K-12 人工智能如何教学?可以看看这些有趣的学习资源
我们活在一个被人工智能包围的世界,但很多人并没有察觉。从交通出行、影音娱乐到智能制造,人工智能几乎像空气一样,无处不在。而教育行业尤甚。
不管质疑还是热捧,人工智能却早已渗入到教育行业,在部分教学模式中逐渐进化成“主角”,并催生了英语流利说、松鼠AI等大波主打AI招牌的在线教育独角兽和上市企业。
所以,在受益于人工智能带来的创新教学模式的同时,教培行业更应该让孩子尽可能学习AI知识,让AI与教育形成正循环。然而,我们如何教学生人工智能?
国内K12人工智能教学现状
K12教育行业对人工智能学科教育的广泛关注是从2017年夏季国务院印发《新一代人工智能发展规划》(以下简称《AI发展规划》)开始的。
《AI发展规划》提出,人工智能已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。
2018年4月,人工智能公司商汤联合华东师范大学等机构发布《人工智能基础(高中版)》教材。它号称全球首本面向中学生的人工智能教材。
6月,苏州大学出版社又出版了“中小学人工智能系列丛书”,将AI受众面拓展到小学领域。
11月,网上一组《人工智能实验教材》的图片走红,这套教材由河南人民出版社出版,7月中旬首发,号称是“首套K12全学段全系列”教材,再次将AI受众面拓展到幼儿园层面。
与此同时,华东师范大学出版社也出版了一套K-12领域AI类丛书,其中《AI的幕后英雄——Python》的相关课程已经进入上海嘉定一中、交大附中嘉定分校试点。
至此,K-12领域AI教材已布局完成。
但是,教材在手,老师教得怎么样,学生学得怎么样呢?
前些日子,中国青少年科技辅导员协会人工智能普及教育专业委员会发布了一份《中小学阶段人工智能普及教育现状调研报告》(以下简称《报告》)。《报告》认为,学生对人工智能的理解程度还比较浅,师资不足正成为最大痛点。
45.4%的学生非常想学人工智能课程,但他们对人工智能的认识,还停留在比较流行的AI产品上,对背后的技术和相关算法了解不深。而63.6%认为自己无法胜任的老师,觉得自己人工智能实践经验不够丰富。即使能够胜任的近半数老师,也选择了“有过计算机专业背景”。
大家都知道,教AI普及课程,仅仅有计算机专业背景貌似是不够的。
目前我们国内培训课程更多注重培养AI领域技术人才,而忽视了广大K-12领域计算机老师的焦虑与呼声。
国外AI 培训资源
AI老师培训资源
在大洋彼岸的美国,他们在K-12教师AI专业培训方面,可能又稍微快了我们一步。
去年5月,AAAI官推发布了一则消息,AAAI 联合 CSTA(美国计算机科学教师联合会)、AI4ALL(由李飞飞发起的非盈利项目)共同发布“AI for K-12”项目,三者将共同为面向 K12 学生(将幼儿园、小学和中学教育合在一起的统称)的 AI 教育制定一套标准指南。
而由ISTE U提供的一门专业培训课程——人工智能探索及其在学校环境中的实际应用(Artificial Intelligence Explorations and Their Practical Use in the School Environment)则专注于K-12 STEM教育。
课程包括10个模块,重点关注人工智能和机器学习主题。在每个模块中,老师可以与不同形式的人工智能进行互动,相互讨论,查看视频,甚至创建聊天机器人和虚拟辅导员。课程还包括一个名为“Chatbots for Good”的IBM开发人员课程。最有意思的是,课程最终让老师来设计一个Capstone项目,作为PBL让学生使用,或指导学生进行AI探索。
这是提供给老师的学习资源,在提供给学生的学习资源方面,他们也有一些有趣的举措。
学生学习资源
卡内基梅隆是美国第一所提供人工智能本科学位的大学,该校AI相关专业位居世界前列,科技圈大佬李开复、张亚勤、沈向洋、陆奇、洪小文等都出身于此。
虽然国内AI本科专业、人工智能学院搞得如火如荼,但是海外反而比较低调,国外大学开办新的本科专业非常谨慎,目前美国只有卡耐基梅隆大学设有人工智能本科。
在四年的学习过程中,学生要学习包括数学和统计核心课程、计算机科学核心课程、人工智能核心课程、道德、AI细分方向、人文艺术、一般科学和工程学等大类的至少30门课程,分为以下七大版块:
中学生课业紧,AI教材更注重专业知识的传播无可厚非,但如果配套学习资源可以提供优质的大学AI本科教学资源,如清华、北大、南大的资源,辅助学生培养健全的“智能观”就再好不过了。
AI教育培训资源
除了刚刚出版的那些教材,老师怎么才能让好奇的中学生,有更多机会了解AI?
AI这门学科应用性非常强,注定与其他传统学科的教学方法不同。Rachelle作为一线教师,也意识到这个问题。她认为,使用直接教学法简单地解释人工智能的概念,介绍相关例子,并不能让学生从更深层次上理解它。
她发现,更好地理解AI的方法是:
第一步,尝试与一些AI工具互动,了解它的功能,分析其背后的算法与技术;
第二步,参与AI实验,创建聊天机器人;
第三步,通过PBL,和学生一起思考如何完成任务,从而更好地理解人工智能。
而一些AI平台如“趣AI”人工智能云平台、谷歌AI实验平台、AI桌游CoderMindz等也展现出极具吸引力和增长力的态势。
一些AI学习工具
一些内嵌了人工智能技术的应用程序,可以扩大学生学习的机会。学生可以使用多邻国、有道云翻译等学习语言,并了解语音翻译、语义理解等技术;通过Skype为课堂提供的虚拟实地考察项目和谷歌实境教学Expeditions应用,上地理课和历史课,同时了解虚拟现实和增强现实技术。
网上还有一些自适应学习软件、个性化学习软件,如果在接触这些软件的同时了解其背后的运作机制,也能更好地辨别哪些软件更有利于学习。说不定哪天,一名中学生也能为教学软件构思出更好的AI解决方案呢!
在谷歌浏览器搜索“人工智能”一词,0.17秒内可以获得5.18亿的结果。在百度浏览器搜索“人工智能”一词,2秒内呈现76页内容。
未来,人工智能教育将向专业化和多元化的方向发展。专业化是大势所趋,随着我们对人工智能以及人工智能教育理念的认知的逐步深入,与人工智能无关或相关度不高的内容产品将会与人工智能教育体系脱离,将会有越来越多的优秀人工智能教育产品出现。
2018年是人工智能教育元年,人工智能和相关学科课程已逐步成为中小学必备的核心素养提升课程。相信很快人工智能中小学教育越来越科学、实用,越来越规范,也会有越来越多优秀的人工智能中小学教育产品面试,让人工智能中小学教育能够达到预期,让学生能够学有所得、学有所用。