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统一教育:人工智能教育如何实现因材施教?

文章发布于:2021-09-09 20:41:23

对于新一代青少年来说,无论未来身处哪一种行业,人工智能都将成为他们工作和生活中不可或缺的工具。人工智能不再是一个陌生的词汇,它将成为走向未来的必修课。


在刚刚过去的2021世界人工智能大会上,除了前沿的思想碰撞和越来越贴近产业、生活的落地应用,人工智能教育也成为产学研各界热议的焦点。


人工智能教育的意义何在,将培养学生哪些素养?具体如何开展,有哪些方法论?在此之上,针对不同区域、不同学校的实际学情和教学需求,人工智能又该如何做到差异化,实现因地制宜、因材施教,真正让AI教育掷地有声?


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AI教育要培养哪些信息素养?



教育的一项重要任务,就是培养学生的信息素养,即懂得如何获取并有效利用信息,来解决生活、工作当中的实际问题。


从会写字、会打字、会上网到会发邮件,信息素养作为学习者及劳动者的必备素养,其内涵随着技术发展不断演进。




工业时代,教师主要以班级授课的方式传授知识,学生通过听课、记笔记、做作业等方式学习教材上的知识。


信息时代,教室不再是唯一的学习场所,学生可以通过在线平台随时随地进行自主学习、个性化学习。


而在刚刚开启的智能化时代,学生作为数字原生代,其成长环境、学习环境已经完全数字化,此时,学生将通过联结式的、人机协同的智能化方式进行学习。




那么,人工智能时代的学生又应该具备怎样的信息素养?教育部教育信息化战略研究基地(华中)常务副主任、华中师范大学人工智能教育学部教授吴砥指出:


智能时代的到来对人的信息素养提出了更高的要求,信息安全、人机交互与协作、信息创新、信息思维以及终身学习等高阶素养进入了人们的视野,成为人是否能适应智能社会发展的新的关键指标。


具体来说,智能时代对学生应具备的信息素养有以下新要求:




更强调学生利用人工智能技术解决生活、学习问题的能力;


更强调学生的计算思维以及创新创造能力,而不仅仅局限于知识和技能;


更强调学生应对智能时代道德问题的能力。




因此,要更好地开展AI教育,就必须要更加充分地将理论课程与应用技能相互连接、相互打通。


开展AI教育,有哪些方法论?



任何一门课程都得要解决两个基本问题:第一个为什么学?(目标);第二个如何吸引学生学(内容),人工智能也不例外。


在温州中学创客教育工作室负责人、浙江省特级教师谢作如看来,人工智能教育要做到“有用、有趣”,要从“交互”做起


温州中学创客教育工作室负责人、浙江省特级教师谢作如谈从“交互”的角度看中小学人工智能教育


所谓“交互”,简单来说就是“输入”与“输出”的有机结合。模型训练是输入,模型应用是输出;技术学习是输入,技术应用是输出;用户需求是输入,功能实现是输出……


学生在AI课程中所学的内容,需要与他们所能认知的生活周遭产生互动,例如通过视觉感知识别花朵、动物,不仅能让他们学习如何通过AI去解决生活中真实存在的问题,更能帮助他们更好地发现、认识、探索整个真实世界。


因此,AI课程的设计,需考虑以下几点:




主题活动上强调体验活动、实验活动、实践活动的三位一体;


单元项目上强调从人工智能实验到智能系统开发的学以致用;


创新应用上,借助各种算法和模型用人工智能技术结合各种学科知识即跨学科学习;


作品呈现中,结合开源硬件和各种电子模块,实现多模态交互的物化呈现。




课本、实验活动、智能系统,算法模型、开源硬件……无疑,相比传统学科,AI课程所涉及的“元素”更加多样。如何帮助教师、学生更好地选取、选用这些“元素”,决定了学生的最终兴趣,也影响着最终的教学效果。


因材施教孵化AI教育创新



当前,解决教育资源不平衡等问题,依然是我国教育事业发展的重要任务。疫情期间,在线教育打破了时间和地域的限制,让优质的教育资源可以通过互联网普及到偏远地区,在一定程度上缓解了教育资源分配不均的问题。


但对于AI这门全新课程来说,涉及诸多实验平台、计算平台、教学教具等资源,简单通过在线教育的方式无异于“一刀切”。


AI作为新一代的生产力工具,其走入产业不过短短三四年时间,且多集中在需求最广泛的城市管理、交通出行等领域,覆盖于产业资源、信息资源、基础设施相对丰富、完善的地区,这天然地让身处大城市的孩子们最早感受到了AI给生活和社会发展带来的革新,甚至已经初步具备了AI思维。


对这些孩子来说,更多需要的是动手实践和交流的机会,在更贴近真实产业需求的环境下进行学习和实验,逐步成长为行业所需的AI创新人才。


而在相对落后的地区,AI这项概念还处于启蒙阶段,教学基础相对薄弱,教师培训和配套教学资源的完善其实是首要任务。


而在拥有特色产业和资源的地区,例如文旅、交通等行业,AI教育或许应充分利用本地优势,有侧重地定制发展轨迹,让培养的AI人才可以更好地与本地产业相融合,更好地发展特色经济。


显然,面对AI这样一项新兴技术,要做到AI教育的“因地制宜,因材施教”,对于整个教育行业,不仅是一项极具挑战性的任务,也是一项前所未有的全新尝试。


精品AI课程六大“元”


教师、学生可以从这些“元”中各取所需,结合自身学情和发展目标,灵活调配、自由组合相应的教学资源,进行课程和学习计划的定制。还能够将自身的实践成果反哺于教育平台当中,使其功能进一步丰富、壮大。


由此形成的一个开放共创的行业生态,被名为——AI教育“元生态”。


例如,通过选搭不同的AI技术能力、课件和实验内容,就可以定制出诸如图像识别、图像分类、图像风格化等特色课程。也可以结合不同区域、学校的教学需求自由设置课程计划,创作不同AI实验项目,更好地适应不同地区、不同基础和不同目标的AI教育需求。


AI教育“元”生态架构


课程之外,AI教具也可以受益于AI教育“元生态”的模式,孵化出更加多元化的AI教育产品、方案。


随着人工智能教育的广泛开展,学生信息素养的培育将有新的依托和抓手,帮助学生更好适应智能时代的挑战。更具互动性的AI教育方式,能够有效地激发学生对AI课程的兴趣,开拓创新。


而更加开放、协同共建的AI教育生态,有望进一步成为推动AI教育繁荣,加速AI教育落地的重要基础和桥梁,最终更好地服务每一位教师、每一名学生,打通一条最适合他们的AI教育成长路径。

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