数字素养与技能导论课件 第1章 数字素养的基础元素

第1章数字素养的基础元素数字素养与技能导论科技改变未来数据1.21.11.31.41.5大数据信息知识智慧1.61.7智能人工智能1.8DIKW金字塔1.1数据近年来，“大数据”“数据管理”“数据资产”“数据要素”等概念变得流行起来。其实，数据的历史比这要长得多，古代人结绳记事、刻痕计数都是以数据为基础的。例如，《周易·系辞下》记载：“上古结绳而治，后世圣人易之以书契。百官以治，万民以察。”数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.11.21.31.41.51.61.71.81.2大数据大数据是一个定义松散的术语，由一个“大”字就可以看出，大数据与普通数据最显著的区别在于它多用于描述庞大而复杂的数据集，这些数据集的大小往往超出人类在可接受时间内获取、管理和分析数据的范畴。大数据的特别之处有很多，区分它与一般“数据”的最简单的方式是3个“V”，如下图所示。1.2大数据其一，大量（Volume），即采集、计算、存储的数据量都非常庞大。其二，多样（Variety），即数据类型多种多样。通常来说，传统数据属于结构化数据，被组织成行和列，每个列包含特定的数据类型（如日期、文本、百分比等），能够被整齐地纳入关系数据库。其三，高速（Velocity），即数据增长、传输和处理的速度极高。随着数字技术的飞速发展，数据量也迎来了爆发式增长。数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.3信息“信息论之父”克劳德·香农（ClaudeShannon）在其著名论文《通信的数学理论》（AMathematicalTheoryofCommunication）中提出了计算信息量的公式：一个信息由n个符号所构成，符号k出现的概率为PK。则有：这个公式和热力学中熵的本质一样，故也称为“熵”。从公式可知，当各个符号出现的概率相等，即“不确定性”最高时，信息熵最大，故信息熵可以视为对“不确定性”或“选择的自由度”的度量。控制论的奠基人诺伯特·维纳（NorbertWiener）在《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学》（Cybernetics:OrControlandCommunicationintheAnimalandtheMachine）中提出，信息是“我们在适应外部世界，控制外部世界的过程中同外部世界交换的内容的名称”。我国著名的信息学专家钟义信教授认为信息是事物的存在方式或运动状态直接或间接的表述。美国信息管理专家福雷斯特·霍顿（ForestHorton）认为“信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据”。数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.4知识两千多年前，古希腊大哲学家柏拉图（Plato）在《泰阿泰德篇》（Theaetetus）中将“知识”定义为“确证的真信念”（justifiedtruebelief，JTB），他的“JTB理论”得到了不少哲学家的赞同，堪称知识的经典定义。具体而言，要使JTB理论成立，知识必须满足3个条件：第一有理有据，即有充分的证据来证明知识是合理的第二真实，即知识是真实的而不是虚假的第三相信，即知识是一个信念，我们必须相信自己拥有的知识。1.4知识回

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织（OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment，OECD）在《2030年的知识》（Knowledgefor2030）中指出，“知识……包括关于世界某些方面的既定事实、概念、思想和理论。知识通常包括理论概念和思想，以及基于执行某些任务的经验的实践理解”，并将知识划分为4种类型：包括特定学科的概念和详细的内容，如在学习数学和语言时学到的知识；学科知识（Disciplinaryknowledge）是对学科专家如何工作和思考的理解，这些知识有助于学生找到学习的目的，理解学习的应用，扩展他们的学科知识；认识论知识（Epistemicknowledge）是对如何完成某件事的理解，是为实现目标而采取的一系列步骤或行动，有些程序性知识是特定于某些领域的，有些程序性知识是可以跨领域转移的。程序知识（Proceduralknowledge）涉及将一门学科的概念和内容与其他学科的概念和内容联系起来;跨学科知识（Interdisciplinaryknowledge）数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.5智慧知识并不必然导致智慧。著名宗教家池田大作认为“光有知识，无法创造价值。唯有运用知识、活用智慧，才能创造出教育家牧口常三郎先生所提倡的‘美的价值’‘利的价值’和‘善的价值’”。但智慧必定基于知识。19世纪英国布道家查尔斯·司布真（CharlesSpurgeon）将“智慧”定义为“正确使用知识”。武汉大学陈波教授将智慧总结为“良善的动机、广博的知识、审慎的判断和真诚的行动”，“知识”即为四大要素之一。英国哲学家尼古拉斯·麦克斯韦（NicholasMaxwell）认为，学术界应该将重点从获取知识转向寻求和促进智慧，新知识和技术诀窍增强了我们的行动能力，然而，如果没有智慧，这种新知识和技术诀窍可能会给人类造成伤害和损害人类的利益。01021.5智慧“智慧”是传统核心价值观和道德精神——“仁义礼智信”中最基本、最重要的一部分。中华民族传统核心价值观讲“智”，主要包括懂得遵“道”、利人利国、慎言慎行、自知知人、见微达变、好学知过、量力而行、居安思危等内涵。“智”的核心，是辨明是非、善恶、美丑、真假，树立明确的价值追求和道德认知，即良知。数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.6智能中国古代思想家将“智”与“能”作为两个独立概念来理解。《荀子·正名篇》有云：“所以知之在人者谓之知，知有所合谓之智。所以能之在人者谓之能，能有所合谓之能”。就是说，人本身具有的用来认识事物的能力称作知觉，当知觉和所认识的事物相符合称作智；人本身所具有的用来处置事物的能力叫作本能，本能和所处置的事物相适合叫作才能

。1.6智能1983年，美国哈佛大学教育研究院教授霍华德·加德纳（HowardGardner）提出了“多元智能理论”（Theoryofmultipleintelligences），对人类的智能给出了更加广泛的定义。按照加德纳的理论，“多元智能”应包含以下8个情态范畴（Modality）：Verbal/Linguistic语言Logical/Mathematical逻辑数理Musical/Rhythmic音乐Visual/Spatial空间Bodily/Kinesthetic肢体动觉Inter-personal/Social人际关系Intra-personal/Introspective自省Naturalist自然辨识1.6智能从某些角度来看，“人工智能”在某些方面已经超越了“人类智能”。2017年，在“中国乌镇·围棋峰会”上，全球著名的围棋棋手柯洁与谷歌公司旗下公司DeepMind开发的人工智能AlphaGo进行了3个回合的“人机大战”，最终以AlphaGo3∶0战胜当时世界排名第一的围棋棋手柯洁告终。虽然人工智能的算力可能远超人类，但它无法赋予这些计算任何意义。2023年，中国教育发展战略学会列举了人类智能和人工智能的五大区别，认为人类智能是一种具有主观意识，具备学习与适应能力、创造力与想象力、情感与道德及自主性与责任意识的独特能力，这是人工智能无法比拟的。数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.7人工智能人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是“一个致力于工程系统的技术和科学领域，该系统为一组人类定义的目标生成内容、预测、建议或决策等输出”。1950年，“人工智能之父”阿兰·图灵（AlanTuring）在《计算机器和智能》（ComputingMachineryandIntelligence）中提问“机器会思考吗？”，将一个机器是否能够在与人进行自然语言对话时使人无法区分它与真人的区别，作为判断其是否具有真正智能的标准，这就是著名的“图灵测试”，这一远见卓识后来成为人工智能探索的一个关键点

。1956年夏天，达特茅斯学院数学教授约翰·麦卡锡（JohnMcCarthy）邀请了一小群来自不同学科的研究人员参加一个为期一个夏季的研讨会。在这次历史性的会议上，麦卡锡提出了“人工智能”的术语，并引发了持续20年的人工智能研究热潮。1.7人工智能近年来，受机器学习等新技术、强大计算机硬件，以及大量数据集的收集的影响，人工智能技术迎来了突破性研究进展与广泛场景的应用。例如，苹果智能手机的语音助手Siri、可以远程操控的小米智能家居、能够自主感知环境的特斯拉无人出租车……其中最令人瞩目的无疑是由美国人工智能研究和部署公司OpenAI开发的革命性聊天机器人ChatGPT，它能够像人类一样与用户对话、根据用户要求生成近似人类行文习惯的文章、回答各领域各行业的专业性问题。数据大数据信息知识智慧智能人工智能DIKW金字塔1.21.31.41.51.61.71.81.11.8

DIKW金字塔在信息大爆炸的数字时代，人们每天接触到的无价值、低价值的数据和信息呈爆炸式增长，而从纷繁复杂的数据和信息海洋中汲取知识、增长智慧却越来越难。要解决这个问题，我们必须厘清数据、信息、知识、智慧之间的逻辑关系，并从中找到规律，进而应用于数字化生产生活之中。“DIKW金字塔”代表了数据（Data）、信息（Information）、知识（Knowledge）和智