AAAI 牽頭示范如何正確地給中小學(xué)生教人工智能

雷鋒網(wǎng) AI 科技評(píng)論按：人工智能學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用一直保持著高熱度，人工智能知識(shí)技能的教學(xué)也廣受關(guān)注，遍地開花。只不過，去年下半年出現(xiàn)的一些面向中小學(xué)、甚至幼兒園孩子的人工智能教材還是引發(fā)了震驚和相關(guān)人士的挖苦。

左：《AI上未來智造者——中小學(xué)人工智能精品課程系列叢書》；右：幼兒園小班《人工智能實(shí)驗(yàn)教材》

這些挖苦主要可以歸為兩類。第一類挖苦在于，即便以深度學(xué)習(xí)為代表的現(xiàn)代「人工智能」相關(guān)技術(shù)和工作持續(xù)火熱，讀博讀碩申請火爆，國內(nèi)外高校也在陸續(xù)設(shè)立人工智能專業(yè)和學(xué)院，但是真的有必要把戰(zhàn)線拉長到小學(xué)、幼兒園嗎？想讓家長「從小孩抓起」，實(shí)際上更像是在「販賣焦慮」。另一類則是實(shí)際的擔(dān)心：機(jī)器學(xué)習(xí)需要先有一定的高等數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)，機(jī)器人技術(shù)也同樣需要足夠的數(shù)學(xué)、控制、機(jī)電等領(lǐng)域知識(shí)，其它「人工智能」相關(guān)技術(shù)也類似，那么早早地把高層次的、多領(lǐng)域交叉的知識(shí)呈現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)都不完備（高中生、低年級(jí)本科生）、甚至可以說基礎(chǔ)知識(shí)為零（初中生、小學(xué)生、幼兒園）的學(xué)生面前，這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷是無法產(chǎn)生效果的。

放眼外看的話，也有更加深思熟慮的人工智能學(xué)術(shù)組織作出了的探索。2018 年 5 月，美國人工智能協(xié)會(huì) AAAI 和美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì) CSTA 發(fā)起了針對中小學(xué)生 AI 教育的行動(dòng)組織「AI4K12」，試著定義這個(gè)年齡段的學(xué)生應(yīng)該對人工智能有哪些了解、可以做出哪些應(yīng)對。

「AI4K12」的執(zhí)行委員會(huì)成員包括了卡耐基梅隆大學(xué)（CMU）、佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Florida）、麻省大學(xué)（University of Massachusetts）的教授以及美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì) CSTA 的課程委員會(huì)成員。相比于傳授知識(shí)本身，AI4K12 更注重的是讓學(xué)生們與對 AI 的各個(gè)方面都有了解和接觸，并且先學(xué)習(xí)重要的 AI 基礎(chǔ)概念。他們列出了經(jīng)過初中小學(xué)階段的 AI 啟蒙教育之后應(yīng)當(dāng)了解的 5 個(gè)重點(diǎn)概念：

重點(diǎn)概念 1：計(jì)算機(jī)通過傳感器感知這個(gè)世界。計(jì)算機(jī)先要能清楚地「看見」、「聽見」，然后它們才能在真實(shí)世界中發(fā)揮作用，所以傳感器可以算是人工智能相關(guān)領(lǐng)域最重要的技術(shù)成果之一。中小學(xué)生們需要知道，計(jì)算機(jī)感知人類的語言或者視覺內(nèi)容需要依靠許多的領(lǐng)域知識(shí)。本科生則需要能夠描述并展示機(jī)器感知系統(tǒng)的限制，并使用開源的機(jī)器學(xué)習(xí)工作訓(xùn)練多層感知機(jī)分類器。

重點(diǎn)概念 2：智能體會(huì)形成對世界的某個(gè)模型/某種表示，然后借助它們進(jìn)行決策。表示是智能這件事里最基礎(chǔ)的問題之一，不論是自然（生物）智能還是人工智能。中小學(xué)生需要了解「表示」的概念 —— 比如我們用畫有曲線、圖有顏色、標(biāo)出了城市名稱的地圖表示一塊地域，或者用線和點(diǎn)組成的示意圖表示棋類游戲。中小學(xué)生們還需要了解計(jì)算機(jī)構(gòu)建的表征來自于數(shù)據(jù)，然后可以通過一些推理和決策算法處理這些表示，從已知的信息中得出新的信息。高中生就需要開始學(xué)習(xí)把用基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為輸入，編寫簡單的程序進(jìn)行推理了。

重點(diǎn)概念 3：計(jì)算機(jī)可以從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以讓計(jì)算機(jī)根據(jù)不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)生成不同的表示，而這些數(shù)據(jù)可以來自人類，也可以是機(jī)器自己采集的。高中生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)如何訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)、如何借助開源工具編寫簡單的應(yīng)用。

重點(diǎn)概念 4：對于 AI 開發(fā)者來說，如何讓智能體與人類自然地溝通是一個(gè)長期的、艱巨的問題。對于人工智能系統(tǒng)來說，理解人類是它們面對的最困難的問題之一。即便對于人類來說，觀察另一個(gè)人的動(dòng)作并預(yù)測他未來的想法都是一件很有挑戰(zhàn)的事情。機(jī)器人如果想要參與人類的生活、受到人類的歡迎，那它們也需要掌握一些這樣的技能。高中生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)如何構(gòu)建不依賴文本內(nèi)容的語法規(guī)則、學(xué)習(xí)解析簡單的語句，并借助開源工具構(gòu)建聊天機(jī)器人。

重點(diǎn)概念 5：AI 應(yīng)用對社會(huì)的影響可以是正面的，也可以是負(fù)面的。學(xué)生們要能夠辨析 AI 對我們的生活都帶來了哪些改變。AI 的社會(huì)影響包含了兩類問題：AI 應(yīng)該被用在哪些領(lǐng)域中？以及我們需要要求 AI 系統(tǒng)滿足哪些道德約束？中小學(xué)生需要了解一些 AI 系統(tǒng)做出的決策會(huì)影響一些人的生活，這些 AI 的道德準(zhǔn)則的構(gòu)建需要我們花費(fèi)心思，尤其是對于其中的透明性和公平性方面。高中生應(yīng)當(dāng)能夠評(píng)估新的 AI 技術(shù)，描述這些技術(shù)可能帶來的道德或者社會(huì)性影響。

AI4K12 希望把這些重點(diǎn)概念作為指導(dǎo)框架，引導(dǎo)老師們通過有趣的、有啟發(fā)性的方式鼓勵(lì)學(xué)生接觸 AI 的不同方面，比如機(jī)器人、模型與仿真、游戲與博弈、機(jī)器學(xué)習(xí)；以及讓學(xué)生們了解到自己的身邊就有許多使用了 AI 技術(shù)的工具和消費(fèi)品。比如大多數(shù)手機(jī)上都帶有一個(gè)語音交互的智能助手（蘋果手機(jī)上的 Siri，安卓系統(tǒng)手機(jī)上的谷歌助手，微軟的 Cortana），有類似功能的家用電器也已經(jīng)出現(xiàn)了許多（谷歌 Home，亞馬遜 Ech）；計(jì)算機(jī)視覺也是許多消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品背后的支撐技術(shù)，比如攝影軟件中的智能美顏和字符識(shí)別、手機(jī)相冊的智能搜索分類。

AI4K12 并不認(rèn)為人工智能知識(shí)本身的傳授是幼兒園、小學(xué)、初中階段的重點(diǎn)，所以他們并不打算制訂相關(guān)的課程規(guī)劃。但他們會(huì)為老師們、教育體系內(nèi)的其它工作者們準(zhǔn)備更多的資源，幫助他們更好地理解人工智能，從而可以更好地帶領(lǐng)學(xué)生們建立良好的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。對于青少年學(xué)生 AI 教育的課題，AI4K12 也準(zhǔn)備了一份報(bào)告，打算在今年 1 月底的 AAAI 2019 大會(huì)上報(bào)告、討論。（雷鋒網(wǎng) AI 科技評(píng)論到時(shí)會(huì)報(bào)道 AAAI 2019 的精彩會(huì)議內(nèi)容）

人工智能已經(jīng)是我們生活中不可或缺的一部分，但同時(shí)小孩們長大了也并不是都要做 AI 開發(fā)者。解開對 AI 的誤解、認(rèn)識(shí)生活中形形色色的 AI 應(yīng)用，也就就是一個(gè)好的開始。

AI4K12 更多資料參見 https://github.com/touretzkyds/ai4k12/wiki。這個(gè)話題的更多討論也可以繼續(xù)關(guān)注雷鋒網(wǎng) AI 科技評(píng)論。

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。