國(guó)內(nèi)第一本人工智能基礎(chǔ)教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》正式發(fā)布

4月底，國(guó)內(nèi)第一本人工智能基礎(chǔ)教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》正式發(fā)布。這是國(guó)內(nèi)中等教育體系首次引入AI教材，也意味著人工智能教育在中國(guó)正式邁入基礎(chǔ)教育階段，成為每一個(gè)在校高中生都可以掌握的基本技能。

目前，全國(guó)共有40所學(xué)校引入該教材作為選修課或校本課程，成為首批“人工智能教育實(shí)驗(yàn)基地學(xué)?！?。

近日，該教材主編、香港中文大學(xué)教授、人工智能專家林達(dá)華對(duì)澎湃新聞（www.thepaper.cn）表示，中學(xué)人工智能教學(xué)的目的不是把所有學(xué)生都培養(yǎng)成人工智能專家，而是傳遞人工智能的基本思想和理念，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)造力，使得學(xué)生將來(lái)進(jìn)入各行各業(yè)能自覺(jué)運(yùn)用人工智能解決問(wèn)題。

而在教材落地方面，有學(xué)校反映，目前對(duì)于國(guó)內(nèi)AI基礎(chǔ)教育來(lái)說(shuō)，推廣的難點(diǎn)在于急需具備終身學(xué)習(xí)能力的師資力量以及學(xué)校硬件方面的升級(jí)。對(duì)此，掌握前沿核心技術(shù)的企業(yè)與高校研究者都表示，產(chǎn)學(xué)研一體，“校企合作”將是解決這一問(wèn)題的重要方式。

國(guó)內(nèi)第一本人工智能基礎(chǔ)教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》近日正式發(fā)布。

除了教材，還配套實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)

隨著人工智能逐漸上升為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)，AI人才短缺也日益凸顯。2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中進(jìn)一步明確提出“應(yīng)逐步開(kāi)展全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”。

《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》主編之一、華東師范大學(xué)慕課中心主任陳玉琨教授近日向澎湃新聞介紹稱，“人工智能是未來(lái)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，也是國(guó)家重要的戰(zhàn)略部署，關(guān)于機(jī)器和人腦的研究對(duì)于教育來(lái)說(shuō)也非常重要，所以我們想到了編寫(xiě)《人工智能基礎(chǔ)》教材。希望高中生了解人工智能基本原理，有興趣的可以掌握人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，最重要的是激發(fā)他們?cè)谶@一領(lǐng)域的創(chuàng)造力?！?/p>

上述教材由商湯科技、華東師范大學(xué)慕課中心合作，并邀請(qǐng)了上海多所知名中學(xué)教師共同編寫(xiě)，由新聞出版總署批準(zhǔn)出版并備案。從2017年9月籌備起，經(jīng)過(guò)數(shù)論修改訂正，歷時(shí)8個(gè)月完成。

教材目錄

隨著該教材的正式發(fā)布，包括華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)、清華大學(xué)附屬中學(xué)、廣州廣雅中學(xué)、遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)、北京三十五中等在內(nèi)的40所學(xué)校成為了首批“人工智能教育實(shí)驗(yàn)基地學(xué)?！?，確定引入該教材作為選修課或校本課程，范圍覆蓋了全國(guó)大部分省市地區(qū)。該教材編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)表示，后續(xù)將會(huì)有更多高中加入其中。

陳玉琨表示，在編撰過(guò)程中，讓他感受頗為深刻的是技術(shù)研究人員和一線教師優(yōu)勢(shì)疊加、緊密結(jié)合的合作模式。他介紹，該教材強(qiáng)調(diào)興趣與知識(shí)并重，考慮到受眾是零基礎(chǔ)的學(xué)生，編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)一部分由研究人員組成，他們掌握技術(shù)，對(duì)于科學(xué)性的把握非常嚴(yán)格；另一部分則由高校、中學(xué)的教師組成，他們熟悉學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和傳授方式，從“可學(xué)性”及教學(xué)價(jià)值方面把關(guān)?！拔覀兿Ｍ滩哪茉谟邢薜膶W(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)更好引導(dǎo)有興趣的學(xué)生，讓八九成的學(xué)生都能學(xué)會(huì)和接受?！?/p>

澎湃新聞看到，全書(shū)共分9個(gè)章節(jié)。從第一章介紹人工智能簡(jiǎn)史開(kāi)始，之后介紹計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行圖片識(shí)別、感知和理解聲音；如何對(duì)視頻進(jìn)行識(shí)別；再到計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行文字理解和自動(dòng)創(chuàng)作；最后對(duì)深度學(xué)習(xí)點(diǎn)到為止。編排從易到難，循序漸進(jìn)，以基礎(chǔ)普及性的知識(shí)為主。同時(shí)，教材每一頁(yè)都有彩色圖表，并引入了大量的科普內(nèi)容和實(shí)例幫助學(xué)生形象地理解，比如由Alpha Go戰(zhàn)勝圍棋高手引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)的算法。

而該教材的另一大特點(diǎn)在于以實(shí)踐為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)“手腦結(jié)合”的學(xué)習(xí)方式，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力?！敖滩闹杏?2個(gè)實(shí)驗(yàn)可供動(dòng)手操作，來(lái)調(diào)動(dòng)高中生的興趣。”陳玉琨說(shuō)。

由于人工智能是一技術(shù)含量極高的領(lǐng)域，涉及了高等數(shù)學(xué)、算法等內(nèi)容，有的甚至超出了大學(xué)本科的范圍，為了幫助中學(xué)生理解，教材還配套了一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前引進(jìn)該教材的40所學(xué)校都將采用該平臺(tái)配合書(shū)本教材完成各種課堂實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、競(jìng)賽及自主創(chuàng)新項(xiàng)目。

陳玉琨說(shuō)，“在平臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果都是可視化的，盡可能使普通中學(xué)生能完成多種關(guān)于常用算法的實(shí)驗(yàn)，比如在操作中理解‘機(jī)器學(xué)習(xí)’等內(nèi)容。目前，上海市市西中學(xué)已經(jīng)開(kāi)始基于該教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課。同時(shí)，該校也已經(jīng)設(shè)立了集人臉識(shí)別系統(tǒng)、人群分析系統(tǒng)、學(xué)生行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、機(jī)器人、無(wú)人車(chē)等于一體的“人工智能實(shí)驗(yàn)室”。該校表示，具體教學(xué)效果還需時(shí)間進(jìn)一步開(kāi)展與沉淀。

此外，陳玉琨透露，這套人工智能教材的高中版只是第一階段，之后還會(huì)陸續(xù)推出初中版和小學(xué)版，目前團(tuán)隊(duì)正在根據(jù)不同年齡段學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行編寫(xiě)。對(duì)于低齡學(xué)生，教材的主旨是寓教于樂(lè)，讓學(xué)生在游戲中了解一些人工智能領(lǐng)域最基礎(chǔ)的知識(shí)，重點(diǎn)不在傳授知識(shí)，更多是期望引發(fā)孩子們的興趣。

教材內(nèi)頁(yè)

教材內(nèi)頁(yè)

推廣難點(diǎn)：設(shè)施和師資短缺

一本新興的人工智能教材出爐了，下一步就是在學(xué)校如何落地完成教學(xué)？作為首批引入該試點(diǎn)教材的中學(xué)，5月上旬，上海交通大學(xué)附屬中學(xué)課外學(xué)術(shù)活動(dòng)中心主任彭禹告訴澎湃新聞，這本教材的定位是基礎(chǔ)普及性，初看會(huì)覺(jué)得難度較大，難以教學(xué)，但仔細(xì)研究過(guò)會(huì)發(fā)現(xiàn)還是挺合適中學(xué)生的。

彭禹介紹，在高中階段，學(xué)校計(jì)算機(jī)課主要分三種類(lèi)型：一是國(guó)家課程，以往并沒(méi)有涉及到人工智能方面；二是競(jìng)賽課程，主要以算法的競(jìng)賽為主，因此會(huì)有一部分接近于人工智能教學(xué)；三是社團(tuán)和課外研究性學(xué)習(xí)課程，也包含了人工智能方面的學(xué)習(xí)。“之前我們計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)小組直接用的是大學(xué)的人工智能教材，或是通過(guò)在線公開(kāi)課進(jìn)行學(xué)習(xí)。但難點(diǎn)主要在于‘第一級(jí)臺(tái)階’過(guò)高，所以我們也希望有一個(gè)從高中水平入門(mén)導(dǎo)向大學(xué)進(jìn)階教材的過(guò)渡性臺(tái)階?！?/p>

不過(guò)，他表示，因?yàn)檫€涉及到學(xué)校課程設(shè)置的變動(dòng)和相關(guān)教師的培訓(xùn)，此次引入的新教材暫時(shí)還不會(huì)面向全校學(xué)生教學(xué)，而是先在原先的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)小組內(nèi)開(kāi)課，作為一門(mén)選修課或研究性課程，經(jīng)過(guò)一輪的試點(diǎn)之后再向全體鋪開(kāi)。

此外，對(duì)于這套教材的落地，該校在教師隊(duì)伍的成熟以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和其他硬件配套兩方面也還需要一定時(shí)間。彭禹說(shuō)，“現(xiàn)在我們計(jì)算機(jī)活動(dòng)小組成員不多，所以硬件還能跟得上，但一旦推廣至全校，硬件方面就會(huì)形成一定的壓力。”

同樣的，準(zhǔn)備在新高一創(chuàng)新班中進(jìn)行人工智能配套課程試點(diǎn)的江蘇省常州高級(jí)中學(xué)，也面臨著設(shè)施和師資的短缺問(wèn)題。該校課程與教學(xué)處主任史金花表示，學(xué)校此前有小規(guī)模的人工智能教學(xué)。目前，該校還需要專業(yè)教師根據(jù)江蘇省的教學(xué)任務(wù)對(duì)該教材進(jìn)一步研究并作出評(píng)價(jià)后再確定是否全面引進(jìn)，不過(guò)已經(jīng)將人工智能教學(xué)列入了學(xué)校未來(lái)的五年規(guī)劃。同時(shí)，學(xué)校也在考慮建立一些新的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

對(duì)于學(xué)校面臨的設(shè)施和師資等方面的困難，來(lái)自掌握人工智能前沿核心技術(shù)的科技企業(yè)的力量無(wú)疑能有效地幫助學(xué)校提升教育質(zhì)量。

商湯科技方面認(rèn)為，“校企合作”是解決人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用型人才巨大缺口的重要方式。接下來(lái)，企業(yè)將在教師培訓(xùn)中加強(qiáng)專家講座、實(shí)操訓(xùn)練、實(shí)地考察、教學(xué)實(shí)踐點(diǎn)評(píng)等形式，改善中小學(xué)教師開(kāi)展人工智能教育教學(xué)面臨的困難和挑戰(zhàn)。

上海交通大學(xué)附屬中學(xué)正計(jì)劃和企業(yè)合作。彭禹說(shuō)，一方面，企業(yè)能夠提供技術(shù)支持，協(xié)助推進(jìn)課程，包括指派專業(yè)人員培訓(xùn)教師和提供教學(xué)輔助工具的支持，比如協(xié)助編寫(xiě)代碼等對(duì)于教育者來(lái)說(shuō)較難的工作；另一方面，企業(yè)還可以提供舉辦人工智能競(jìng)賽、為高中在校生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)等后續(xù)支持。

陳玉琨也表示，華師大慕課中心也將在中小學(xué)開(kāi)展人工智能教師培訓(xùn)、中小學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、智慧校園建設(shè)等多個(gè)方面出力。目前正在開(kāi)發(fā)中的第二版人工智能基礎(chǔ)線上課程預(yù)計(jì)將于7、8月推出，將與現(xiàn)有的教材全面配套，減輕學(xué)校教學(xué)的壓力。