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人工智能教育如何進校園

人工智能與教育”系列報道之五

不久前,蘇州工業園區舉行了第七屆“吳文俊人工智能科學技術獎”頒獎盛典,當記者問主辦方代表“當前人工智能沖擊最大的是哪個行業”時,中國工程院院士、中國人工智能學會理事長李德毅毫不猶豫地說,是教育!

2017年7月8日,國務院出台《新一代人工智能發展規劃》指出,推動人工智能在教學、管理、資源建設等全流程應用;構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系。由此,在這個新時代,人工智能進學校上升為國家戰略。

人工智能正快速進入教育領域

回顧我國人工智能進學校的曆程,不難發現,人工智能進學校重要載體應該是智能機器人的編程教育。2001年中國科學技術協會在廣州南沙科技館舉辦了第一屆全國青少年機器人競賽;2004年教育部和中央電化教育館也把“電腦機器人”作為競賽項目列入全國中小學電腦作品制作活動中;2003年起,教育部确定在部分省市試行将機器人教育作為高中選修課,如“通用技術”選修模塊的簡易機器人制作和“信息技術”選修模塊的人工智能初步供學生學習。

但是,在2014年以前,大部分學校隻是以課外活動、興趣小組、培訓班等形式開展活動,與全面普及機器人教育還有很大的距離。2015年,我國中小學迎來了“創客元年”,很多學校設立了創客空間,基于智能機器人開展創客教育和STEAM教育。随着2015—2017年世界機器人大會在北京的舉辦,我國迎來了機器人的春天。

教育部高中信息技術課程标準修訂組聯席組長、北京師範大學教授黃榮懷指出,關于中小學開設人工智能課程的問題,自從《新一代人工智能發展規劃》發布以後,已在《高中信息技術課程标準》的必修模塊中增加了人工智能基礎知識的内容,并修訂了人工智能初步模塊。他提出兩點建議:一是在中小學,特别是義務教育階段的機器人教育、創客教育、綜合實踐及相關比賽中與高中階段進行調整和對接;二是整合企業和其他社會資源對中小學人工智能教師開展針對性培訓。

“人工智能正快速進入教育領域,既是教育改革新工具,也是課程教學新内容。”教育部教育信息化專家組秘書長、華東師範大學教授任友群認為,人工智能對部分現有工種的取代和對新職位的創造将帶來人才培養類型、培養内容以及供需等方面的巨大變化,并對深化教育體制改革産生深遠影響。

任友群認為,應把人工智能列入必修内容,目标是素養培育,抓手是編程實踐。這裡要注意幾點,一是要從人工智能基礎知識教學入手,了解前沿領域發展情況,進行人工智能啟蒙教育;二是要讓每個學生學會與智能工具打交道,體驗日常生活中的人工智能産品;三是要分學段實施不同層次的編程教學,學習用編程解決實際問題,培養計算思維、創新思維等信息時代的基本素養。

人工智能教育要重視倫理價值

中國基礎教育質量監測協同創新中心網絡平台部主任張生認為,人工智能教育要重視倫理價值取向的設計。人們對人工智能發展的熱切關注,很大程度上基于對人類自身的關注。人類是否會被機器人取代?人類會不會成為人工智能的奴隸?其實質是人腦智能與人工智能,或者說人與機器人如何和諧共處的問題。教育不僅承載着改變思維方式的任務,還承載着塑造世界觀、價值觀的重大任務。人工智能倫理問題應在課程設計與實施中得到充分重視。諸如“自動駕駛車輛在馬上要發生事故時,是優先保護路人還是乘客”“如何增加人工智能給人類帶來的幸福,同時減少憂慮”此類的問題,将使學生在學科相關的真實問題情境中發展批判性思維,并學會從科學主義和人本主義結合的角度思考和解決問題。

中國教育科學研究院齊媛博士認為,人工智能課程應以兒童計算思維的發展為核心。近年來,“計算思維”已成為教育中的熱點詞彙,更有組織倡導計算思維是與讀寫算并列的第四種基本技能。編程語言是計算思維的物質外殼,是理解科技世界的一把鑰匙,其實質是一種思考和理解方式。隻有掌握這種語言才能與人工智能這種工具更好地溝通。随着技術的發展,編程語言的可接受年齡不斷降低,這為人工智能進校園奠定了很好的基礎。

記者這幾年持續關注廣州市教育信息中心“智創空間”創始人王同聚。作為我國最早一批從事智能機器人教育的教師,王同聚是我國人工智能進學校的親曆者。他說:“基于智能機器人開展創客教育和STEAM教育,在各自學校利用信息技術課和校本選修課等形式在學校開設智能機器人編程課程、組建課餘活動興趣小組,在部分年級開展基于智能機器人編程的人工智能普及課程,讓人工智能課程進入了中小學生課堂,這是一條值得嘗試、能改變傳統教育模式的創新之路。”

人工智能對未來學校、教師和學生影響巨大

人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模拟。基于人工智能的虛拟現實技術應用,可以讓學生沉浸在曆史和虛構的世界中,或者探索現實世界中難以融入的環境和科學對象。數字智慧閱讀設備也會變得更加智能,将通過人工智能系統提供自動連接到補充信息庫以及安置了不同語言的自動翻譯系統,幫助學習新知識。

近年來,随着人工智能的崛起,越來越多的高校開設了人工智能專業,培養從事智能科學研究人才。人工智能涉及多個學科交叉領域,除帶動本專業的發展外,還影響相關專業的快速發展,如腦科學研究、大數據技術、物聯網、虛拟現實技術應用等。未來人工智能的發展不但會取代或變革現有的工作,還會創造很多新型的工作。因此,學校教育必須緊跟時代發展步伐,不斷調整學科專業方向與人才培養目标,才能為社會培養更多的創新型人才。