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2019年12月28日 星期六

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高中人工智能課程背後的冷思考

近幾年,人工智能掀起熱潮,人臉識别、VR(虛拟現實)、AR(增強現實)、自動駕駛等技術進入日常生活,極大地改變了人類社會。

有機構發布的《全球人工智能人才報告白皮書》顯示,全球人工智能領域人才約30萬,而市場需求在百萬量級。

人工智能強勢崛起,相關人才嚴重短缺,促使高校紛紛建設人工智能學科,科技教育也從高等教育走向基礎教育。2017年7月,我國首部國家層面人工智能發展規劃《新一代人工智能發展規劃》正式出台。《規劃》要求,實施全民智能教育項目,在中小學階段設置人工智能相關課程,逐步推廣編程教育。

工智能進入高中校園逐漸成為一種趨勢。人工智能給高中生帶來了什麼?高中人工智能課堂遇到了怎樣的困境?如何正确看待并建設基礎教育中的人工智能學科?本刊記者采訪了多位一線高中教師及校長。

人工智能課程學習,思維與體驗并重

2018年初,教育部發布《普通高中課程方案和語文等學科課程标準(2017年版)》,正式将“人工智能” 納入新課标的通用信息技術課。此外,全國已有幾所高中試水人工智能課程,籌劃開設“人工智能實驗班”, 并在今年秋季招收學生。這些專門成立的人工智能班, 旨在培養對人工智能有興趣的學生,向大學輸送人工智能學科人才,未來從事相關領域工作。

黑龍江省哈爾濱市哈爾濱工業大學附屬中學副校長蔺紹勇告訴記者,學校新成立的人工智能實驗班, 從大學人工智能課程中抽取一部分适用于高中生的知識作為授課内容。鄭州市第二中學人工智能創新班的 招生宣傳顯示,學校預計招收100名高中生,接受每周不少于2學時的人工智能特色課程。

這并非首例。今年2月,上海市市西中學率先開設了人工智能高中選修課,并使用我國第一本面向中學生的人工智能教材《人工智能基礎(高中版)》,20餘位學生選修此門課程。“人工智能的理論較為深奧,高中生不适合進行理論學習。選修課注重培養學生的興趣。”該校主管人工智能教學工作的副校長林勤向記者介紹,選修課的教學目的在于讓學生對人工智能及其 應用有初步了解。高中生學習人工智能擁有巨大的優勢,沒有任何思維及理論框架的束縛,能夠在學習過程中提出問題,并開展相關興趣課題的探索。

人工智能課程除了能調動學生的興趣,還能夠提升思維能力。“未來工作将會越來越多地用到人工智能。高中階段對學生人工智能思維的培養,比純粹的知識技能傳授更有優勢,能夠為學生以後的人生帶來永久性效益。”廣東省中山市中山紀念中學信息技術高級教師喻文喜說,高中生課餘時間有限,人工智能課程應弱化理論,側重于學生的個人體驗。高中生很難研發一款真正的人工智能産品,但通過相關課程學習,可以結合自己的實際,從自己的身邊和生活出發,簡單編寫一些接地氣的人工智能程序,了解人工智能的原理和方法,更好地感受人工智能的魅力。

高中人工智能課堂尚在摸索階段

高中的人工智能課堂有兩種形式,一是通用信息技術課中與人工智能相關的内容,二是部分有條件的學校單獨開設的人工智能班。調查中,記者發現,人工智能相關的課程授課教師以信息技術老師為主。一些信息技術老師在接受采訪時表示,目前還沒有拿到新課标的教材,時間有些倉促,授課條件還不夠成熟。 新課标啟用後,對老師的授課方式及學生的培養模式,尚未有更具體和深入的思考。

此外,學生生源、一線師資短缺也是很大的問題。陝西省漢中市龍崗中學信息技術老師徐亮在接受記者采訪時表示,一些高中生對人工智能課程有濃厚的興趣,也表現出極強的天賦,但家長和老師并不支持。原因在于,他們認為人工智能課程耗費了大量的時間和精力,會影響文化課的學習。此外, 缺少相應的衡量标準,也成為高中生學習人工智能的絆腳石。信息技術尚未納入高考評價體系,高考仍舊以文化課為主,家長很難看到新興的人工智能對學生的隐形影響。除非是通過參加高校自主招生認可的比賽和高層次獎項,增加升學優勢,才能夠被家長認可。學習人工智能在某一方面鍛煉了學生 的思維能力,但不會像數學等文化課成績提升明顯。 對于現在的高中生,通過高考讀大學是一條普遍且穩妥的路。在高中課堂裡可以滲透人工智能的内容,但更專業的學習應該放在大學。

目前中學教師的師資仍舊以計算機、 軟件工程等專業高校畢業生為主,高校人工智能專業學生還未畢業。缺少合适的老師是較為普遍的現象。 人工智能課程的授課教師需要有編程能力和清晰的數學思維,并對人工智能有一定的了解。“現在的情況是缺老師,缺教練。”喻文喜補充,中學老師一般是計算機科班出身,在大學未必接觸過人工智能,即便在大學學過,現在的人工智能水平也已經遠遠超越過去高校學習的相關知識。

多方合作,助力人工智能攜手教育

正确看待人工智能與教育結合很重要。“人工智能課程是科技教育的一部分,而科技教育是将先進的發展理念和内容引到學生身邊。”林勤說,“教育不是‘趕時髦’,應該以教育規律為前提,進行全盤設計。基礎教育和社會科技發展接軌,要一步一步來。”

人工智能課堂應避免流于形式。常州市高級中學信息學教師曹文表示,一些高中課程以“人工智能” 為噱頭吸引優質生源,但缺少實質性的教學環節。必須規劃好人工智能課堂的教學目标和教學計劃,為高中生提供豐富的教學資源和有效的指導。

徐亮認為,人工智能課為老師帶來挑戰。授課教師需要及時更新知識儲備,需要具有終身學習的理念, 不斷地拓展、交流,獲取更新的知識理念。

“興趣”是高中生學習人工智能的一把鑰匙。徐亮強調,學生對人工智能的學習,首先要感興趣,能夠靜心鑽研。喻文喜認為,人工智能課程也不能被視為升學捷徑,要擺正心态,避免功利的學習目的。要從興趣和基礎出發,關注和學習人工智能。

人工智能未來将給生活帶來翻天覆地的變化,盡管困難重重,仍需要主動擁抱新技術。技術更新速度快,需要依靠高校與企業的力量,聯合做好基礎教育。 喻文喜表示,“教學”不是僅憑教師一己之力就能完成的,有必要引入企業及其他社會資源,集合多方力量共建高中人工智能課堂。此外,高中人工智能課需要“領跑者”。應優先考慮在有高校支持,硬件設施完備、企業技術人才支持等相關條件成熟的學校,建立人工智能實驗班,積極推進人工智能課堂建設。目前,就中學而言,在全國範圍内全面鋪開人工智能課程有難度,但通過不斷努力,未來可以實現。

學習人工智能課程不能僅憑一腔熱情,還要量力而行。蔺紹勇認為,學校的人工智能實驗班傾向于招收數理化基礎知識紮實的高中生。喻文喜認為,人工智能課程适合有良好的文化課成績,對人工智能有興趣、有内驅力的學生。這樣“學有餘力”的高中生,有望成為具有專業學科素養的後備力量。