人工智能教育是什么？像学语言一样自然和必要从娃娃抓起

人工智能教育是什么

国外教育行业普遍对于科学比较重视，编程已经融入在教育中。美国的STEAM系统中，科学方面的教学在K12就已经开始。这种课程会融入编程的元素，但不一定是写代码，而是从做一个系统的角度，把一些模块做成系统。关系到人工智能方面，美国市面上已经出现了高销量的机器人，孩子们可以通过Ipad上的编程来控制机器人，完成简单的动作。

我国智能教育的应用可以分为以下几个方面：

AI为学生的作文打分

聊天机器人回答学生的问题

虚拟助手成辅导老师

借助VR和计算机视觉，学生能足不出户接受手把手的实践性教学

教育的模拟化和游戏化，学习效果的分析更加精准

国务院印发《新一代人工智能发展规划》明确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，形成我国人工智能人才高地。业内专家也表示：人工智能教育的开展，很大程度上带来的是逻辑思维能力的提升和思维方式的改变。

人工智能时代的原住民：3岁做拼插，5岁学编程

2018世界机器人大赛上，一位小朋友在尝试编程控制机器人。

6岁的白浩溟（左）和付鸿舟（右）参加2018世界机器人大会青少年机器人设计类比赛的“智造分拣工程挑战”项目。张茜/摄

前不久举行的2018年世界机器人大会引来众多青少年参观、参赛，儿童服务相关展品顺理成章地成为大家关注的焦点。而在这一领域，不少展商都将“编程”功能设置为吸引消费者的关键词，“以后的孩子都得会编程”。

现如今，“编程”被认为是孩子适应人工智能时代的切入口之一。记者在现场随机采访的几位家长也不约而同地说：“即使孩子以后不从事人工智能专业的工作，也需要对机器人和编程有所了解。”

人工智能从娃娃抓起

大会期间举行的青少年机器人设计类赛事中，“智造分拣工程挑战”区域有两个小小的身影特别引人注目。

肉乎乎的小手和鼠标一样长，统一发放的参赛T恤下摆在膝盖处晃荡，6岁的白浩溟和付鸿舟是本项目中年龄最小的两位选手，来自深圳。他们已经迈进了编程的门槛。

“让他们搞吧，也不期待得什么名次。” 白浩溟妈妈紧贴着场区的挡板，探进半个身子张望孩子的操作，她本以为这是本次大赛最简单的项目。

其实并非如此，白浩溟和付鸿舟需要在规定时间内把10个不同颜色的积木方块通过机械臂吸附上来，并搬运到颜色对应的区域。在这个过程中，二人将配合进行机械臂调试和程序编写，以完成让机械臂移动到某指定位置，准确识别颜色，吸取木块，并将木块搬运至其他指定区域等一系列环节。

不出所料，他们的第一次尝试失败了，绿色木块被放到了红色区域。 “不对不对！把数据重新写一次！”白浩溟妈妈比孩子还着急。

6岁的付鸿舟坐在电脑前却十分淡定，小手慢悠悠地搭在鼠标上，白浩溟也凑到屏幕前，他们商量着拖动程序模块重新编程，很快就改完了。重新启动，绿色的积木被成功地搬运到了绿色对应区域内。

其实白浩溟5岁时就会通过电脑编程指挥飞机模型启动螺旋桨了，他妈妈深信“人工智能从娃娃抓起”。此次参加比赛的指定机器人平台——某型机械臂价值“两三万”元，白浩溟妈妈认为这种投入是非常值得的。

付鸿舟的爸爸也认为“未来一定是人工智能的时代”，他让孩子每周练习一两次编程，每次不超过两小时。

鼓励孩子学习编程，不仅是以上两位家长的选择。青少年机器人设计大赛现场的一位机器人培训教练衣慧告诉记者，他所在的某培训机构近3年越来越受欢迎：有些3岁的儿童就来通过拼插练习培养结构和空间感；5至6周岁学习简单编程，并在学龄前后掌握简单的物理知识；8岁以上通常就可以开始接触相对复杂一些的模块化编程了。

这次他带来的小选手添添3岁开始接触拼插机器人，5岁时就能通过模块化编程设计简单的小游戏。添添爸爸相信，现在所接触到的简易化编程对孩子未来衔接写代码编程会有帮助，“虽然输入形式不同，但逻辑是一样的”。

不过，他认为对于小添添来说，获得多少知识还在其次，更重要的是软实力的塑造。添添爸爸认为孩子的耐心“有相当大的提高”，“面对失败也能够自己分析原因”。

哪种教育方案适合你

事实上，不仅是比赛中，在此次世界机器人大会的博览会和产品展销区域，“编程”也是前来参观的家长和小朋友们心中的关键词。

来自北京的刘先生和6岁的儿子阳阳驻足在一款编程机器人面前不过十几分钟，阳阳就学会了用动作记忆编程的方式让机器鹦鹉跳舞。

刘先生介绍，阳阳4岁就能把几百块的模型拼个八九不离十，所以这次他毫不犹豫地给儿子买了一款价值1299元的编程机器人，相信编程对儿子来说也不是难事。

“人工智能在未来会很普及，应该让他接触一下社会的发展趋势。”刘先生说。

从现场编程机器人的受欢迎程度来看，刘先生似乎说出了多数家长的心声。展商无需赘述编程对孩子发展的意义，只要摆出自己的产品，就会被一波波涌来的青少年和家长迅速围住。

记者注意到，为了对接孩子、家长、学校和培训机构的需求，不少相关企业都在积极开发“培养人工智能时代原住民”的教育方案，而各家供应商的理念和特色各有不同。

以阳阳小朋友选择的某型号编程机器人为例，拼插好机器人组件和电机后，即可进行简易的编程学习，其编程方法包括“动作记忆编程”和“图形化编程”两大类。

据介绍，包括此类编程机器人在内的教学材料包已在全国数所少年宫和各地小学落地。昆明经济技术开发区实验小学信息技术课老师郭祖云是使用者之一。他介绍，为与人工智能时代接轨，学校新建功能室，引入了一批工智能教学材料。“全校900多人，200多人都选了我的课。但由于条件有限，我们只招了35人”。

当前在青少年中颇受追捧的手机游戏《我的世界：教育版》中，孩子们可以通过可视化编程的方式培养计算思维。据了解，全球超过100多个国家的教师正在通过这款游戏推动课堂创新和协作。

人们在探索人工智能教育的各种可能性。材料包、实验室、跨学科教育研究实践平台、手机游戏或公益活动，各种教育方案琳琅满目。目前来看，万变不离其宗的是，“编程”已经成为各种方案的交叉点。

“传统概念认为学编程今后就是做码农，其实不然。未来的世界将是数字化的世界，会写代码可能就会像今天我们写文章、学语言一样自然和必要。”一位人工智能教育领域的业内人士对记者说。

人工智能教育路线是必经之路

人工智能并不是一个新生事物。它源自1956年，经历了大半个世纪的发展期，如今迎来了又一轮爆发期，各种相关预测甚嚣尘上。乐观派，如谷歌工程总监库兹韦尔认为，人类将会透过与机器结合而获得“永生”；悲观派，如物理学家斯蒂芬·霍金担心人工智能会导致人类“灭绝”。不过可以肯定的是，人工智能可以代替人类完成某些繁重的工作，但正是因为“太好用”，短短几十年内，不少职业都会由人工智能，而不是人来完成。

关于人工智能的预测和看法纷纷扰扰，但我们首先要搞清楚的是，人工智能究竟是什么？

2017年发布的《人工智能行业研究报告》指出，人工智能（Ar－tificialIntelligence），英文缩写为AI，是指使用机器人代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能，其本质是对人的意识与思维处理信息过程的模拟，凡是使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能，均可认为是使用了人工智能技术。复旦大学计算机科学技术学院教授危辉告诉记者，人工智能是一门综合了计算机科学、电子工程、自动化、神经生物学、认知科学、心理学等的交叉学科。

作为一门持续发展中的学科，近年来，人工智能的定义不断被泛化，人们总是把一些看似高端的技术归入人工智能范畴。危辉说：“京东配送机器人‘智慧小车’的核心技术是定位导航和无线通信，但在一些媒体上，也被说成是人工智能产品。”他进一步表示，“人工智能”这个词现在这么热，是因为“资本市场喜欢拿它当做题材来炒作。”

理论上，我们需要厘清人工智能与其他高科技概念的界限，然而，现实社会的发展必将是产业发展融合的结果。分子生物学博士、比尔和梅琳达·盖茨基金会北京代表处首席代表、一土学校创始人李一诺告诉记者，人工智能并非唯一影响人类社会的科学分支。近几十年来，基因工程、生物工程、神经科学等在各自的学科领域都取得了突飞猛进的进展，加上全球产业链的迅猛发展打通了众多学科壁垒，使得工业自动化、微电子、纳米技术、数字化等与互联网结合，爆发出前所未有的“洪荒之力”。

以人工智能为代表的一系列高精尖技术正拽着人类一路向前飞奔，将使得人类社会产生重大变化。

从教会编程走向启发创新

面对人工智能的挑战，最为直接的应对方式自然是加入与人工智能技术有关的教学内容。危辉告诉记者，编程是计算机学科（包括人工智能这一分支）的学科基础，而且比人工智能容易得多，更适合进入中小学课堂。加上未来二三十年内人工智能仍可以被编程，因此“学一点编程有好处”。宝山区青少年科学技术指导站站长吴强告诉记者，未来，编程将不再只是“程序猿”的工作，只要掌握一些简单的编程技术，就能极大地提高很多岗位的工作效率和质量。同时，孩子们不仅可以在编程课上养成跨学科、创造性解决问题的思维和综合实践能力，还能收获面向未来的意识、视野和情怀。

其实，很多国家早已将编程教育提高到国家战略的高度。去年，美国前总统奥巴马狂砸40亿美金推动编程教育，并发起“编程一小时”的运动，旨在让全美小学生开始学习编程，更早接触计算机。英国、日本等发达国家也已将机器人和编程课程纳入到了中小学的学习范围。近日，国务院发布《新一代人工智能发展规划》指出，应逐步开展全民人工智能教育项目，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，形成我国人工智能人才高地。在编程教育和机器人教育方面，上海已经有多年经验，以宝山区为例，区内中小学开展创客教育和机器人教育近20年。行知实验中学、吴淞中学和经纬实验学校参与中央电教馆牵头开展的《教育大数据分析研究》课题研究，用大数据手段对课堂教学进行实时全样本检测评价，这些都将为开创人工智能校园打下基础。

然而，目前上海的一般学校通常只能在校本课程和社团中才有编程的踪影，“信息科技课”当中几乎没有编程的内容。对此，吴强持乐观态度，他表示，上世纪八十年代“计算机课”也曾经历从墙外到墙内的过程。编程教育是未来教育的重要组成部分，也是发展的必然趋势，进入学校教育体系是早晚的事。

至于具体的编程教育方式，吴强建议，编程课程可以开发“开源智能硬件”“智能机器人”“可穿戴技术”“图式编程”等综合实践课程，如宝山区开发了《虚拟机器人》《足球机器人》《Arduino开源硬件》《Scratch编程》《米思齐图像化编程》等特色课程，通过游戏及图形化编程培养小学和初中学生的兴趣和思维习惯。还可以开展相关软硬件案例的跨学科STEM+综合学习和实践，并且在研究型课程中引导学生联系生活、生产和社会实践开展课题研究，如硬件研发、APP编写等。除了编程教育，面对智慧未来，学校教育还有哪些应对之策？

马云在2017中国国际大数据产业博览会上给出了建议。他认为，应减少重复操练和死记硬背，增加体验式学习的比例。“过去两千年来，人类的知识发生了翻天覆地的变化，但是人类的智慧自从2000年来几乎没有进化。如果我们继续以前的教学方法，让我们的孩子记、背、算，不让孩子去体验，去尝试琴棋书画，我可以保证，三十年后孩子们找不到工作。”

目前上海正在中学阶段实施“走班教学”“研究性学习”“项目化学习”等举措，通过这些举措，学生不仅能拥有更多体验式学习的机会，还能增强综合学科素养。上海市教委教学研究室副主任谭轶斌曾引用《论语》中的“君子不器”来强调复合型人才对于智能未来的重要性，“早在几千年前，孔子就指出，君子不能囿于一技之长，只有掌握事物发展的规律才能驾驭各种复杂情况。”

此外，创新思维也是未来社会优秀人才所必需。虽然人工智能专家在很多细节上争论不休，但基本都认同一点：未来人脑可以更加集中于科学、艺术这类的创造性工作，而将一些事务性的工作交给机器人。毕竟，电脑虽然可以处理大量程序性的工作，但涉及创造力的部分，在未来很长一段时间内仍将是人脑的特权。

但是，说到创新，危辉的语气充满担忧。从研究AI的人数和商业应用来看，目前中美两国的数量已经齐平，但在原创性研究、创新土壤建设等层面，中美之间还存在不小的差距。“未来，我们需要培养学生的实践能力和敢冒原创风险、不拘泥于跟风研究的勇气。学术研究不能只看结果，为了验证一种新的想法而进行的探索很可能一无所获，只有勇于试错，才可能穿过贫瘠的沙漠，抵达智慧的绿洲。而这一切，需要转变教育评价机制。”

面对人工智能蓬勃发展的未来，今天的我们应该做些什么？这值得每一位教育工作者深思。