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【关注】首部人工智能高中版教材出炉,师资及设施短缺需校企合作解决

发布:2018-08-14 18:32 来源:PiPaCode在线少儿编程

4月底,国内第一本人工智能基础教材《人工智能基础(高中版)》正式发布。这是国内中等教育体系首次引入AI教材,也意味着人工智能教育在中国正式迈入基础教育阶段,成为每一个在校高中生都可以掌握的基本技能。


目前,全国共有40所学校引入该教材作为选修课或校本课程,成为首批“人工智能教育实验基地学校”。


近日,该教材主编、香港中文大学教授、人工智能专家林达华表示,中学人工智能教学的目的不是把所有学生都培养成人工智能专家,而是传递人工智能的基本思想和理念,培养动手能力和创造力,使得学生将来进入各行各业能自觉运用人工智能解决问题。


而在教材落地方面,有学校反映,目前对于国内AI基础教育来说,推广的难点在于急需具备终身学习能力的师资力量以及学校硬件方面的升级。对此,掌握前沿核心技术的企业与高校研究者都表示,产学研一体,“校企合作”将是解决这一问题的重要方式。


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国内第一本人工智能基础教材《人工智能基础(高中版)》近日正式发布。



除了教材,还配套实验室平台


随着人工智能逐渐上升为国际竞争的新焦点,AI人才短缺也日益凸显。2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中进一步明确提出“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”。


《人工智能基础(高中版)》主编之一、华东师范大学慕课中心主任陈玉琨教授近日向澎湃新闻介绍称,“人工智能是未来社会的发展趋势,也是国家重要的战略部署,关于机器和人脑的研究对于教育来说也非常重要,所以我们想到了编写《人工智能基础》教材。希望高中生了解人工智能基本原理,有兴趣的可以掌握人工智能的基础知识和基本技能,最重要的是激发他们在这一领域的创造力。”


上述教材由商汤科技、华东师范大学慕课中心合作,并邀请了上海多所知名中学教师共同编写,由新闻出版总署批准出版并备案。从2017年9月筹备起,经过数论修改订正,历时8个月完成。


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教材目录

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随着该教材的正式发布,包括华东师范大学第二附属中学、清华大学附属中学、广州广雅中学、辽宁省实验中学、北京三十五中等在内的40所学校成为了首批“人工智能教育实验基地学校”,确定引入该教材作为选修课或校本课程,范围覆盖了全国大部分省市地区。该教材编写团队表示,后续将会有更多高中加入其中。


陈玉琨表示,在编撰过程中,让他感受颇为深刻的是技术研究人员和一线教师优势叠加、紧密结合的合作模式。他介绍,该教材强调兴趣与知识并重,考虑到受众是零基础的学生,编写团队一部分由研究人员组成,他们掌握技术,对于科学性的把握非常严格;另一部分则由高校、中学的教师组成,他们熟悉学生的认知规律和传授方式,从“可学性”及教学价值方面把关。“我们希望教材能在有限的学习时间内更好引导有兴趣的学生,让八九成的学生都能学会和接受。”


澎湃新闻看到,全书共分9个章节。从第一章介绍人工智能简史开始,之后介绍计算机如何进行图片识别、感知和理解声音;如何对视频进行识别;再到计算机如何进行文字理解和自动创作;最后对深度学习点到为止。编排从易到难,循序渐进,以基础普及性的知识为主。同时,教材每一页都有彩色图表,并引入了大量的科普内容和实例帮助学生形象地理解,比如由Alpha Go战胜围棋高手引入强化学习的算法。


而该教材的另一大特点在于以实践为导向,强调“手脑结合”的学习方式,鼓励学生动手实验,充分发挥想象力和创造力。“教材中有22个实验可供动手操作,来调动高中生的兴趣。”陈玉琨说。


由于人工智能是一技术含量极高的领域,涉及了高等数学、算法等内容,有的甚至超出了大学本科的范围,为了帮助中学生理解,教材还配套了一个教学实验平台。目前引进该教材的40所学校都将采用该平台配合书本教材完成各种课堂实验、作业、竞赛及自主创新项目。


陈玉琨说,“在平台上,实验过程、结果都是可视化的,尽可能使普通中学生能完成多种关于常用算法的实验,比如在操作中理解‘机器学习’等内容。目前,上海市市西中学已经开始基于该教材内容对学生进行授课。同时,该校也已经设立了集人脸识别系统、人群分析系统、学生行为监测系统、教学实验平台、机器人、无人车等于一体的“人工智能实验室”。该校表示,具体教学效果还需时间进一步开展与沉淀。


此外,陈玉琨透露,这套人工智能教材的高中版只是第一阶段,之后还会陆续推出初中版和小学版,目前团队正在根据不同年龄段学生的特点进行编写。对于低龄学生,教材的主旨是寓教于乐,让学生在游戏中了解一些人工智能领域最基础的知识,重点不在传授知识,更多是期望引发孩子们的兴趣。


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教材内页

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教材内页


推广难点:设施和师资短缺  


一本新兴的人工智能教材出炉了,下一步就是在学校如何落地完成教学?作为首批引入该试点教材的中学,5月上旬,上海交通大学附属中学课外学术活动中心主任彭禹告诉澎湃新闻,这本教材的定位是基础普及性,初看会觉得难度较大,难以教学,但仔细研究过会发现还是挺合适中学生的。


彭禹介绍,在高中阶段,学校计算机课主要分三种类型:一是国家课程,以往并没有涉及到人工智能方面;二是竞赛课程,主要以算法的竞赛为主,因此会有一部分接近于人工智能教学;三是社团和课外研究性学习课程,也包含了人工智能方面的学习。“之前我们计算机学习小组直接用的是大学的人工智能教材,或是通过在线公开课进行学习。但难点主要在于‘第一级台阶’过高,所以我们也希望有一个从高中水平入门导向大学进阶教材的过渡性台阶。”


不过,他表示,因为还涉及到学校课程设置的变动和相关教师的培训,此次引入的新教材暂时还不会面向全校学生教学,而是先在原先的计算机学习小组内开课,作为一门选修课或研究性课程,经过一轮的试点之后再向全体铺开。


此外,对于这套教材的落地,该校在教师队伍的成熟以及相关实验室和其他硬件配套两方面也还需要一定时间。彭禹说,“现在我们计算机活动小组成员不多,所以硬件还能跟得上,但一旦推广至全校,硬件方面就会形成一定的压力。”


同样的,准备在新高一创新班中进行人工智能配套课程试点的江苏省常州高级中学,也面临着设施和师资的短缺问题。该校课程与教学处主任史金花表示,学校此前有小规模的人工智能教学。目前,该校还需要专业教师根据江苏省的教学任务对该教材进一步研究并作出评价后再确定是否全面引进,不过已经将人工智能教学列入了学校未来的五年规划。同时,学校也在考虑建立一些新的实验室,对设备进行改进。


对于学校面临的设施和师资等方面的困难,来自掌握人工智能前沿核心技术的科技企业的力量无疑能有效地帮助学校提升教育质量。


商汤科技方面认为,“校企合作”是解决人工智能领域的应用型人才巨大缺口的重要方式。接下来,企业将在教师培训中加强专家讲座、实操训练、实地考察、教学实践点评等形式,改善中小学教师开展人工智能教育教学面临的困难和挑战。


上海交通大学附属中学正计划和企业合作。彭禹说,一方面,企业能够提供技术支持,协助推进课程,包括指派专业人员培训教师和提供教学辅助工具的支持,比如协助编写代码等对于教育者来说较难的工作;另一方面,企业还可以提供举办人工智能竞赛、为高中在校生提供实习机会等后续支持。


陈玉琨也表示,华师大慕课中心也将在中小学开展人工智能教师培训、中小学人工智能实验室建设、智慧校园建设等多个方面出力。目前正在开发中的第二版人工智能基础线上课程预计将于7、8月推出,将与现有的教材全面配套,减轻学校教学的压力。

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PiPaCode

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