創客空間2.0：人工智能時代創客空間中的教育

張冰　吳俊杰

如今，人工智能時代的生活圖景正展現出一種“未來學家”一樣的想象力，而各種未來學家競爭的重點在于人類會不會被強人工智能所奴役。同時，越來越多的教育工作者開始關注人工智能時代我們需要學什么、怎么學的問題。這是一個進步，畢竟，在“信息技術和學科整合”的觀點中，大部分的人只關心怎么學的問題，而很少有人像西蒙·帕佩特一樣關心要學什么。幸好時代發展了，當下我們可以從更加多樣化的角度審視人工智能教育。

此次對話我們邀請了一位信息技術“班主任”——張冰老師，一起來談一談人工智能時代創客空間中的教育。張老師非常“嚴謹”，平時私下里聊天總是天南海北，落到紙面上卻很“謹慎客觀”，作為一個喜歡讓不靠譜的人靠譜、讓靠譜的人不那么靠譜的不靠譜的人，我也是花了很大力氣挖出一位一線教師多維度的思考，下面就到了“上菜”的時候了。

張冰

河北省邢臺市第二十五中學信息技術教師，信息中心主任，科協人工智能骨干教師，教育部教育管理信息中心TITT項目“中小學人工智能教學方向”培訓講師，微信公眾號“跟我一起Scratch”中的作者“同同爸”，創客教育普惠課程Scratch入門方向合伙人。

吳俊杰

北京景山學校信息技術師教物理教師，STEM教育研究者，研究方向為創客教育的普及課程和教師專業發展。在創新創業領域，致力于從教育的角度推動可持續發展理念下的模塊可重用的設計，推進電子、家電、家具、建筑行業的可重用設計的理念和消費行為。

吳俊杰：非常感謝張冰老師參與本次對話欄目。人工智能這個主題很熱，我們在去年、前年也做了幾期相關的討論，應該說大的謀篇布局階段已基本定型，但還有很多具體的問題需要仔細落實，而一線教師們最關心的也是落實的過程。張老師有三個“身份標簽”，首先是“跟我一起Scratch”公眾號的自媒體作者，其次是學校信息中心的主任，最后是一位少見的信息技術學科的初三班主任。這三個身份剛好也是我們關注人工智能的三個角度，首先是信息技術學科課程怎么上、創客空間怎么建設，其次是從教育信息化的角度出發，學校要做出哪些改變，最后聊一聊學生的終身成長和家校配合的問題。下面，讓我們先從創客空間2.0說起。

張老師，您覺得人工智能主題的創客空間應該怎么建設？又應該開設哪些課程呢？

張冰：大數據與人工智能時代已經來臨，很多工作都將被機器強大的運算與分析能力所替代，那么什么是機器替代不了的呢？那就是人類的探索精神、創新意識與文明浸潤下的思維方式。因此，中小學的人工智能還是要以體驗為主，重要的是讓學生知道人工智能是什么、有什么用、怎么去用。對于孩子來說，知識廣度比深度更重要。我們要讓更多的學生體驗到人工智能，而不是讓少部分學生深入人工智能，因此我認為人工智能主題的創客空間應該是一個可編程的體驗式空間。學習時可以選取生活中學生熟悉的現象，編程配以人工智能擴展加以模擬實現并創新，再以必要的硬件落實想象，這種“發現—探究—創造”的思路是可行的。學生利用人工智能技術制作自己設計的創意作品，了解人工智能融入生活以后的樣子，在動手操作中體會人工智能的強大之處，高年級后，可以進行深入甚至是底層性的研究。

人工智能主題的創客空間，在現行條件下，對于學校來說，最基礎的首先還是機房，在機房里，孩子們體驗語音和圖像相關的人工智能應用，體驗炫酷的效果，更快地把人工智能技術當工具。其次是封裝度比較高的機器人，作為孩子們學會自由創作的一個中間“腳手架”。再次是可以隨意搭建加入傳感器的機器人，孩子們可以自由實現自己的想法。等到自由搭建的環節，就需要3D打印機、激光切割機這類產品，還可以加上畫筆這些藝術類的工具，讓人工智能作品更親和也更有個性。到綜合階段，創客作品往往是一種技術融合的體現，選擇人工智能主題作為創客空間建設的切入點可能與教師的個人特色和學校的整體規劃有關，但是到了高級階段實際上是殊途同歸的。

吳俊杰：軟硬件結合一直都是創客教育的一大特色，但是我發現所接觸的開展人工智能教學比較好的老師，他們的工作方式好像更偏“軟件工程師”，而且人工智能確實是一個“算法先行”的領域，所以我們常常把創客空間人工智能的學習比喻成“智力擔當”，但又要處理好普及和提高的關系，不能是單純的智力選拔。

張冰：縱觀科技的發展史，每一次進步都是新需求催生出新技術，讓該需求得以實現，真正的學習應該就蘊含在孩子的探究與創造過程中，花開無聲，教化無形。

作為一線教師，我還是習慣用具體的例子來呈現教學效果。第一個例子叫“臥室智能燈”，這個例子源于我的孩子在二年級時，開始要分屋睡，但關掉燈后他有點害怕，他想讓燈按下開關后停一會再滅。于是我就跟他一起用Scratch分析這個問題，首先我們畫了一盞由“按鈕”開關控制的燈，按鈕與燈之間是通過廣播與接收實現控制的，如何讓它按下按鈕后停五秒再關燈？加一個“等待”積木塊就可以了。然后，孩子又問能不能躺在床上就可以直接發命令？于是又想到了用聲音做開關，于是模擬出了類似走廊的聲控燈。

只是聲音控制的話難免會出差錯，那么燈能不能聽懂我們說的話，而不只是聲響？自然而然解決問題就用到了“人工智能的語音識別”，Scratch滿足不了的情況下，我們用mBlock中的“人工智能應用服務”讓燈“聽懂”了我們的話。

其實這個例子是在純軟件中模擬的，如果硬件具備，很輕松就能實現上述的一系列過程，讓孩子的思維轉化成現實，做出一盞真正的人工智能燈。

總之，我認為人工智能教育的切入點是源自生活，通過“蘇格拉底式的提問”帶孩子一步步去探索，去思考。每個案例都要迭代很多次，逐步形成成品?？梢哉f，每次迭代記錄下的并不是單純的程序，而是面對問題我們思考的路徑，都隱含著非常具有普適性的問題解決方法。要知道每個例子的精髓并不是成品而是思維過程，我們的教育是在跟孩子完成一次內功心法的修煉。

但是學校也有很多不可替代性，首先從社會分工的角度來講，孩子上學可以省下家長帶孩子的人力。此外，從教育角度上來講，學校的功能不僅僅是教學，更重要的還有育人，這就需要營造特定氛圍，學校目前提供的同齡人社交氛圍是單獨面對冰冷的機器無法達到的。再具體到每一節課中，傳統課程最大的優勢在于它為每個學生提供了一個與教師面對面交流的機會，而網絡課程則無法達到這一效果。這個過程不僅是接受知識，同時也為學生與老師交流思想、與同齡人交流、學會自己思考提供了機會。教師的引導與約束、同學的啟迪與鼓勵更大程度上促進了學習效果的達成，也促進了學生心理和思想的健康發育。我想，這也是由于新冠疫情上半年全國普遍都在上網課，但媒體卻頻頻報道效果不佳的原因所在。

吳俊杰：人工智能教育帶來的教學內容的變化和教學形式、教學供給、教學評價的變化都可以看作是一個教育大發展的機會，但如何維護好人工智能教育背景下的教育公平，仍然是一個值得關注的問題，我也沒有想到我們推廣編程、人工智能這么多年，在今年兩會上丁磊委員“將少兒編程納入學業水平考試”的提案仍然會掀起那么多的關于教育公平的討論。

張冰：教育公平，我個人認為從絕對值的角度來分析是維護不了的?；A教育發展到今天，其他科目教育公平了嗎？也還沒有，但是我們一直在努力，包括很多支教政策的出臺與信息化基建的投入。

所以我們只能討論：人工智能教育是加劇了教育不公平還是讓教育更公平，而不是人工智能教育是否能讓教育公平。相對于以往，互聯網的到來、網速的提升與慕課的流行很大程度上促進了教育的公平，將鄉村學校與城市孩子享受到的教育拉近了一點距離。

以上說到的是技術支持了教學，但人工智能教育本身，到目前為止，我感覺還處在較初級的階段，起碼在我們本地的教材中是沒有呈現的。雖然我們逐漸意識到了它的重要性，但如果不能大面積地在常規教學中推廣，那么結果只能是城市、校外都學了，農村等不發達地區卻沒有學。這會不會是更大的不公平？

甚至我們還可以想象，如果農村孩子上了大學，發現城市孩子習以為常的東西自己完全沒見過……那么他是能咬牙撐過來，還是直接被現實擊暈？“課堂教學是人工智能教育的最后一公里”，我認為當下教育公平最緊要的就是能夠在全國的課堂教學中普惠式地開展人工智能教育課程，不讓每一個孩子錯過這個時代。

吳俊杰：剛才說家庭教育也是教育供給的一個來源，現在不少家長也稍微懂一些編程，在學校沒有開設人工智能課程的條件下，能不能發揮家庭教育的作用呢？您這邊有什么樣的建議？

張冰：家長是孩子的第一任老師，這很重要，而且是老師替代不了的。有很多家長在公眾號后臺問我能不能給他的孩子上網課輔導一下。我想他們誤解了我的意思，我在公眾號分享的課例都是從兒子小學一年級開始，我將我們父子倆的學習經歷分享出來也是希望父母能夠學會后將其作為跟孩子交流的小甜點。家長如果也懂一些編程，可以像我前面例子提到的帶孩子用編程實現一些人工智能的功能，這個過程不是說教，而是拿出時間與孩子一起完成小例子探究與思考的過程。孩子行為習慣的養成不在于我們說教了多少，而在于家長在陪伴的過程中觀察、發現與適時地引導。孩子在與家長一起完善作品的同時，不光收獲了思維方式的豐富，更會收獲行為習慣與學習品質的塑造。

此外，從人工智能主題結合編程的內容上看，以家庭為單位的學習也是很有必要的。孩子在學校學到的大量知識因為受學科壁壘影響，都處在“知其然而不知其所以然”的維度，當他面對一個沒有標準答案的問題時，無法拆解問題到可以解決的范疇，因此就會出難以回答。生活的培養一定是要讓孩子在看到事物的同時，理解事物為什么會是這樣，思考自己能不能讓它變得更好。家長不妨蹲下來，站在孩子的視角去思考問題的存在以及解決方法，盡可能地鼓勵、支持孩子自己想出來，去嘗試，去創造，去驗證，去迭代。放下所有的焦慮、擔憂、恐慌，就是單純地與孩子共同參與這一件事，去悅納、欣賞這個真實的孩子，任思維自由地跳舞，這將會是親子教育中最美好的時光。

吳俊杰：聽您最后的表達，特別想看看您開家長會的樣子。人工智能會改變很多，但改變不了的是師者的一份愛心。最后一個問題是，您理解的人工智能是一個漸變的過程還是一個革命性的質變？

張冰：人工智能對我們生活的影響每時每刻都發生著量變，人工智能技術雖然還沒發生質變但有望引起質變，關鍵點是能夠帶動新一輪的技術紅利，拉動經濟。我們目前身在這個變化的過程中，會覺得這是一個漸變的過程，多年之后回頭再看則會是一場突然的質變。

從整個教育環境來看，現在人工智能教育的形態對于社會、學校、教師和家長來說都是新鮮的，大家都在摸著石頭過河。當下也不可能會通過某個文件就能讓一切就緒，這與我們工作的過程是一樣的，很多時候不是領導力排眾議把事情從零開始搞好，而是領導發現事情有可以搞好的趨勢，有合適的土壤，才會抓住機會，力排眾議，促成事情的逐漸達成。這個土壤，我覺得就是漸變。

后記：張冰老師是一位勤奮、溫暖而踏實的教師，在一同拓展人工智能與創客空間2.0的疆界的時候，我能夠感覺到張老師是一位值得信任的同行者。創客空間可以看作是一所STEM特色的“校中?！?，從這個角度來看，每一位創客空間的教師都可以嘗試著結合這一期的論題，探索一下如何去當這所自己心中的“校中?！钡呢撠熑?，如何去處理主干課程、融合課程、學生自學、家校關系。這需要經驗，更需要擔當，還好，作為創客空間2.0當中的“智力擔當”，學習人工智能不會讓學生變傻，從當下以智力考核為主的評價機制來看，遇到的阻力會小一些，估計也會順利一些。但顯然人工智能教育有更大的發展潛力，從普及編程的角度上講是讓下一代人重新學會“寫字”的過程，提升勞動力素質，更主要的是在社會人力資源和社會資源的優化配置的方面，其意義更大。雖然目前還不敢說這是一種“歷史的必然”，也并不確定除去了“教育的偶然”的評價改革會引起多大的風波，但作為師者的那份愛心仍然是人工智能教育中的不可或缺的成分，立德樹人從自身做起永遠是教育的不二法則。