知工具。

　　第一、   智能主体可以扩展人们的最近发展区。智能主体是对人类智能社会性反思的结果，其本质上包含了分布式认知的概念。它既可以根据自己的知识库向用户提供适当的指导，也可以通过它的社会交互能力为用户寻求更多的帮助。根据维果斯基的最近发展区理论，最近发展区是学生在有帮助的情况下可以完成的任务区域，教师的任务就是帮助学生跨越这个区域。勿庸置疑，学生所得到的帮助越多、质量越高，完成这一跨越对其而言就越容易。

　　第二、   智能主体可以培养学生的认知策略。认知策略的学习历来是令教育者头痛的问题之一，人们常为无法直接介入学生的认知过程而犯愁。智能主体具有学习功能，它可以通过对外部环境的感知记录下每个学生的行为，建立学生行为数据库，并提出最好的策略建议。一方面，学生行为记录为学生了解自己的学习过程提供依据，促使学生反思自己的认知策略。Salomon开发地写作伙伴就是这样一个智能主体，它通过在写作过程中向学生提出一系列问题来获取学生的行为信息。另一方面，智能主体根据自己的推理机制为学生提供认知策略建议，有利于学生认知策略的改进。

　　四、智能主体的教育功能

　　（一）  处理信息过载

　　人们常说这是一个“知识爆炸”、“信息爆炸”的社会，事实也确是如此。如今，我们每人每天所接触的信息可能比我们的祖先十年、二十年、甚至一辈子接触的信息还多。面对这样的挑战，我们的大脑提出了抗议。工作记忆7±2的限制是人类无法突破的阈值。智能主体作为Internet上的一个信息管理通道，它可以帮助我们过滤、选择信息。对于学生而言，智能主体可以帮助学生从信息的海洋中筛选出对其有用的信息，减少学生的信息处理量。

　　智能主体还可以为学生度身定制信息。对于同样一则信息，传播者可以采用多种编码方式进行编码。如对于同一则新闻，既可采用文字的形式报道，也可采用图片的形式表达。另一方面，对于受众，每个人都有自己所擅长的信息接收方式。有些人擅长于“听”，有些人擅长于“看”。只有当传播者对信息的编码方式和受众所擅长的接收方式一致时，信息的传播才最有效。为学生提供同一信息的不同表达，是原有的教育传播系统所渴望而不可及的。智能主体的出现给了人们一线希望，它可以根据学生的特点对信息进行重新编码处理，提供信息的多重表现，从而满足不同认知水平、不同兴趣的学生的需求，为学生提供一个个性化的学习环境。

　　（二）  作为教育专家

　　让计算机作为一个教育专家介入教育系统，这是计算机辅助教育领域历来的观点。智能导师系统就是在这一思想的指导下开发出来的，它也确实为学生的学习提供了有效的指导。但智能主体与智能导师系统有何不同呢？智能主体包括许多智能导师系统的元素，但它也超越了智能导师系统。

　　智能主体作为一个教育专家与学习者的关系是一种认知学徒的关系。在学习的过程中，学生在真实的情境中学习解决问题的方法，逐步建构自己的知识；智能主体以导师的身份观察学生的行为，它不可干涉学生的活动，但可以为学生提供实时的帮助。这种关系与足球场外的教练和运动员的关系有些相似，也是“认知学徒”的得名之处。而在智能导师系统中，教师是传统教师得替代者，他的任务是向学生传递知识；学生则与传统教室中得学生一样，是知识的被动接收者。当然，在智能导师的帮助下，这种知识的传播过程可能会变得更有效。但是，这样的智能导师所担任的角色只是知识传递者，它没有直接作用学生的认知过程，因此不能归入认知工具的范畴。另外，智能主体还有一个无论是传统的教学领域还是智能导师系统都无法实现的功能，即作为学生的个人智能顾问，促进学生的元认知过程。它鼓励学生反思自己的认知过程，并学习建模智能主体的策略。

　　智能主体是学生学习的支架。在学习活动的开始阶段，智能主体根据学生的先前水平为学生提供最大的帮助；在以后的学习过程中，随着学生能力的提高，智能主体根据学生的学习行为记录，及时调整所提供的帮助，直至最后学生在没有帮助的情况下顺利完成学业，跨越最近发展区。而在智能导师系统中，学生的认知过程是系统设计者事先安排的，学生在学习的过程中除了遵行这个过程外，别无选择。智能导师可能是学生学习的支架也可能不是，这完全取决于智能导师系统的设计者。

　　智能主体的学生模型是对学生所有特征的再现，它包括学生个人的兴趣、过去的学业状况、专长、年龄、性别等，智能主体的推理从学生的整体特征出发。而智能导师系统的学生模型只是学生所学知识的一种再现，它所关注的问题较为狭窄。一言以蔽之，智能主体从宏观的视角综合处理学生和他的学习，而智能导师系统从微观的角度出发，分析特定的教学任务。

　　（三）  为学习者创设编程环境

　　众多研究表明，学习者在作为一个建设者时，往往表现出更高的积极性和对研究对象的更多关注。Kearsley提出将智能主体内嵌在程序设计的环境中让学生借助于程序设计语言创建自己的智能主体。这样，智能主体就成了教会学生思维的工具。如今，人们已将这一思想付诸实际，如在Vivarium的项目中，Alankay认为智能主体与对象有着不可分割的亲缘，学生可以在一个面向对象的程序设计环境中开发智能主体。Smith，Cypher & Sohrer创建了一个供小孩和不会编程的成人使用的工具包——Kidsim，这个工具包中的所有对象都采用图形用户界面，用户可以通过它简单方便地建设和修改模拟的环境，创设自己的微型世界。

　　五、智能主体建构需要考虑的几个问题

　　智能主体技术作为一种认知工具必将对人类的认知活动产生影响，为保证它的有效性和教育功能的发挥，笔者认为在建构智能主体的过程中必须着重考虑以下几个因素：

　　第一、   智能主体的知识表达方式。智能主体的推理离不开知识，那么智能主体的知识库中应存放怎样的知识？是元知识，还是学生所要学习的知识？这两者有很大的区别，而且作为智能主体的推理基础，它对整个智能主体的运行起着决定性的作用。

　　第二、   智能主体的推理机制。智能主体需要多种较为一般的推理方法作为推理的依据，这些推理方法是对学生思维活动的抽象。在教学实践中，不同的学生对不同的科目、不同的问题往往有着不同的思维路径，这就大大增加了抽象的难度。

　　第三、   智能主体要为学生所信任。智能主体要反应学生的真实情况，它的处理结果要能为学生所认同。对于智能主体的信任性，Maes认为：要提高智能主体的信任度，用户必须能够和智能主体进行交流，参与智能主体的建模的工作。任何一个值得信赖的智能主体必须包括四种能力：监控用户，注意他或她的行为；直接或间接地向用户提供反馈；用户可以通过一些样本来训练主体；主体可以与其它主体进行通讯。

　　第四、   智能主体对学生“透明”。“透明”是指用户可以观察或修改智能主体的运作过程。使用智能主体的最大风险在于主体的推理不一定正确。差之毫厘，谬以千里。学生一旦可以监视和修改智能主体的运作，就可以对智能主体的推理作出及时的更正，既防止了错误的发生，也进一步完善了智能主体的推理机制。

　　六、小结

　　智能主体提出了一种新的学习范型，这种范型建立在计算机和人类共享、合作的观点之上。虽然人们在实际建构这一系统的过程中会遇到很多困难，但探索、开发智能主体是一项很有意义的工作，它将有助于我们加深对教学的认识，为个人教学系统、电子绩效系统的开发提供更多的指导。另外，智能主体在工业培训领域中的前景更加值得人们关注。