人工智能：现代教育的新机遇

宋亮

2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中指出人工智能成为国际竞争的新焦点，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、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，建成我国人工智能人才高地。

发展人工智能和人工智能教育，已被列入国家发展规划，义务教育该怎样迎接？

与教育相关的“三步走”

在我國人工智能技术的总体发展规划中，明确提出了我国新一代人工智能“三步走”发展战略：

2020年，人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，人工智能产业成为新的重要经济增长点，人工智能技术应用成为改善民生的新途径;

2025年，人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展;

2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。

为实现上述目标，《规划》明确了相关教育重点。

中小学阶段设置人工智能课程。实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。支持开展人工智能竞赛，鼓励进行形式多样的人工智能科普创作。鼓励科学家参与人工智能科普。

建设人工智能学科。完善人工智能领域学科布局，设立人工智能专业，推动人工智能领域一级学科建设，尽快在试点院校建立人工智能学院，增加人工智能相关学科方向的博士、硕士招生名额。积极鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成人工智能+X复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合。

建设人工智能高端人才队伍。培育高水平人工智能创新人才和团队。支持和培养具有发展潜力的人工智能领军人才，加强人工智能基础研究、应用研究、运行维护等方面专业技术人才培养。重视复合型人才培养，重点培养贯通人工智能理论、方法、技术、产品与应用等纵向复合型人才，以及掌握人工智能+经济、社会、管理、标准、法律等横向复合型人才。

建立重大科技创新基地。建立新一代人工智能基础理论和关键共性技术体系，布局建设重大科技创新基地，壮大人工智能高端人才队伍，促进创新主体协同互动，形成人工智能持续创新能力。鼓励人工智能企业、科研机构搭建开源平台，面向公众开放人工智能研发平台、生产设施或展馆等。

发展智能教育。利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。开展智能校园建设，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。

“转型”给教育带来机遇

互联网教育专家伍星认为，中学生学编程并不早。在美国和澳大利亚，早在四十年前，就已经在中小学开展编程教育，并取得了重大教育成果。大家熟知的互联网“大佬”如比尔·盖茨、乔布斯、马斯克等，在初中时期即开始学习编程。在我国，在中小学开展编程教育，已经比西方国家晚了近半个世纪。西方编程教育培养出的第一代和第二代学生，已经在世界上创立了微软、苹果、特斯拉、脸书等科技巨头企业，帮助美国对全世界全面领先。

2018年3月18日，第三届中美智慧教育大会聚焦人工智能2.0，就“人工智能与教育”的主题展开研讨。中国工程院院士潘云鹤提出，随着智能城市、智能医疗和智能交通等社会新需求的爆发以及互联网、移动计算、超级计算、穿戴设备、物联网和云计算等信息环境的巨变，人工智能开始迈向新一代，即人工智能2.0（AI2.0）时代。人工智能走向2.0的真正动因是，世界正从原来由人类社会和物理空间组成的二元空间，向由物理空间、人类社会和信息空间构成的三元空间演变。其关键理论与技术包括大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能和自主智能系统等。

人类社会的这种转型，给中国的人工智能教育带来了机遇。当前，人工智能2.0技术初露端倪，AI已显露走向2.0的大量新特征，包括大数据上的深度学习+自我博弈进化技术、基于网络的群体智能已经萌芽，人机一体化技术导向混合智能、跨媒体推理兴起和无人系统迅速发展。潘院士指出，人工智能2.0对教育的挑战，包括基于大数据智能的个性化教育、跨媒体学习、终身学习的智能支持、教育现代化需要多领域结合攻关等。新一代人工智能的战略实施中，队伍的组织和人才的培育是关键，要在全国形成一支政、企、学相结合的人工智能攻关力量，加大人工智能人才培育和学科建设的支持力度，创建一批政、产、学合作为基础，科学、工程和教育相结合的新一代人工智能研究中心，试用灵活体制，实现快速发展。人工智能走向2.0，是人类实现新进步的一件大事，应主动推动国际合作，建设合作平台，与全球愿意携手的科技人员一起，共同应对各种挑战，推动人类走向更加美好的明天。

新颁布的“新课标”明确，人工智能被纳入高中信息技术学科。学生形成编程思维需要花2年到3年，而这种思维是普通“码农”晋升为优秀人工智能人才的关键。与其等大学生走入社会再去培养，不如把这项工作提前到中小学阶段开展。

高校资源下沉中小学

2018年1月12日，教育部直属的电子科技大学大数据研究中心、成都市教育科学研究院和成都市武侯区教育局举行了教育大数据与人工智能项目战略合作协议签约仪式，三方将展开多层次合作，在武侯区构建基础教育阶段“人工智能+教育”的成熟模式，让人工智能服务于中小学生的全面发展。

当前，大数据和人工智能正给教育事业的发展带来深刻变化。将行动轨迹分析、人脸识别等智能技术运用于中小学教育领域，能够为课堂教学及学校管理提供更加个性化、高效率的解决方案。未来，武侯区的中小学生有望接触丰富的大数据和人工智能科普课程，同云计算和AI时代的新兴科技进行亲密接触。教师甚至可能在教学过程中，利用先进技术采集和分析不同学生在学习中的薄弱环节，为学生提供更加个性化的家庭作业和培养方案。武侯区是全国首批中小学计算机教育实验区，具有发展人工智能教育的良好基础。此番同电子科大大数据研究中心和成都市教科院科研团队的合作，有望为成都市中小学人工智能课程的建设、人工智能教育的发展提可复制的经验。

3月21日，辽宁省丹东市正式启动《科技创新——“人工智能课程”教育试点工程》，下一步将在全市中小学生中普及“人工智能课程”。首期试点工程，该市9所小学45个班级的2100余名小学生受益，他们在每周都将有一节课学习人工智能。丹东市中小学人工智能课程正式启动，标志着丹东市科技创新教育已经进入普及化发展阶段。科技创新教育试点工程以小学二年级为基础，实施跨度5年的雏鹰科技培养计划，是结合了基础科技知识、创新科技教育、团队能力、创新思维能力训练的综合性课程。课程主要以基础开源硬件的认知和初级应用为主，通过传感器、核心控制板、驱动板等元器件的讲解和动手实践，使学生建立基本的电路逻辑思维，并初步具备利用开源硬件和人工智能基础逻辑构架解决生活实际问题的创新能力。丹东市六纬路小学四年级（4）班班主任张贞玉说：“人工智能的发展是大势所趋。我们现在培养的孩子，要适应10年到20年后的工作和竞争格局。三四年级的孩子，正是求知欲旺盛的时期，以这样的形式普及科技创新知识，对孩子未来的成长和发展都有积极作用。”

南京案例解读

2018年3月，江苏南京“雨花台中学——人工智能实践基地”正式揭牌。雨花台中学目前只是在在国际部引入编程课程。雨花台中学国际部主任吴威介绍说，学生在接触编程甚至机器人的过程中，兴趣和潜力会被最大程度激发，有助于对接今后本科甚至研究生阶段的学习。对于有志申请计算机领域国际名校的学生，人工智能方面的学习背景可能成为申请时的加分项。

南京师范大学附属中学树人学校的人工智能选修课已向全校学生开放。3月9日，30名初一学生学习了“人工智能进课堂”的第一课。该校的“人工智能进课堂”系列课程是在南京市鼓楼区教育局、鼓楼区教师发展中心、中国科学院智能信息处理重点实验室联合指导下，由中科视拓和南师附中树人学校合作推出的中小学选修课。该课程在选课平台上开放后，不到5分钟就宣告满员。

“人工智能进课堂”课程监制、中科视拓CEO刘昕博士称，“人工智能进课堂”课程每周一次，每个课时70分钟，总共10个课时，课程主要包含两个部分：第一部分是对学生的人工智能进课堂启蒙教育，让学生了解人工智能、机器学习、深度学习是什么，有什么实际应用。

负责AI启蒙教育的是中科视拓无人机视觉技术专家袁基睿博士，他曾在TEDx等活动中普及专业技术，有丰富的经验。另一部分是包含目标检测和人脸识别这两个AI热门技术的实践环节，让学生了解相关AI技术的基础知识，指导学生训练出自己的AI引擎并使用它们检测出各种物体、识别出不同人脸。负责这一部分的是“人工智能进课堂”负责人谭学伟，之前他已成功指导了一些中小学生训练出检测水果、识别人脸的AI引擎。

刘昕表示：“初中年龄段的学生求知欲旺盛，但理解能力有限，对理论学习欲望低，对动手实践兴趣高。如何既激发孩子对AI的兴趣，又不给孩子带来太多学业负担？我们开发的SeeTaaS云平台（K12版），是一款面向中小学生的深度学习训练平台，封装了难懂的框架和算法，同时展现了AI模型的训练流程，简单易上手。学生不用掌握任何编程语言，在图形化的界面中，用点击拖拽的便捷操作方式，便可基于深度學习技术，进行AI模型的设计生产。在各种实践项目中，让学生自然而然地接受启蒙教育，激发初对AI的兴趣。”

南京的“人工智能进课堂”课程，目前处于试点工作阶段，今后将会把成熟的人工智能启蒙教育一体化方案，包括教学体系、教学工具、及教师培训服务，在全国中小学推广。