近年來,人工智能領(lǐng)域發(fā)展持續(xù)升溫,人才短缺現(xiàn)狀受到關(guān)注。國務(wù)院于2017年7月發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出,“實施全民智能教育項目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”,為人工智能教育賦予了新的任務(wù)。
近日,我國第一本面向中學(xué)生的人工智能教材——《人工智能基礎(chǔ)(高中版)》正式發(fā)布。人工智能課程進入了高中課堂。這本教材具有哪些特點?中小學(xué)教師、學(xué)生應(yīng)該為人工智能教育進課堂做哪些準(zhǔn)備?中學(xué)階段人工智能教育與大學(xué)有何不同,其開展的必要性是什么?帶著問題,記者專訪了教材主編之一,華東師范大學(xué)終身教授、慕課中心主任陳玉琨。
人工智能教材走進中學(xué)課堂
記者:您與湯曉鷗教授共同主編出版了國內(nèi)第一本中學(xué)人工智能教材,出版這本教材的背景是什么?
陳玉琨:人工智能(Artificial Intelligence)正在全球迅速崛起,已經(jīng)影響了我們生活的方方面面。不久前,阿爾法狗(AlphaGo)和阿爾法狗元(AlphaGo Zero)以無可爭辯的能力戰(zhàn)勝了李世石、柯潔等人類圍棋高手,名噪一時;30多種語言的互譯超乎人的想象;在攻克癌癥的領(lǐng)域,人工智能也大顯身手……人們因此真正感受到人工智能時代已經(jīng)到來,它改變我們生活的節(jié)奏會越來越快。
2017年7月,國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,特別強調(diào)“加快人工智能創(chuàng)新應(yīng)用”。文件要求:“利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革,構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系”“實施全民智能教育項目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”,這給人工智能教育提出了新的任務(wù)。
同年,商湯智能科技與上海市政府簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,目標(biāo)是使上海成為全球人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略高地。為此,商湯智能科技與華東師范大學(xué)慕課中心合作,邀請華東師范大學(xué)二附中、上海交大附中、上海七寶中學(xué)、上海格致中學(xué)、上海市西中學(xué)、上海晉元中學(xué)的教師共同編寫高中版人工智能教材。在這一過程中,香港中文大學(xué)林達華教授團隊也發(fā)揮了重要作用。
記者:該教材目前的使用情況及使用計劃如何?
陳玉琨:在《人工智能基礎(chǔ)(高中版)》編寫過程中,上海市西中學(xué)已采用選修課形式開設(shè)了相關(guān)課程,受到學(xué)生的歡迎。截至教材發(fā)布時,全國有40余所知名高中加入了華東師范大學(xué)慕課中心“人工智能教育實驗基地校”,目前還有更多的高中期望加入,他們對人工智能課程的開設(shè)抱有極大熱情。
我們希望由點到面、輻射全國去推廣這本教材,以40所人工智能實驗基地校引領(lǐng)全國高中,推動我國高中教育信息化與智能化的發(fā)展;同時開發(fā)《人工智能基礎(chǔ)(高中版)》的線上版本,取得線上線下結(jié)合、動手動腦并重、間接知識掌握與直接知識獲得相統(tǒng)一的高中教育新經(jīng)驗。
記者:從中學(xué)教育角度而言,該教材的出版會對人工智能學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展起到哪些作用?
陳玉琨:該教材以“手腦結(jié)合”為主要學(xué)習(xí)方式,注重間接知識與直接知識的融合,在給學(xué)生提供必要的基礎(chǔ)知識后,特別設(shè)計了22個實驗,需要學(xué)生動手去做。我們作為教材的編者特別希望學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能發(fā)揮出獨特的想象力,設(shè)計出在高中階段有限時間內(nèi)能完成的項目,并動手將其轉(zhuǎn)化為獨具特色的作品,在這一過程中享受到創(chuàng)造的無窮樂趣。
教材,尤其是中學(xué)與大學(xué)的理科教材,是以概念、原理及其相互關(guān)系的闡述為主要內(nèi)容的,它已經(jīng)隱去了這些概念與原理是如何被科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的、它們在現(xiàn)實生活中有哪些用處等內(nèi)容。而這些概念與原理及其相互關(guān)系的闡述就被稱為“間接知識”。學(xué)習(xí)者不可能重復(fù)科學(xué)家所有的發(fā)現(xiàn)過程,所以“間接知識”的傳授有重要的價值,但如果在教學(xué)過程中能讓學(xué)生了解這些概念、原理及其相互關(guān)系是如何被發(fā)現(xiàn)的,它們在現(xiàn)實世界中有哪些作用,不僅會讓教材變得更加生動、讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加高漲,同時也會讓學(xué)生的思維與創(chuàng)造能力得到有效提升。
該教材不僅重視人工智能原理的介紹,更注重這些原理在生活中的運用。從這個角度來說,該教材的出版對其他學(xué)科的建設(shè)有示范與啟示意義。
人工智能課程對教育提出新挑戰(zhàn)
記者:您認(rèn)為中學(xué)階段人工智能學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該如何定位?教師又應(yīng)該如何開展具體教學(xué)?
陳玉琨:這本教材的重點在于普及人工智能的原理與技術(shù),希望引起學(xué)生對人工智能學(xué)習(xí)的興趣。當(dāng)然,我們也期望能為高等學(xué)校培養(yǎng)一批人工智能領(lǐng)域的拔尖人才奠定基礎(chǔ)。
如前所述,我們更希望通過本教材的教學(xué),創(chuàng)造出能將“間接知識”與“直接知識”相融合的教學(xué)經(jīng)驗,促進我國課程與教學(xué)的改革,這也是我們希望教師在教學(xué)過程中特別注意的,這一經(jīng)驗的創(chuàng)造需要一線教師的艱苦努力。
記者:開設(shè)人工智能課程是否會對教師的教學(xué)水平和知識結(jié)構(gòu)提出新的挑戰(zhàn)?中學(xué)教師該如何應(yīng)對?
陳玉琨:人工智能是近幾年剛剛引起人們高度關(guān)注的領(lǐng)域??陀^地說,中學(xué)教師在該領(lǐng)域的知識儲備是不足的。不過,在一個學(xué)習(xí)型社會,知識儲備不足不是最重要的問題,只要教師有進一步學(xué)習(xí)的愿望和能力就行。
為幫助教師克服知識儲備不足的問題,華東師范大學(xué)慕課中心近期將舉辦“人工智能教師研修班”,首先培養(yǎng)一批人工智能種子教師,希望以他們?yōu)橐I(lǐng),逐步提升我國教師總體的人工智能素養(yǎng)。