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一直在说的“人工智能教育”,须警惕两大误区!

作者:外滩教育发布时间:2024-06-02

看点如今,在世界人工智能飞速发展的同时,中国也正在大力推进人工智能教育。但随着AI逐渐走向校园,AI教育的实践误区也逐渐浮现。上海人工智能实验室科创教育主管、清华大学出版社信息科技教材主编谢作如指出,目前,人工智能教育在实践中存在两个误区。一是,讲原理;二是,体验AI,浅尝辄止。他强调,真正的人工智能体现了“数据、算法、算力”的三大特点;同时,AI教育一定要结合真实生活。

本文授权转载自公众号:顶思 (ID: idingsi)

文丨Zoey 编丨袁梓曦

着近期ChatGPT4o发布,其强大的多模态交互功能又一次震惊全球。在世界人工智能飞速发展的同时,中国正在大力推进人工智能教育,自今年1月至今,发展人工智能教育的文件不断发布。

教育部公布中小学人工智能教育基地名单;

教育部启动4项人工智能赋能教育行动,提高全民数字素养,搭建国际交流平台;

九部门联合印发《行动方案》,加快数字人才培育……

“人工智能”进校园遇到什么样的问题?教师如何破解?近日,我们对话了上海人工智能实验室科创教育主管、清华大学出版社信息科技教材(初中)主编谢作如。

谢作如

上海人工智能实验室科创教育主管、

特级教师、正高级教师、

教育部十四五国培计划专家、

清华大学出版社信息科技教材(初中)主编

(本文以第一人称呈现)

人工智能教育是玩机器人、

学编程、用ipad改作业?

理解错了

说起人工智能教育,大家首先想到什么?有几个高频答案:机器人、编程、ipad改作业其实人们对人工智能教育的认知存在多个误区:

一是,“泛人工智能”。

把计算机、编程、机器人、STEM等跟人工智能有强相关或弱关联,甚至无关联的教育内容,都当作人工智能教育。

比如,我担任一个国家级人工智能课题申报评委时,看到过一些课题与人工智能毫无关系。如,《基于儿童人工智能教育的Python基础课程体系研究》,它的研究目标是帮助学生建立扎实的Python技术基础。

还有些课题名称就写上工程教育、人工智能产品、图形化编程等,这些都是对人工智能教育的一种误读。

“泛人工智能教育”认知形成的原因多种多样,包括媒体误读和误解,大众存在知识盲区,部分科技企业混淆试听,中英文翻译的问题等。

以智能家居为例,很多人认为它是人工智能。事实上,在人工智能兴起前,智能家居的本质是“物联网”,也就是感知、通讯、控制,把万物连起来,看上去很“聪明”(Smart)而已。只不过后来人工智能发展,让智能家居越来越聪明(Intelligence)。

再来看国际共识,AI奥林匹克官方网站上基本找不到“机器人、感知、编程”相关的词语。

所以,把人工智能等同于科幻,或者认为学人工智能一定要先学会机器人,学人工智能就是学编程,都是一种错误的观念。

另一种误区是,把人工智能教育和人工智能赋能教育两个概念混淆。

人工智能赋能教育是数字化转型的重要部分,通常表现为人工智能科技产品进课堂,融合于教育教学中,为学生、教师减负,实现个性化教育。

那么,到底什么是人工智能教育呢?我们要首先确定人工智能的核心研究工作是什么。

通俗地说,人工智能研究的是如何让机器得到智能。数据、算法、算力是推动人工智能发展的三驾马车,而这三驾马车接起来其实就是机器学习、深度学习的过程。

所以,人工智能教育的定位就要凸显“数据、算法和算力”。换句话说,不能体现“数据、算法、算力”的人工智能教育,不是真正的人工智能教育。

为什么担心AI难学?

需要结合真实生活用起来‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

中小学生学AI到底难不难?其实不难。如果觉得难,可能就是认知出了问题。

大家认为,成人都学不了,孩子更学不了。现在的成年人显然基本都没有学习过相关知识,人工智能的兴起并得到广泛关注是2012年之后的事情。‍‍‍‍‍‍‍‍

我们来看一个简单的人工智能教育场景。

猫咪老是抓沙发,需要有个人看着它。这就是个重复劳动,那就交给人工智能去做。要让AI能识别猫咪抓沙发这个动作,首先要采集猫咪做出抓沙发动作的照片数据。有了很多数据以后,用现有的算法(SOTA模型)训练出一个模型,发现猫出现要抓沙发这个动作的时候,这个机器就出来制止它,可以通过声音吸引它或者其他方式。

这就是儿童使用人工智能解决问题的策略。而这个做法并不需要孩子掌握多少数学知识,甚至不需要学习“if else”的编程语言,它的教育核心就是,孩子如何让一个机器具备一种智能——识别猫抓沙发,而智能来自大量的数据。

所以,人工智能教育在小、初、高任何一个阶段,都应该是结合真实生活、真实情景、解决真实问题的,然后根据不同学段的学习特征,选择合适的实现智能的“工具”。

而后者可能正是大家觉得AI难学的原因所在。AI教育的难度通常由工具决定,工具难,AI就难。

比如,我们要搭一个机器人,小学生可以借助乐高积木,年龄越小的孩子用大颗粒的乐高,年龄大一点就用小颗粒乐高拼起来;

到了初中,学生可以用激光切割机或者3D打印机来实现;

到了高中,学生可以用更加精细的雕刻机来做。

所以,小学用简单的工具,初中用复杂的工具,高中使用更复杂的工具,层层递进。

现在随着人工智能的发展,各种好用的开发工具已经出现了,之前搭建模型要写好几百行代码,现在用XEdu的MMEdu,几行代码就能训练图像分类、目标识别模型。

如果用EasyTrain,连代码都不用写,点点鼠标就行了。

而且这种无代码或者少代码训练模型的方式,在企业开发中非常受欢迎,已经成为主流的AI开发模式。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

显然,编程和算法的联系非常紧密。但我们必须要理解,人工智能中的“算法”和计算机科学中的“算法”是有区别的。人工智能是交叉学习,有些研究人工智能的知名科学家编程水平并不好。

虽然在中学阶段需要培养学生计算思维,学点编程,但是把人工智能教育等同于编程教育,这是不对的,也是令人担忧的。

目前,人工智能教育在实践中存在两个误区。一是,讲原理;二是,体验AI,浅尝辄止。

人工智能确实涉及多个学科领域,比如计算机科学与工程、数学、电子工程等。

其中,数学是核心。机器学习和统计学方法是人工智能的基础,并依赖于数学中的代数、微积分、概率论和线性代数等方面的知识。

但是在基础教育阶段,学习AI,没必要让孩子先去理解算法背后的数学原理,再去使用AI。因为AI是一个工具,类似互联网、计算机,要先用起来,然后再去探索背后的秘密。

AI教育有两条逻辑链——因为解决问题而学AI和因为要掌握AI而去学更多知识。

前者就和当下流行的PBL教育、创客教育的逻辑是类似的。人工智能是重要的工具,借助它,学生可以去做“AI for Science"方面的研究,这是科学领域的热点。后者其实就是一种跨学科学习。

比如,AI背后的数学原理是复杂的,但是当孩子们先用起来,老师们在这个过程中逐步渗透AI的背后简单的数学知识,进一步激发孩子们学习数学的热情。

而另一种误区,是将人工智能教育停留在体验AI阶段。

这在很多学校也不少见,特别是经费充裕的学校。

比如,学校购置了无人机,无人驾驶汽车和一些交互游戏,让孩子们体验下“酷炫感”“科幻感”,体验完了就结束了,孩子们对人工智能还是一无所知。

所以人工智能教育,一定要先从使用人工智能开始,逐步驾驭它,创造它,这样才能培养出新一代人工智能人才。

当孩子们能够通过“小模型”知道智能如何而来,就会有一批孩子慢慢来走向“大模型”。

图源:Pexels、Pixabay

原标题:国际学校热追“人工智能教育”须警惕两大误区!

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