10月29日上午，嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)人工智能展示課現(xiàn)場(chǎng)。

芥末堆 知風(fēng) 11月1日

“同學(xué)們，我們要給劉彥凱同學(xué)做一個(gè)電子相冊(cè)，需要用到一部分的照片?？墒悄?，郭老師的電腦里存了滿滿的照片?，F(xiàn)在呢，老師想請(qǐng)你們幫幫忙，從這些照片中把劉彥凱所有的照片找出來(lái)。好嗎？”

課堂開始，授課老師郭春蕾給學(xué)生派發(fā)了任務(wù)。沒(méi)有學(xué)生能夠完成?！八枚嗾掌y找了，和別人的照片混在一起。”“數(shù)量太多了。”學(xué)生們說(shuō)。 

“在這個(gè)信息化時(shí)代啊，這么多的照片是非常常見(jiàn)的，我們有什么辦法呢？” 郭老師又問(wèn)道。

“我們可以靠人工智能?！币晃粚W(xué)生答道。 

這是一堂人工智能展示課，地點(diǎn)位于嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)的禮堂舞臺(tái)。10月29日上午，十八名學(xué)生分為三個(gè)小組，坐在舞臺(tái)中央?；蛟S是因?yàn)榕_(tái)下坐著觀摩的領(lǐng)導(dǎo)和老師，學(xué)生們顯得有些拘謹(jǐn)。

今年9月1日，青島市教育局通過(guò)與商湯科技合作，在全市100所學(xué)校試點(diǎn)人工智能課程，覆蓋小學(xué)、初中、高中三個(gè)學(xué)段兩萬(wàn)多名學(xué)生，并聯(lián)合培養(yǎng)了300多名AI教師。

青島在試圖打造一個(gè)全市乃至全國(guó)的AI教育范本，但這個(gè)過(guò)程仍在摸索之中。落地AI課程，行政力量只是第一把推手。師資如何配置、教研由誰(shuí)負(fù)責(zé)、學(xué)生怎樣評(píng)估.....種種現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)，無(wú)不關(guān)乎著青島能否將人工智能基礎(chǔ)教育延續(xù)下去。

“我們堅(jiān)定一個(gè)想法，發(fā)展是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。如果我們不做，問(wèn)題依然擺在那，只有做的過(guò)程當(dāng)中才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題?！鼻鄭u市教育局副巡視員姜林說(shuō)。對(duì)青島而言，現(xiàn)階段的目標(biāo)是靜下心，先把“青島模式”穩(wěn)定下來(lái)。

一堂小學(xué)AI課

人工智能進(jìn)入基礎(chǔ)教育的提法由來(lái)已久。此次青島的案例，使得人工智能基礎(chǔ)教育第一次有了大規(guī)模的落地嘗試。 不過(guò)，AI課上什么、怎么上，尚未有先例可循。

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》里，教育部對(duì)高中階段的人工智能課程如何開展、配套設(shè)施如何建設(shè)定下了標(biāo)準(zhǔn)。而初中和小學(xué)階段的人工智能課程，沒(méi)有全國(guó)性標(biāo)準(zhǔn)和引領(lǐng)性文件。老師們只能自己摸索。

郭春蕾是嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)的信息技術(shù)學(xué)科老師，負(fù)責(zé)給三個(gè)四年級(jí)班的學(xué)生上AI課。在她看來(lái)，調(diào)動(dòng)興趣是AI啟蒙的關(guān)鍵。

展示課上，郭春蕾通過(guò)找照片的活動(dòng)來(lái)導(dǎo)入“人臉識(shí)別”的概念，并引導(dǎo)學(xué)生展開對(duì)人眼識(shí)別照片的討論。

郭春蕾讓學(xué)生從照片文件夾中選出劉彥凱同學(xué)的照片。

“郭老師的臉有什么特征？”“眼睛不大不小”、“臉是圓圓的”、“嘴巴不大不小”、“頭發(fā)是黑咖啡色的”、“鼻子剛剛好”......回答五花八門。

“我覺(jué)得徐同學(xué)也符合這個(gè)特征。”郭春蕾表示，單靠語(yǔ)言的描述無(wú)法確定一個(gè)人，而是需要更準(zhǔn)確的特征相似度值。“機(jī)器分類也是在模擬人眼識(shí)別，記住模樣就是在記住特征。我們有個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做人臉聚類?！?/p>

AI課程注重實(shí)踐，為了讓學(xué)生明白機(jī)器識(shí)別圖像的原理，郭春蕾讓學(xué)生們利用python編程，親手操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

郭春蕾讓學(xué)生利用python編程理解過(guò)程。

步驟看起來(lái)很復(fù)雜：調(diào)試training函數(shù)，提取人臉特征；調(diào)試test函數(shù)，對(duì)比所有照片；查看運(yùn)行結(jié)果，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。不過(guò)，學(xué)生只需按部就班地實(shí)施指定的操作，并不需要“寫代碼”。

“我們教給孩子的是一種做事情的邏輯，而不是理解編程語(yǔ)句，我講這些我的課堂會(huì)失去興趣?！惫豪僭诤罄m(xù)收集中表示，雖然目標(biāo)還是通過(guò)編程加深孩子對(duì)算法的理解，但是在課上會(huì)屏蔽底層的細(xì)節(jié)。

最后一個(gè)環(huán)節(jié)，郭春蕾讓學(xué)生們討論生活中的聚類技術(shù)，如機(jī)器人分揀貨物、淘寶按照內(nèi)容聚類呈現(xiàn)搜索結(jié)果等。

對(duì)于這堂AI啟蒙課，一個(gè)學(xué)生的體會(huì)是“說(shuō)不上難，也說(shuō)不上不難。”在郭春蕾看來(lái)，教授的內(nèi)容并不復(fù)雜，但最困難的地方在于使大人能理解的東西，讓小學(xué)生也能理解。

“比如我講循環(huán)的思想，就會(huì)用每周一到周五上學(xué)時(shí)間都要穿校服形容，周末可以穿自己的服裝，這樣就有一個(gè)判斷的思維，分條件判斷?！惫豪倥e例說(shuō)，“要跟孩子的生活實(shí)際結(jié)合，我們大人看似很簡(jiǎn)單的東西，其實(shí)對(duì)他們來(lái)說(shuō)，要想讓他們理解真是不容易?！?/p>

“第一個(gè)吃螃蟹的人”

按照青島人工智能教育的規(guī)劃，嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)目前在四年級(jí)的14個(gè)班開設(shè)了人工智能課程，有587名學(xué)生接受了小學(xué)人工智能課程教育。全市范圍內(nèi)鋪開了100多所學(xué)校，每個(gè)學(xué)校至少200名學(xué)生。青島的決心不可謂不大。

課時(shí)安排上，除了初高中畢業(yè)班的學(xué)生外，小學(xué)四年級(jí)起、初中、高中都是每周一節(jié)課。根據(jù)各個(gè)學(xué)校的不同情況，有的是進(jìn)入校本課程，學(xué)生按興趣報(bào)名；有的是以試點(diǎn)校的形式，成建制推進(jìn)AI課。

“現(xiàn)在太多東西要進(jìn)校園，什么都要進(jìn)課堂，但是課時(shí)如果沒(méi)有保證那都是開玩笑。青島基教處在牽頭，很明確人工智能教育必須納入課時(shí)，保證課時(shí)。”姜林說(shuō)。

青島開展的AI課。

青島在小學(xué)、初中和高中幾個(gè)學(xué)段的設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)是不一樣的。小學(xué)注重“打開人工智能這扇窗”，側(cè)重思維方法；初中不光需要概念，還要有更多操作，進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程；到了高中再上一層，學(xué)生依靠掌握的知識(shí)，做一些創(chuàng)造性的項(xiàng)目。

青島推行AI課程的企業(yè)合作方是商湯科技。去年4月，商湯推出了《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》教材，同時(shí)在師資層面提供免費(fèi)師訓(xùn)服務(wù)。為了推廣人工智能基礎(chǔ)教育，商湯搭建起了一套成體系的框架。它的生態(tài)閉環(huán)可以簡(jiǎn)化為四個(gè)問(wèn)題：誰(shuí)來(lái)教、如何教、怎么學(xué)、怎么評(píng)價(jià)。

“最早的時(shí)候是嘔心瀝血寫一本書，真的憋半年寫不出來(lái)的時(shí)候，八易其稿，就是因?yàn)樗环蠈W(xué)生的邏輯，降維降不下去?！鄙虦萍冀逃聵I(yè)部總經(jīng)理尚海龍說(shuō)，“讓一批博士、教授寫這個(gè)書，他們的思維是學(xué)生應(yīng)該懂這個(gè)，但老師們一交流就推翻了。”

時(shí)隔一年后，商湯科技又陸續(xù)推出了初中版和小學(xué)版的教材。尚海龍表示，在人工智能教材編寫上，商湯的思路是參與的“越來(lái)越少”。

“我們大量引入了一線教師，（教材）把基本東西講到位就好了，同時(shí)不要出錯(cuò)。究竟用什么樣的語(yǔ)言，用什么樣的邏輯組織，怎么考慮孩子們的可接受度。”尚海龍說(shuō)。

青島之所以選擇商湯，很大程度上在于其有相對(duì)完善的閉環(huán)。“給孩子開課要有一個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般由兩個(gè)方面控制，一個(gè)是有沒(méi)有教材體系，第二個(gè)是師資體系。我們感覺(jué)商湯有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可控?！苯终f(shuō)。

落地的挑戰(zhàn)

在青島市教育局的指導(dǎo)下，嶗山區(qū)成立了實(shí)驗(yàn)室，第一步的工作是遴選五位骨干教師加三位年輕教師，列出四到八年級(jí)的教學(xué)大綱。

八位老師一次備四堂課，就夠給學(xué)校的老師上一個(gè)月的課程。同時(shí)，青島每?jī)蓚€(gè)大周進(jìn)行一次全體大集備，把下一輪上什么課，給老師們逐一進(jìn)行培訓(xùn)和講解。實(shí)驗(yàn)室除了教材之外，盡量給老師配齊PPT、程序等資源，幫助老師備課。

AI老師培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)。

“每次教研都是從不同角度構(gòu)造出我們的靈感，說(shuō)不上哪個(gè)地方最好，哪個(gè)地方不好，但是每次都會(huì)有收獲，我只能這么說(shuō)?！惫豪俦硎?。

打造一支高素質(zhì)的師資隊(duì)伍是開展人工智能基礎(chǔ)教育的關(guān)鍵。師資匱乏是青島面臨的第一個(gè)問(wèn)題。在全國(guó)范圍內(nèi)，成建制的AI教師數(shù)量不足，青島只能靠自身挖掘。

“第一步先找跟計(jì)算機(jī)有關(guān)系的，學(xué)信息學(xué)的老師，看他們有沒(méi)有興趣，有興趣就成編制地培訓(xùn)。”姜林說(shuō)，“有的越學(xué)越激動(dòng)，似乎打開了一扇窗，但也有越學(xué)越吃力，年紀(jì)相對(duì)輕一點(diǎn)的學(xué)有余力的多，年齡偏大一點(diǎn)的學(xué)有余力的少?！?/p>

第二步，青島擴(kuò)大了范圍，既有學(xué)物理的老師，也有學(xué)文科的老師。只要自身有興趣且自學(xué)編程語(yǔ)言，便能進(jìn)入第二批培訓(xùn)?？傊煌耆詫W(xué)科來(lái)確定，而是看實(shí)際能力。

姜林表示，青島下一步將繼續(xù)與商湯合作，從100所學(xué)校當(dāng)中再培養(yǎng)骨干種子教師；今年和明年的教師招聘時(shí)也有相關(guān)的計(jì)劃安排。

AI老師培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)。

由于學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)不同，但教師卻是統(tǒng)一培訓(xùn)，這就給后續(xù)的工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

“目前看，小、初、高全開困難還是比較大?！鼻鄭u市教育裝備與信息技術(shù)中心副主任劉秀元表示，“在培訓(xùn)過(guò)程中做不到小學(xué)的培訓(xùn)小學(xué)、初中的培訓(xùn)初中。小、初、高難度的把握，到底怎么講，都是全新的課題。”

相比于其他基礎(chǔ)教育學(xué)科，人工智能基礎(chǔ)教育還缺乏其他輔助性學(xué)習(xí)內(nèi)容。“數(shù)學(xué)原來(lái)還有教輔，但人工智能課程現(xiàn)在輔助性的東西基本沒(méi)有，我們需要在實(shí)施過(guò)程中自己來(lái)生成。”劉秀元說(shuō)。

打造青島模式

青島的AI教育在摸著石頭過(guò)河。

師資配置的模式到底是什么？老師群體的教研活動(dòng)誰(shuí)來(lái)管？管到什么程度？以怎樣的組織方式？還有調(diào)動(dòng)教師積極性的獎(jiǎng)勵(lì)措施，孩子的評(píng)估等，都是青島教育行政主管部門要想、要做的問(wèn)題。

截至今日，青島開展AI基礎(chǔ)教育已有兩個(gè)月，而下一步的規(guī)劃需從實(shí)際出發(fā)?！拔覀円o下心來(lái)把青島模式穩(wěn)定下來(lái)，最起碼一個(gè)學(xué)期，甚至一個(gè)學(xué)年結(jié)束之后，有些問(wèn)題就有了解決的辦法。在這個(gè)基礎(chǔ)上再往高層次推。”姜林說(shuō)。

青島推行的AI課程。

以學(xué)生評(píng)價(jià)為例，尚海龍表示，目前商湯正與華東師范大學(xué)、南京師范大學(xué)等一批專業(yè)院校進(jìn)行合作，在一定階段上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，再請(qǐng)教授做評(píng)價(jià)。“肯定是積累了數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)之后，有了調(diào)研才有發(fā)言權(quán)?！?/p>

青島有望成為一個(gè)人工智能基礎(chǔ)教育的范本。據(jù)尚海龍介紹，青島目前已經(jīng)吸引了全國(guó)8個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的老師來(lái)參加培訓(xùn)，培訓(xùn)的外地教師人數(shù)達(dá)200多名?！安挥梦覀?nèi)ネ?，已?jīng)有大量地市的教育廳要求能不能去青島看看，參觀學(xué)習(xí)一下現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的情況?！?/p>

對(duì)商湯而言，交付給青島市教育局的人工智能課程解決方案只是開始。尚海龍表示，“進(jìn)入到深度服務(wù)階段，我們非常注重收集教師的反饋，如對(duì)教材的個(gè)別修改意見(jiàn)，章節(jié)怎么設(shè)置，一些內(nèi)容如何撰寫才符合教育的語(yǔ)言等。”

青島在試圖轉(zhuǎn)變一些教育改革的思路。據(jù)介紹，在教育信息化2.0下，青島除了人工智能教育，還有一個(gè)青島教育e平臺(tái)，其中包含教師資源模塊?！霸瓉?lái)是教育行政主管部門和幾個(gè)專家去購(gòu)買也好，去邀請(qǐng)別人送過(guò)來(lái)也好，是幾個(gè)人定的。但是我們現(xiàn)在有了新的想法：一線教師要什么，才是我們采購(gòu)的目錄、編寫的目錄和爭(zhēng)取尋找的目錄?！苯终f(shuō)。

姜林表示，青島計(jì)劃將人工智能教育打造出全新的模式，“尊重一線教師，他們需要什么我們?nèi)フ遥淖冊(cè)瓉?lái)的買回來(lái)給老師用，但好不好用不知道的模式?！?/p>