如何通達新一代人工智能教育的核心

鐘柏昌

2017年，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要完善人工智能教育體系，實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程。如今，該規(guī)劃的發(fā)布已過去了六年，而新一代人工智能教育的普及之路依舊舉步維艱。原因何在，路在何方？

回顧我國創(chuàng)客教育近十年的發(fā)展歷史，不難發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)客教育的風潮曾經(jīng)吸引和塑造了眾多中小學創(chuàng)客教師，培養(yǎng)了一大批具有創(chuàng)新精神和實踐能力的青少年。盡管教師們在編程教育、機器人教育和創(chuàng)客教育等方向上的努力沒有達成“獵殺應試教育”的預期，卻也留下了不少啟示。

一要理性對待人工智能教育的應然與實然價值。新一代人工智能以機器學習尤其是深度學習為核心技術，包括數(shù)據(jù)、算法和算力等基本要素。相對于創(chuàng)客教育，它采用了新的創(chuàng)作工具和實踐平臺。因此，教師一方面不要故步自封，把人工智能教育理解為傳統(tǒng)的機器人教育和創(chuàng)客教育，用新瓶裝舊酒；另一方面，也不能曲高和寡，設置過高的技術門檻，割裂創(chuàng)客教育與人工智能教育的聯(lián)系，人為區(qū)隔會和不會人工智能的人群。

二要積極爭取國家層面的政策支持。課程標準與教材是我國教育治理的核心部分。一種教育類型或理念的推行，往往離不開課程標準與教材的支持。《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》將“開源硬件項目設計”和“人工智能初步”設置為選擇性必修模塊，但由于學分與課時的限制，未能提供強有力的上位支持；《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的頒布，為人工智能教育提供了新的發(fā)展機遇，但作為六條邏輯主線之一的人工智能以及“人工智能與智慧社會”內容模塊的安排恐力有不逮，未來如何發(fā)展還有待觀察。

三要走向對技術思想與方法的理解。創(chuàng)客教育有其實踐創(chuàng)新的先天優(yōu)勢，但如果只停留于粗淺的造物和炫目的效果，未能引向“邏輯概念”的塑造，則難有大的作為。創(chuàng)客教育如是，人工智能教育亦然。我們要像剝洋蔥一樣，帶領青少年學生逐步通達新一代人工智能教育的核心。

為此，筆者構建了六層人工智能教育進階模型。第一層：AI功能體驗。學生要在圖形化編程環(huán)境中調用API，或使用智能硬件預訓練模型生成識別模型，制作簡單的智能交互系統(tǒng)。第二層：AI模型理解。學生要采用非代碼工具生成數(shù)據(jù)集、訓練模型和部署模型，制作出具有特定功能的智能交互系統(tǒng)。第三層：AI模型應用。學生應能采用低代碼編程，經(jīng)歷生成數(shù)據(jù)集、訓練模型、部署模型的基本過程，并通過反思和改進，制作出較為復雜的智能交互系統(tǒng)。第四層：AI模型綜合。學生要建構問題鏈條，從系統(tǒng)的角度訓練和部署多個模型，制作多個模型協(xié)同工作的智能交互系統(tǒng)。第五層：AI要素重組。學生需要掌握模型優(yōu)化的方法，深入理解算力、數(shù)據(jù)和算法之間的關系，在限定條件下生成SOTA模型，充分利用算力資源制作智能交互系統(tǒng)。第六層：AI算法創(chuàng)新。學生能夠理解同類不同模型的算法邏輯，能夠優(yōu)化算法或設計新的算法并進行模型驗證，形成實驗報告。

第一到第三層以工程為主、科學為輔，第四、五層工程與科學并重，第六層以科學為主、工程為輔。前五層適用于中小學生，第六層適合高校學生，由此可形成新一代人工智能教育上下貫通的培養(yǎng)體系。

（作者系華南師范大學教育信息技術學院教授、博士生導師）