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人工智能时代 我们应该做好基础教育

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发表于 2017-9-12 17:36:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
  对于我们这一代人,无人驾驶汽车、语音助手等人工智能科技或许令人惊奇。但下一代可能没有人会对此感到惊讶了。以后人工智能将不仅是一种工具,更多时候,它会变成你的同事,成为你生活中不可或缺的一部分。
  我们的下一代将能够有效利用人工智能和大数据,认识到自身的局限性,完善人工智能平台和系统。而现在,我们就要帮助他们做好准备,也就是说,我们需要改进初级教育,优化中等教育的计算机科学教育。
  看看现在的儿童是怎样使用人工智能和自动化技术的吧。
  如果你对Siri说,“打开身着橙色连衣裙的明星照片,”不到一秒钟,手机上就会出现Taylor
  Swift的照片,现在这看起来像魔术,但显然并不是。工程师们在设计人工智能系统时,先将任务分解成许多小任务,找到针对每个小任务的解决方案,再让彼此之间产生联系。
  以Siri为例,人工智能系统先将接收到的语音分成小的部分,并把它们发送到云端,然后分析每个部分的含义,再将分析结果转换成搜索请求。最后,对各种可能的解决方法进行筛选和排序。因为云端足够强大,这个过程只需要几微秒的时间。
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  人工智能系统并不像火箭科学那么复杂,但它需要各方面的知识,比如用于破解语音的波形分析、让机器识别裙子的机器学习知识、保护信息的加密设置等等。而且不少知识都相对基础,能够举一反三应用于许多程序。因此,这并不是一个天才在闭门造车。投身于人工智能科技的人必须具备组建团队、发挥各个成员的能力。而这些就是我们需要教给下一代的东西。
  随着人工智能不断普及,我们需要将注意力转移到人类区别于人工智能的特质上——创造力、适应性和人际交往技能。
  在初级教育阶段,我们需要重视培养学生解决问题的能力和团队合作意识。所幸,现在初级教育阶段已经在这方面有了较大的投入。
  另一方面,不论哪个阶段,道德教育都应该得到更多的关注。很多时候,人工智能科技都会面临道德困境——比如怎样克服种族、民族和性别偏见,无人驾驶汽车如何平衡车主和行人的生命权益等——这就需要我们和工程师共同努力,不断优化人工智能的应用。
  当今已经是数字时代,计算机科学变得与写作和数学同等重要。对于个人来说,不管是成为一名计算机科学家还是选择别的职业,编程技能都将有助于他们的职业发展。
  现在,美国只有40%的学校开设了编程课程,而且教学的质量和规范性也参差不齐。参加计算机科学大学先修课程(AP)考试的学生数量近年来急剧增长。去年参加计算机科学大学先修课程A考试(APCS-A)的考生高达58,000人,但仍远远落后于参加微积分大学先修课程AB(APC-AB)考试的人数,而后者考生已达308,000人。而且,美国三分之一的州甚至没有将计算机科学课程计入学生的毕业学分。
  令人沮丧的是,美国的计算机科学教育仍不及其他的发达国家。以色列已经把计算机科学纳入了大学预科课程,英国最近在计算机学校的项目上进展良好,而德国、俄罗斯也不断向前发展。奥巴马在2016年年度国情咨文中提到了计算机科学教育举措,这意味着美国朝着正确的方向迈出了迟来的一步。然而,由于川普政府削减预算,这个提案可能会搁浅。
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  加强高中阶段的计算机科学教育不但会让学生自身受益,也能鼓励更多学生——以及更多样的学生群体——未来选择计算机科学作为职业,进而推动计算机科学的发展。
  去年秋天,卡内基梅隆大学的大一新生中,将近一半都是女学生,这种情况让人振奋。但同时,计算机科学领域仍然很难扩大女性和少数群体的比例。将聪明才智转化为计算机系统、在漫无边际的数据海洋里获得真知灼见,这些愿景都需要多样化的人才。
  想要在计算机科学上保持领先地位,编程教学方法的改进亟不可待。老师在课堂上总是按照上世纪九十年代的方法来教编程。那时候,计算机科学的核心是代码的一些细节(想想Visual
  Basic)。如果你仍执着于这些细枝末节,或许会有所收获,但将落后于时代。显然,现在不应当如此。
  编码是一项创造性活动,因此开发一些富有趣味又受人欢迎的编程课程是完全可行的。比如在纽约市,女童子军就参加了一个项目,女生学习使用Java语言创建和优化视频。这类活动不仅有趣,而且与孩子们的生活息息相关,因此受到孩子们的喜爱。难道学校不应该参考这样的案例吗?
  对于九年级以上的学生,学校应当开设计算数学、计算艺术之类的选修课,帮助那些有兴趣又有天分的学生成长为计算机科学家。目前在美国,除了APCS-A备考需要的核心课程,很少有高中开设其他计算机相关的课程。虽然也有少数的例子——比如纽约市的Stuyvesant高中、弗吉尼亚州亚历山大市的Thomas
  Jefferson科学技术高中、达拉斯市的精英高中TAG,这些学校都拥有一批尽职尽责的教员团队,他们或是具备计算机科学的专业背景,或是接受过相关培训。
  同时,高中数学这个学科也应当减少包括高等微积分在内的数学课程,减少重复性,增加与计算机科学直接相关的数学课程,比如数据学、概率论、图论和逻辑学。对于当今的人才,这些是最实用的技能。
  接受过计算机科学培训的教师数量严重不足,这是当前美国学校面临的主要问题。在这方面,美国的科技公司已经有所表现。比如微软公司便资助了TEALS项目,将计算机从业人员与高中教师配对,提供每周互相交流的机会。但我们需要的是上千名教师来教授数百万的学生,为推动这一事业,仍需要更多的科技公司投入。而在学术层面,德克萨斯州立大学的Austin’s
  Uteach项目是为STEM学科教师提供培训的模范案例,如今该项目已拓展到哥伦比亚区和美国21个州的44所大学。
  美国计算机科学教师协会在该领域一直是个先行者,他们已经开发了一个标准的框架以及一套临时标准。
  总之,我们对下一代人工智能和大数据的投资必须是长期的,而这些投入终究会让所有人都受益。




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发表于 2019-6-11 13:26:42 | 显示全部楼层
如今,智能手机、平板等人工智能服务已经越来越普及,但很多人却仍然对人工智能的运作一无所知,一边焦虑着自己将会被机器人抢走饭碗,一边又处于“科技盲”的状态。科技教育在这个时代就显得尤其重要。

在人工智能时代,各行各业的发展都在进行重大变革,教育也不例外。据了解,美国、英国、以色列、加拿大、日本等科技大国已经掀起了中小学阶段开展人工智能、编程教育的热潮,甚至在有些国家还将编程教育列为必修课,跟阅读、写作、数学“平起平坐”。美国苹果公司CEO蒂姆·库克在公司大会上曾表示,中小学应该教授计算机程序课程,学生们应把编程作为“第二语言”来学。编程教育俨然成为了人工智能时代的基础教育。

中国同样也要紧跟时代步伐!继教育部2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式后,国务院2017年又印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。

STEAM是五个单词的缩写:Science(科学), Technology(技术), Engineering(工程), Arts(艺术), Maths(数学)。STEAM 是美国政府提出的教育倡议,即加强K12(基础教育)关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育,并鼓励学科融合。

基于新时期国际化教育的客观需要,创新国际教育集团计划于2018年引进一系列由顶级编程团队打造的中英双语编程课程,引领学校在STEAM教育方面的发展,向人工智能时代基础教育的高地迈进。作为本计划的教学实验,今天上午,创新国际教育北校区,分别对初三和高一年级各1个班开展了别开生面的编程课,带领学生走近人工智能的基础语言。

今天为同学们授课的陈老师来自世界顶级编程团队,该团队起源自哈佛大学、MIT等世界顶尖学府,致力于将北美最前沿的编程教育启蒙理念和中国本土教育模式相结合,进行中英双语编程教学,使英语和编程教学同步进行。团队成员均毕业于哈佛大学、加州伯克利大学、新加坡国立大学、清华大学等世界顶尖名校,陈老师本人则是加州伯克利大学经济学/计算机科学双学士。此外,团队还拥有世界级的行业内专家作为顾问,以把握技术前沿走向。

课堂上,陈老师首先从什么是code(代码)、什么是program(程序)的讲解开始,让学生了解计算机语言和操作原理,并介绍了一些世界着名的programmer(程序员),如比尔·盖茨、乔布斯等。然后,在陈老师的指导下,学生们尝试自己写出了一个小的游戏程序。成功制作出program的“小程序员”们,看到自己的作品,既表示诧异,又感到兴奋,成就感瞬间爆棚。

陈老师介绍,这种编程教学的目的并不是让孩子现在就要学会编写程序,进行发明创造,而是重在编写程序的过程。在整个编写程序的过程中,学生需要运用到平时所学的如数学、物理等理科知识,这有利于提升孩子吸收、转化知识的能力。
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发表于 2019-6-11 13:27:20 | 显示全部楼层
如果要评选出今年教育行业的热词,那么“人工智能”上榜毫无疑问。在今年的政府工作报告中,“人工智能”也出现了多次。当人工智能遇上教育,将会擦出怎样的火花?中国教育报记者就此采访了几位全国政协委员。

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个性化学习将成为主流

“传统的学校教育无法真正做到对每个孩子有教无类和因材施教,但人工智能带来了这样的机会,通过跟踪记录学生的所有学习过程,发现学习的难点、重点所在,从而帮助学生及时调节学习过程,量身定制学习计划。”全国政协委员、民进中央副主席朱永新表示。

从在线教育领域来看,全国政协委员、北京大学信息科学技术学院教授李晓明看到了大规模个性化的学习正在成为可能。

“在线教育打破了时空限制,让最优质的教育资源触手可及,但它目前依旧做不到给予学生精准的个性化学习指导。人工智能与在线教育结合后,一门有着上万听众的课程,通过技术分析就得到了上万个样本的数据,把个人的学习行为数据与别人进行关联比较后,就能定制个人学习路径,修订在线课程学习内容。”李晓明说。

在全国政协委员、上海市教委副主任倪闽景看来,面对人工智能时代,学校教育迫切需要更新教育教学观念。“当机器实现了海量存储记忆,学校教育如果依然只重视简单的知识传授,让学生背熟公式、年代等,那么我们已经落后了。死记硬背、大量刷题,机器肯定会秒杀人类。”倪闽景说。

倪闽景认为,要让学生从死记硬背的灌输式教育中解放出来。人工智能时代,学习的主要目的之一是培养分析思辨能力、实践能力、合作交流能力等一系列机器无法具备的核心素养和能力,帮助学生树立终身学习的意识,而不是获取简单的记忆类知识。

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人工智能能否取代教师

自人工智能出现起,就存在一种人工智能威胁论,这种观点认为人工智能最终会取代人类。一份对外公布的联合国报告显示,未来很多工作都会被人工智能取代,包括一些通常认为专业性较强的工作,比如会计、医生等。那么,人工智能是否会取代教师呢?

“教育不是培养流水线上的产品,无论技术如何发展,教师的言传身教、面对面的沟通交流都是育人必不可少的环节。”全国政协委员、华东师范大学副校长戴立益表示。

“未来是‘人机共教’的时代。教师作为一种职业不会被取代,并不意味着所有教师都不会被淘汰。重复性、机械性工作都可以交给人工智能,教师需要不断学习,及时关注最新技术进展,掌握如何运用人工智能技术来分析教学过程中的案例和问题。”朱永新说。

在顶层设计上,今年教育部将启动人工智能+教师队伍建设行动,探索信息技术、人工智能等支持教师决策、教师教育、教育教学、精准扶贫的新路径。

“面对人工智能的挑战,教师应该主动适应信息技术变革,认真反思、评估那些‘机器无而人类有’的能力,从而有针对性地改进教育教学方式。唯有如此,才能将人工智能带来的挑战转变为传统教育的机遇。”全国政协委员、上海大学副校长汪小帆表示。

加快培养人工智能人才

当下,人工智能日益成为国际竞争的焦点,如何培养人工智能人才,也是教育必须回答的课题。

李晓明认为,人工智能领域的重点在于数据分析和决策支持,未来高校计算机类的专业在课程设置上可以考虑向这部分内容倾斜,调整教学计划和人才培养方案,以更好适应行业发展的需求。

在全国政协委员、浙江大学副校长罗卫东看来,人工智能学科具有综合性、交叉性、应用性强的特点,在专业和课程设置上各高校尚在摸索之中。目前需要进一步完善课程体系,探索复合型人才培养模式。“除了专业基础课程外,还应该涵盖伦理学相关的课程,帮助学生树立正确的伦理价值取向。”罗卫东敏锐地观察到了人工智能引发的伦理道德争议,他认为这是人工智能专业人才培养上不能忽视的环节。

近年来,人工智能的人才培养正在逐步下移。去年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出应实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育。今年,人工智能、物联网、大数据处理等内容正式进入了全国高中“新课标”。

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在李晓明看来,未来人工智能的从业者不一定要是计算机专业出身,每个人都可以掌握数据分析技能。因此,可以通过推广编程教育、改革信息与技术课程等方式来从小培养孩子的计算思维能力。

“计算思维如同形象思维、逻辑思维一样,应该成为每个人必备的思维方式。计算思维能够帮助人们把看似复杂的问题转变成相对简单的问题。培养计算思维能够帮助人们更好地解决实际问题,具备更强的适应信息社会的能力。”李晓明说。
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发表于 2019-11-28 14:26:17 | 显示全部楼层
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