當前，隨著大數據、物聯網、互聯網、雲計算、智能識別等新技術快速發展，人工智慧更進一步深層次地推進了教育的發展，而作為教育一線的教師、培養未來教師的師範大學的教授、需要未來人才的企業，他們是如何看待，又準備如何應對呢？
我們聚集在了一起，進行對話、探討，希望能從中找出答案！
對 話 嘉 賓
王 陽 百度教育事業部
劉 軍 廣東省深圳市希科普股份有限公司
李洪剛 創客大爆炸聯合創始人
丁一秋 科大訊飛京津冀地區負責人、總經理助理
樊 磊 首都師範大學教育技術系教授
黃桂晶 百度教育事業部
方海光 首都師範大學教育技術系教授
秦曾昌 北京航空航天大學自動化學院教授
謝作如 浙江省溫州中學教師、中國電子學會創客教育專家委員會主任
管雪沨 江蘇省常州市天寧區教師發展中心副主任
馬 濤 北京市海淀區信息技術特級教師、信息技術教研員
吳俊傑 北京景山學校教師
房 樺 人民郵電出版社《無線電》雜誌主編
人工智慧教育之祛魅
梁森山：我們今天聚集在這裡，目的有三個：一是希望從不同的角度來論述人工智慧（以下簡稱AI）對教育可能產生的影響；二是打算釐清人工智慧和學科教學的關係；三是按《規劃》的要求，人工智慧落在中小學到底該怎麼做。因此我們邀請到了企業界、教育界、教學一線與人工智慧教育（以下簡稱AI教育）有關聯的相關專家，期望能夠搞清楚一些AI教育的基本問題、划出邊界，即AI教育是什麼，為什麼要推動AI教育以及AI教育應該怎麼做。期待著大家能暢所欲言。
謝作如：《規劃》作為教育的新引擎，在給教育帶來新機遇的同時，也帶來新的挑戰。據了解，新修訂的信息技術課標加入了人工智慧的章節。但現在大家對在中小學教育中人工智慧怎麼去教還是一頭霧水，有人甚至說，中小學生學人工智慧只能是學數學、學編程，然後搞數學奧賽或者信息學奧賽。
現在大家都處於「似懂非懂」的混沌狀態，但作為相關領域學科教師可不能等著他人給出具體的操作方案，而要主動探討。因此，我想換個角度去思考AI 教育應該如何實施的問題，即AI教育至少有兩個教育目標：一是適應AI時代的人，二是能研發AI應用的人。那麼，先問問在座的企業屆代表，你們目前研發AI應用，需要怎樣的人才？從你們的角度看，中小學可以從哪些方面培養企業需要的人才？
丁一秋：從科大訊飛的角度理解的AI有三個層次——計算智能、感知智能、人之智能，包含能存會算、能聽會說、能看會認、能理解會思考等核心技術。但目前高校沒有AI這個學科，所以在人才招聘時，我們一般會選擇計算機、自動化專業的學生。招進來之後，先是進行入職培訓，學習基礎知識、演算法、各種工具等，之後才正式上崗。
黃桂晶：百度現在做的AI課程體系結構包含了圖像技術、語音技術、自然語言技術、AI智能硬體、深度學習和機器學習。我們希望在現有的環境基礎上，創造一種互動式的感知體驗環境，使學習環境觸手可及，無所不在，讓學生、教師可感知。同時，我們做的AI 知識體系結構有深度學習、人臉識別技術、語音識別、自然語言處理、硬體結構和機器學習等。這些內容都是百度的產品技術人員必學的內容。
李洪剛：創客大爆炸很早就在AI領域做了一些技術儲備。從2015年開始，我們做了很多基於Intel人工智慧晶元的教學案例。這幾年下來，我們的結論是做了很有意義的工作，切實體會到人工智慧不是虛的，是實實在在的，是嚴肅的科學。我們所做的工作就是讓AI緊密聯繫現實，讓AI走進教育。要開發出有價值的AI產品或者應用，首先需要轉變思維方式，即用AI的思維去思考問題，將AI作為一種工具或者方法。從人才招聘的角度看，我們不缺乏頂尖的編程高手，但是缺乏具備AI思維的人。目前我面試的很多人都缺乏這種思維方式。
謝作如：你說的AI的思維是不是建立一個觀念，自覺或者不自覺地把機器當人來看？
李洪剛：對，就是這樣。不需要了解AI背後的原理，就能使用AI，知道強化訓練能讓機器做一些以前只有人才能做的工作，就像教小孩走路一樣，不停地教和學，開發深度學習的應用尤其需要具有這種思維。
劉軍：希科普目前非常需要兩類人才：第一類是技術好，數學好，編程好，具有國際化的視野；第二類是懂教育，懂中國的教育。我們公司專註於教育平板電腦，主要業務是做大宗海外訂單。那麼教育平板和普通平板有什麼差異？能用來學習人工智慧的教育平板又是什麼樣的？人工智慧中大量的運算、圖片和語音的處理，還有視頻識別等，現在常見的晶元都沒法滿足。我們希望把AI的晶元植入進去，這樣的終端才可以滿足學生學習人工智慧的需求，即大量的並發運算。但要做好這樣的硬體產品，需要複合型人才，僅僅會編程是不夠的。
謝作如：看來人工智慧專業人才的缺口還是很大的，無論是從人工智慧領域還是教育領域的行業應用人才來說，我們都期望通過這次研討會對人工智慧這個熱詞進行「袪魅」，不是貶低它，而是從專業的角度搞清楚它究竟是什麼，我們的學生學習人工智慧究竟能有哪些發展。
黃桂晶：如果就人工智慧和計算機學科本身而言，我認為首先有仿生學、神經科學，比如，人工智慧到底是仿人類智能的人工智慧，還是仿生物智能的人工智慧？仿生學以外，就是數理和邏輯的部分，還有博弈論等。所以，雖然人工智慧看起來好像只是信息技術中的一個方向，卻異常博大精深。
人工智慧教育之進展
梁森山：秦教授您好，北航在2017年首次招入了人工智慧方向的研究生。前面幾家企業提出了對人才的需求，請問大學能不能給他們這些提供這樣的人才？如果能，大學要開發哪些課程？
秦曾昌：我曾經向很多人介紹過人工智慧和普通編程的區別。舉一個函數的小例子，輸入一張圖片，這張圖片是1024×768，裡面都是像素點，這些向量點就能變成一組數，一個向量，通過一個函數輸出告訴你是1或-1，可能1是狗，-1是貓。實際上，現在能看到的頭像識別、語音識別等應用，核心問題就是找這個識別函數。我們也學過很多函數知識，如一次函數、二次函數等，但這些函數怎麼組合都不能適用於這麼複雜的場景，因此有很多數學工具將概率、神經網路等混合在一起，其目的就是構造一個特殊的計算方式，把這個向量進行計算之後，得出一個結果。
可見，所謂人工智慧就是用簡單的很定量的一些方式或方法去解決問題，但說到底還是一種工程，只是和常見的工程不同。今天的人工智慧又熱起來，但是大部分關注的是機器學習。我挑選研究生的基本標準就是數學好、編程好和英語好，所以最核心的人工智慧的教學內容，對於中小學普及教學來說還是有一些難度的。
謝作如：我想，要搞清楚人工智慧是什麼，我們還有很長的路要走，但教育工作者不能有「靠等要」的思想，接下來我拋磚引玉一下，具體談一談AI在教育中的應用。和信息技術在教育中的應用類似，它也可以分為人工智慧技術在教育信息化中的應用和依託信息技術等學科開展的人工智慧課程。前者主要應用於教育大數據、自動測評等領域，各家企業都有自己的解決方案。從科普的角度看，這些應用場景都很有價值，但是我們也關心課程化的AI教育。今天，高中信息技術課標修訂組的樊磊教授也在現場，我們來聽聽樊教授的觀點。
樊磊：我們即將迎來新課改，基礎教育階段的信息技術教育學科發展方向必然是要回應《規劃》要求的，從目前的研究來看，最大變化是有可能在高中階段增加對人工智慧的學業要求，配套的教材編寫也期望能夠做到「一材兩用」，既滿足學業水平的要求，也滿足一般高中和初中高年級開設信息技術實驗課的要求。
為了讓AI進入課堂能落實，在開發人工智慧課程時，如果有可能，建議稍微、適當超綱，力爭內容比較豐富，不僅僅滿足必須的學業要求，還希望能夠把它向兩邊延伸，向初中延伸的部分，難度起點不會很高，另外一個方向就是要與高等教育對接，也就是前面秦教授談到的話題。
長遠來看，中小學信息技術學科教育回歸編程是一個大的趨勢，Python作為當前最受歡迎的編程語言，又和AI有密切的關聯，而且又在基礎教育階段的其他學科教學中廣泛應用，所以以Python為主組織中小學的信息技術教學，是有可能促成信息技術各個模塊之間形成有機整體的。我相信，隨著教學回歸編程這塊核心陣地，中小學信息技術學科會有大發展的。說得樂觀點，我相信5年左右，信息技術會成為和語數外一樣的核心學科。
秦曾昌：我做過一些人工智慧的課程，這件事做起來確實比較難。常常聽到這樣的類比，說讓中小學生學人工智慧，就像教中小學生學微積分一樣，太難。其實，對於學人工智慧來說，微積分只是初級的基礎而已。要學好人工智慧中深層次的原理，除了微積分，還要學習線性代數、概率統計等，不然僅僅是學了點皮毛。
人工智慧是一個很大的領域。因為AlphaGo的緣故，近期大家關注的主要是機器學習。但人工智慧中還有一些比較小的分支，如人工生命、五子棋、飛行棋等，這些都是從20世紀60年代開始慢慢積累而形成的。我認為，中小學AI教育的目的是讓學生會使用一些AI的應用模塊，但不能期望他們獨立編程實現，這樣太難，其實也是做不到的。所以對於小學、初中，我們需要讓學生真正明白人工智慧是怎麼回事，先從傳統的人工智慧方法開始，到後面再給他們一些有關神經網路、機器學習等難度加深的模塊。到了高中、大學，有了編程基礎，就可以學簡單的數據結構和搜索，最後做一些簡單的智能機器人。中小學把數學和英語基礎打好，學生在未來世界面臨的挑戰就會少很多，而人工智慧的基礎就是數學和編程。
人工智慧教育之實施策略
梁森山：那我們的AI教育領域的專業師資培養，又要有哪些新的著力點呢？方老師，從師範生培養的角度，您怎麼看？
方海光：圍繞AI教育以及培養未來教師的定位，我來說說自己的看法。第一，我們應該明確人工智慧的邊界在哪裡，邊界不清就是混沌未開，就無法完成AI的「祛魅」任務。不能把AI教育搞成STEAM教育、創客教育，或者簡單地用編程教育來替代，雖然目前人工智慧的發展還不完善，但人工智慧作為嚴肅科學，不容置疑，不能任意而為。第二，《規劃》將人工智慧看得很重，如果大家認為AI教育要成為基礎教育中的重要組成部分，那麼可以開拓的方向是比較多的。第三，我希望AI教育的開展是以課程為基礎的，教育主管部門、業務部門、學校可以協同企業力量、研究機構、社會資源、國外資源，這樣能夠達到協調建設的目的。第四，AI教育這一概念是「教育」屬性的，不是「技術」屬性的。所以我們要圍繞學生的學習力、批判思維、科學精神等的培養，來構思教材怎麼編寫。
謝作如：方老師講的是職前教師的培養，那我想問問海淀教師進修學院的馬濤老師，你們準備怎樣培養海淀區的在職教師，使他們能夠勝任AI 教育，或者說你們面對現在的AI教育發展趨勢，準備從哪些方面去培養教師呢？
馬濤：第一，我們對海淀區在職教師的學習能力是有信心的，因為他們都是非常優秀的老師。第二，我們有一套成熟的教研模式，以這套模式來培養教師，效果很明顯。①建立區域教研機構。我們以區域劃分的方式在每個區域抽出一兩名教學能力和組織能力比較強的教師，組成一個教研中心團隊，以這些人為中心去交流討論、上課、宣傳示範。②開展每周一次的固定活動，進行內部交流討論。③不定期地舉行專題培訓。④基於網路研修，利用網路資源進行分享，教師即使沒有參加現場的培訓活動，也可以進行學習。⑤組織教師參加各類比賽，增強他們的信息技術意識和技能。
正如方老師所說，什麼是AI 教育，什麼不是，在教育領域需要明確邊界。我個人認為，不涉及模式識別的就不屬於人工智慧領域，而模式識別更多是需要數學的支持，理解人工智慧需要數學基礎和科學思維，但是對小學生和初中生來說二者恰恰是不足的，所以，如果要實現一些人工智慧的項目，至少要從高中開始。
謝作如：對於不在教育領域的人來說，一想到AI教育，就希望能夠做一套AI教育的課程體系，如一些機構常常會宣傳自己開發了完善的STEAM教育體系、創客教育體系等。其實按照國家現在的課程設置，是不可能把人工智慧作為一個獨立的學科的，在小學、初中最多是綜合實踐活動課程中的幾個項目，到了高中則成為一個模塊，即人工智慧初步。當然還有一種做法，就是開設系列的校本課程。相對來說，前者是碎片化的體驗項目，後者則是有點體系化的課程。那麼我們中小學做AI教育，應該選擇哪一種？目前有哪些成熟的學習工具和課程呢？
馬濤：我認為兩者都需要。舉例來講，我們現在的義務教育階段是小學和初中，講信息技術，講信息的概念和信息安全，這些都是放在一個大體系中，這個體系裡面同樣可以容納人工智慧的學習內容。為什麼現有的信息技術課程體系在中小學的接受程度並不是很高？那是因為現有的編寫體系都是按照成年之後才接受信息技術學習的人的思維來設計的，而現在的孩子是從小接受信息教育的，是數字時代的原住民，他們肯定不喜歡也不習慣我們的思維方式。因此，不要認為人工智慧博大精深，就希望單獨形成一個課程。我覺得應該以項目的方式來開展學習，或者和別的活動一起呈現。
黃桂晶：我們幾家企業提供的人工智慧的學習工具和介面，也是中小學重要的AI教育的教學工具。人工智慧的場景、呈現以及學習內容的存儲是什麼樣的？因為教材的篇幅有限，紙質書的容量有限，很多資源都只能以超鏈接的形式存在，這種情況下，我們的成果未來會怎樣儲存？這些都需要逐步探索。在百度AI平台（ai.baidu.com）上的各種案例，雖然很多是針對成年人設計的，但是高水平的學生也可以學習，可以作為學習內容。
李洪剛：為了呈現更容易理解和更有生命力及操作感的人工智慧教學項目，我和李大維一同設計了「智能車結合智慧城市」的AI教育課程。我們發現，可以在一間教室裡面搭建出一個複雜的城市系統，而這裡面的無人車就是一個很好的機器學習的教學載體，學生們在設計無人車、訓練無人車的同時，也在謀劃未來城市系統的方方面面，這是一個不斷豐富的教學空間，可以自由地拓展它的應用場景。
中小學人工智慧教育之抓手
梁森山：各種各樣的課程方案都非常好，在這個階段會有各種各樣的新進展，這些不同的做法都有助於我們對「人工智慧是什麼」和「AI教育究竟怎麼做」思考得更加清楚，這是一個長期的「袪魅」的過程。但是立足當下，對於中小學能夠做的事情又有哪些呢？
管雪沨：《規劃》將編程作為普及AI教育的抓手是非常精準的，從我2011年開始在常州推廣Scratch編程教育的體驗來看，編程是一個很好的提升學生思維品質的工具。比如開發小遊戲，有的孩子會一直改進自己的遊戲難度，甚至設計出一個虛擬的對手跟自己一起玩，這個思考過程就很有人工智慧的感覺。但是，目前中小學的編程仍然有兩個方面需要強化，一是各個學段的銜接問題，二是普及性的軟硬結合的教育裝備（教具、學具）還沒有解決。為此，我們正在依託中國電子學會創客教育專家委員會，著手設計一款低成本的Scratch普及教具，暫時命名為「掌控」，它是教師根據教學需求設計的一款開源教具，期望能夠把教具文具化，讓每個孩子的鉛筆盒裡面都有一塊，到那個時候，語音識別、大數據、智能控制一類的概念，在小學階段就可以通過實驗的方式讓學生得到初步認識和體驗了。
吳俊傑：很慶幸景山學校在上一輪高中信息技術標準實施的時候，就一直堅持開設「人工智慧」選修模塊。從內容上看，學校常態教學的AI教育應該包含青少年編程教育普及課程、人工智慧介面調用實踐、智能硬體和智能設備的設計、人工智慧倫理與科幻創作四個組成部分。其中青少年編程教育的普及課程，在世界範圍內採用圖形化編程已經成為一種普遍的做法，像管老師提到的Scratch語言甚至成為一種邏輯的表現形式，開始成為各種人工智慧產品的新一代「使用說明書」。同樣，人工智慧介面的應用也非常重要，如在座的各家企業的人工智慧產品的介面程序的範例，使得粗通代碼編程的人也能夠結合生活場景去創造人工智慧的應用場景。智能硬體能夠結合機器人等教具提供更為全面的人工智慧應用場景，智能硬體領域目前主流的生產商都在中國，在這一領域我們具有獨特的優勢，教具和學具的配合以及大規模普及導致的成本的降低，將會使得更多的智能設備通過學生的學習而走進家庭,因此我很支持管老師的「掌控」項目和各種相關的嘗試。
最後，作為一種技術的大趨勢，尤其是一個涉及終極問題的研究只強調科學技術，喪失人文思考是不行的。AI教育中，通過編程教育、軟硬結合的具體案例讓學生對技術「祛魅」，去駕馭技術應用，而不是盲目地崇拜技術。這個過程中必然涉及人工智慧的倫理問題的討論，因此可以鼓勵學生基於現有的技術應用做合理的科學幻想，以文學創作的形式補齊AI教育的人文邊界，甚至啟發技術的進步，產生知識產權價值。這四個方面是目前中小學落實AI教育的有效抓手，在實施過程中可適當開一些口子，提供一些高水平學生競賽的平台，給那些有機會深度學習更為專業的人工智慧程序內核的學生以進入高校實驗室和一線企業的機會。
謝作如：除了「掌控」，我們還在思考如何開發一款能夠幫助中小學生學習人工智慧的開源硬體。硬體的名字也取好了，叫「虛谷」，取虛懷若谷的寓意，表現對人工智慧的一種認真的學習態度。「祛魅」是一個有趣的詞語，對新技術既要有駕馭之意，也要有敬畏之心，這些都建立在認真了解、學習的基礎上。現在鴻海科技、希科普、盛思、DFRobot等公司對「虛谷」項目都很感興趣，正在討論中。
樊磊：是的，教小朋友人工智慧,不是重在知識，而是教他如何與機器智能共存，如何使用智能中正能量的使用方法，養成一種習慣。AI的發展，一定會給人類帶來很多福祉，孩子長大後的生活和工作中將會面對各種機器人、智能系統，所以我們要從小培養他們合理合規地使用這些系統，即通過AI，形成正確使用技術的意識。今天我們的這個研討會規模還很小，只是開了個頭，希望以後能有更多類似的研討會或交流活動，無論是從學科的角度還是應用的角度，人工智慧在教育領域都大有可為，但是我們需要一個避虛就實的討論氛圍和做事的態度，只有這樣我們才能夠不辜負人工智慧的大趨勢。
推薦閱讀：
