在与人工智能交互中提升问题解决能力

在AI浪潮中成长的学生，势必在不同时间节点和多样空间场景中与AI频繁交互，并在未来面临更多新的复杂问题。这一趋势迫切要求教育着力提升学生的问题解决能力，培养他们与AI有效协作的意识与能力，以更好地应对未来社会的挑战。2024年9月，联合国教科文组织发布报告《学生人工智能能力框架》，勾勒出了AI时代学生作为“负责任的问题解决者”的基本面貌。因此，深入探讨AI时代提升学生问题解决能力的意义，并积极探索AI辅助他们解决问题的可行路径，不仅有助于锚定学生AI能力的发展方向，更能够推动个体与社会的协同共进，具有重要的现实价值。

AI时代培养学生问题解决能力的重要性

AI在内容生成、数据分析、知识整合等诸多领域的强大功能不断刷新着人们的认知。当AI能够轻松应对语言翻译、图片编辑、文案润色等问题时，人类看似成了“提问者”，实则也有了机会成为“问题解决主导者”。

AI展现出的工具性优势与其本质局限之间呈现出一种鲜明的张力，使其能够高效辅助人类解决问题，却难以真正主导复杂问题的解决与创新方案的生成。作为基于数据与算法的产物，AI缺乏人类所具备的创造力、复杂推理、情感共鸣、道德判断等能力，其给出的问题解决方案未必能够满足个体与社会的需求。此外，受限于训练数据的时效性与范围，AI在面临全新的问题情境时，难以突破既有的知识与思维框架，无法像人类一样灵活探寻创造性的解决方案。AI的“能力盲区”恰恰凸显了人类的独特价值：人类能够综合多方复杂因素，尤其是融合创造力、情感、道德伦理等因素，制定出更具创新性与适切性的复杂问题解决方案。

与此同时，AI时代对人类生活的变革与重塑，预示着未来社会的复杂性将持续增加，这意味着人类解决复杂问题的能力愈发重要，培养学生的问题解决能力刻不容缓。

AI时代培养学生问题解决能力的向度

人类与AI协作解决问题无疑将成为未来社会发展的必然趋势，在此过程中，如何在确保人类居于主导地位的前提下充分发挥二者的优势，将是我们面临与探讨的重要课题。对此，需厘清学生问题解决能力的多重向度并加以培养，深入探究如何引导学生了解、应用AI，学会与之对话，从而使他们能够在AI时代负责任且有创造性地解决复杂问题。

明确问题解决的方向。面对社会中的复杂问题，学生应当结合社会发展及个人的意志与需求、可利用的资源条件等进行综合考量，为问题解决设定清晰的方向。这意味着学生在使用AI的过程中应坚持以人为本的价值观，明确自身在AI时代应具备的社会责任感与公民意识，同时具备人机协作的主体意识，杜绝将人类应有的选择权与主导权让渡给AI。

清楚问题解决的标准。问题解决方案的可行性与创新性最终取决于人类的评价。因此，学生应持有明晰的判断标准以决定是否采纳、如何优化与AI协作生成的问题解决方案。这些标准应涵盖多个维度，例如方案是否符合伦理道德、是否具有创新性、是否适用于特定社会文化背景、是否切实可行等。对此，教育教学应从仅关注位于“输入端”的学生是否熟练掌握AI的使用方法，转向培养他们在“输出端”批判性地评价AI回答质量的能力，从而促进他们批判性思维的发展，以实现与AI的有意义互动。

分解问题解决的步骤。在现实社会中，复杂问题的解决往往要经历多个步骤。将问题解决过程拆解为多个步骤的能力通常被视为人类特有的高阶思维能力。然而，随着AI技术的持续发展，这一认知正在被逐渐打破。使用思维链提示（Chain-of-Thought Prompting，CoT）方法对AI进行提问，可激发其模拟人类推理过程并实现思考路径的“透明化”，从而将复杂问题分解为一系列清晰的子任务，明确子任务的目的、条件与方法。这为学生与AI合作分解问题解决的步骤提供了新的可能，他们在应用AI并与之深入对话时，可将自身观点与AI分析结合，进一步优化分解步骤，提升其可行性与有效性。

拆分问题解决的板块。了解并划分人类与AI各自擅长的任务类型，并基于此进行问题的拆解与分工，是人机高效协作解决问题的关键。例如，AI在海量数据处理与分析、自然语言处理等领域表现优秀，而人类在涉及创造力、情感理解与伦理等的任务中发挥着不可替代的作用。因此，学生需要在理解人类与AI各自擅长领域的基础上，根据问题的具体需求合理分配任务，明确哪些部分交由AI处理，哪些部分需由自己主导，从而在充分发挥AI工具性价值的同时，确保问题解决符合人类社会价值观，实现人机协作的最优方式。这种分工机制不仅能提升效率，更能确保技术应用服务于人类。

AI助力学生问题解决能力培养的路径探析

AI不仅对学生解决问题的能力提出了要求，也可以帮助他们成为更好的负责任的问题解决者。

提供问题解决的思路，让学生勇于接受挑战。现实世界的问题通常非常复杂、综合，并具有跨学科特性，这些问题对于学生来说难度过高，因此学校教育中常常倾向于简化问题，教授一些固定的方法、步骤和知识等。但因为这些方法和步骤常常是“去情境化”的，因此当学生面对真正的问题时往往无法统合方法、步骤和知识。而有了AI，就可以将现实世界的问题引入课堂，因为无论多复杂的问题，AI都可以给出解决问题的初步思路，从而让师生有解决问题的抓手，它能提供合适的支架，让学生有勇气直面具有挑战性的问题。

定制合适的问题，适应于学生的经验水平。AI也可以根据要求生成问题，更适合不同的学生。首先，AI可以围绕同一主题，结合学生生活的不同地区实际情况，生成更贴近于学生生活场景的问题，从而激活他们的经验去解决问题。其次，AI可以围绕素养形成一系列相关的问题，贯穿于不同学段或同一学段的不同年级，从简到繁，从易到难，阶段性地促进学生素养的形成。

列举问题解决的方案，帮助学生拓宽思路。AI可以提供多种解决问题的方案，促使学生多角度思考问题。首先，AI可以给出不同版本的方案。丰富的案例可以避免学生只进行简单的模仿，机械化、套路化地解决问题，帮助他们厘清问题解决的底层逻辑。其次，AI可以从不同角色出发，给出不同风格、不同立场的方案，让学生学会换位思考。最后，可以要求AI给出完全不同甚至相反的方案，让学生有机会从不同的视角来看待问题，甚至可以让AI扮演“反方”，学生扮演“正方”开展辩论，从而促使学生学会更为全面地看待问题。

协助问题解决的过程，给学生提供练习的机会。AI还能和学生合作，一起解决问题。首先，AI是伙伴。有了AI，学生可能会感觉到自己并不是孤军作战，在过程中产生任何问题，都可以和AI商议。其次，AI与人是互补的。可以让学生事先预测AI可能给出的回答，或者事后为AI给出的方案打分，这不仅可以有效避免评价同伴时可能产生的顾虑和尴尬，更重要的是，通过这样的练习，可以帮助学生更好地了解AI与人脑的区别，找到各自的优劣势，建立作为人的自信心，为未来与AI协作奠定基础。

验证问题解决的效果，使学生形成思维回路。学生在学校教育中提出并解决问题，很少有机会面对真实受众，难以得到现实世界的反馈。而AI可以模拟角色，对学生解决问题的方案进行评估，并给出具体的改进意见，从而让他们对设计的方案进行反思。甚至可以通过训练AI的智能体，让学生有机会“面对面”地与相关受众对话。此外，AI还能设计网页和小程序，构建虚拟实验室，使学生形成的问题解决假设可以直接在虚拟实验室里被即时检验，帮助他们形成“假设—验证”的思维闭环，从而更细致、更有方向地思考。