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专家聚焦|新课标背景下,人工智能教育的机会与挑战是什么?

发布时间 :2021-04-28

自2017年版《普通高中信息技术课程标准》加入了人工智能相关模块以来,一直是行业热议,它代表了国家的哪些指导思想和方向?过去,信竞、STEM、编程、机器人都成为过教育热点,如何看待现在人工智能教育的热潮呢?

一方面来说,2017年人工智能进入了国家课程标准,同时预计今年年底将发布新的义务教育课程标准,人工智能将进入必修范畴。我认为,这反映了新时代对于教育目标的改变

未来将是智能社会,我们身边各种各样的智能系统与应用已经“包围”了我们。未来的学生需要有这方面的基本训练,才能更好地成为建设者与接班人,所以人工智能教育等科技教育将成为未来教育的必要内容。

从根本上来讲,我认为它绝不会昙花一现,而会成为一种面向未来的思考方式,成为我们课程中的重要组成部分。

而另一方面,在“十四五”规划与2035愿景目标中,国家都把建设教育强国和世界人工智能领先国家作为重要目标。想要达到这样的宏伟目标,我们需要大批的拥有创新思维的一流人工智能人才。人工智能教育一定是关乎我们未来是否能达成战略目标的核心要素。

所以说,人工智能教育在未来一定有很大的发展空间与越来越好的社会环境。

举例来说,在去年疫情期间4月份左右,新华社发布了文章,首次提出生产要素从4个变成了5个:土地、劳动力、资本、技术、数据,也就是说我们五大生产要素中现在有两个或多或少与人工智能直接相关。如果把它提升到这个高度,就说明它已经成为国民经济社会发展的基石。我们未来的学生需要这方面的教育,需要领先,至少是观念领先。我个人觉得,它并不是资本运作的结果,或者技术的热潮。

在基础教育里面,包括创客教育、STEM教育、机器人教育,这些都是学校里面在开展的创新教育方式,包括现在的人工智能教育。实际上,我们做这些教育的目的一直都是希望能够培养学生解决实际问题的能力

人工智能作为当下新兴的教育课题,如何设计教育教学创新内容,运用项目制学习,最大化学习过程的体验、意义和价值?

非常高兴与大家分享江苏省在人工智能教育方面的思考和实践。

我们是在培养目标上以4个维度进行发力:

一、掌握人工智能基础知识与技能,发展人工智能意识。

我们要求学生必须掌握人工智能的基础知识和技能,以发展ta的人工智能意识。

二、提高计算思维能力。

这个维度我认为非常重要。清华附中的王殿军校长说过,计算思维对于创新人才的培养非常重要,它能让学生把复杂问题结构成若干个简单的问题,构建出可计算的模型,并把这套解决问题的方法进行迁移。

三、提升人机协同的能力。

目前我们已经身处智能时代,要学会与机器共存,更要学会运用机器来做人类做不到的事情,用人机协同来对抗一切的不确定因素。

四、树立人工智能社会责任意识。

我们强调对于人工智能技术应用的社会责任意识,并且培养学生对于技术安全、技术道德方面的意识。

江苏省的老师们进行人工智能课研

在教学实践细化层面,具体我们有4条途径:

一、信息技术以进行信息技术课来落实。

二、人工智能作为学科知识,与其他学科如数学、物理、化学、历史等学科一起来进行跨学科的融合与整合。

三、在主课堂之外,我们设立人工智能兴趣社团。

四、竞赛活动,包括人工智能机器人竞赛等。

同时,江苏省也在进行探索,借鉴国外的做法将适合中小学生学习的人工智能知识分为感知、表示和推理、机器学习、自然交互、社会影响五个阶段,分年段给出了分级学习目标。以人脸识别做为案例,小学阶段的定位是感知体验,我们希望学生了解人脸识别的基本原理,机器是通过观察和学习人类来执行任务的。而到了初中,学生需要了解机器学习的模型,知道如何去进行数据准备、提取特征,最后形成模型和分类输出。到高中阶段后,学生可以去进行开发时间,深入了解算法原理,甚至修改参数,提升人脸识别精度等等。

目前我们还未形成完整的体系,但是我们我们希望通过这样一种螺旋上升的方式,让学生能够拥有适合自己的成长路径来学习人工智能。

清华附中的学生发展中心关注学生的全面发展,组织包括科技、体育、艺术等多元的学习活动。我们目前一直想做一个大课题研究,就是想研究学生参与创新学习活动会不会影响他们的学业成绩

目前我们学校面向初中的孩子设立创客空间,面对高中的孩子设立高研实验室。每学年每年级大概有600多学生,大概有100多个学生分散在这样的实验室内,他们在初一、初二或高一、高二阶段都在进行项目制学习,有人工智能方向、生物方向等等。根据我们目前收集的信息表明,这些学生参与活动,的确没有影响到自己的学业成绩。

学生们在创客空间内进行学习

是什么支持我们继续做下去呢?我们发现是学生推动我们在做。在最初开设的校本课程内,人工智能类的课程其实不多,但是学生报名的特别多,那么就需要我们迫切地来开设这类课程。在课程中,很多老师发现,学生在上这类创新课的时候,与平时上课的积极性是不一样的,自主性学习是这类课程赋予孩子的很大的特点,他也会更有动力进行学业上的学习。以前有个孩子在我们创客课堂里学习,按照他当时的实际分数,其实是考不上清北这样的名校的。但是他对他的梦想职业特别感兴趣,他说最好的专业就在清华,他有了目标以后,高三一年他努力奋斗,最终也成功做到了。

所以教育的本质是什么?在于激发孩子内心的动力。刚才樊教授说的其中一点,我也特别认同,我们需要给学生提供创新的土壤。只要我们给予一些空间,我们就能看到学生自己去达成好的成果。

新课标设置了必修、选择性必修、选修三个模块,既要进行普适性教育又要培养资优的专业人才,我们面临哪些挑战?例如应用软件实训环境和智能硬件,是否提高了人工智能教育的门槛,对人工智能教育的价值和意义是什么?教育一线希望与各方怎样携手来一起解决?

如果学校要实施人工智能教育,要有课程、教材、平台、师资。那么我们要如何在更广阔的区域实施普适性的教育,我觉得这是比较大的挑战。

我个人觉得最大的挑战:创新是需要土壤的,我们的社会对于创新人才的发展要给予适度空间。要挖掘人工智能方面的人才,特别是世界级、领军级的顶尖人才,这不能仅仅依靠教育解决。社会认同不能仅靠课程或课程标准来解决,到目前为止,我们的教育还没有形成一种让真正有才能的孩子完全发展的空间。

试想一下,如果作为父母,自己的孩子在初中时就显露出对某一方面的浓厚兴趣,你愿意让他在高中的时候就辍学吗?或者愿意让他在大学期间辍学,像比尔盖茨、埃隆马斯克那样去创业吗?目前我们的社会是缺乏这样的包容性的。作为我个人来讲,我特别希望我们能够把五六十年代硅谷IT行业流行的创新文化,引进到我们教育里。

如果缺乏创新的土壤、创新的文化,即使安排再多的课程、活动,都无法解决根本问题。所以我觉得最大的难题,是要唤起全社会对于教育发展,特别是对于孩子的创造力发展的,包容的氛围和空间。这也是我们每一个教育工作者、每一个家长、每一个关心青少年成长、关心中国教育发展的人都要必须付出的努力。

现在的青少年,被称为数字时代的原住民,他们对于纷繁信息的处理能力与计算思维能力是高于某些成人的。我们希望他们能够在青少年阶段对人工智能拥有普适性的了解后,不管以后从事什么行业,都能具备这类素质,所以我们需要面向全部学生的信息技术课。

扩张阅读:中小学人工智能课程服务

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