AI教育“青岛经验” 中小学开设AI课要迈过几道坎

教室外，一个看起来普普通通的图书借阅柜，学生课间走到柜前通过人脸识别后就能拿到自己想看的书。这是山东青岛崂山区实验二小的学生们的日常。
从今年秋季开学开始，该校四年级的14个班、587名学生还上起了人工智能课。未来网记者日前通过青岛市相关部门了解到，崂山实验二小是青岛市开始人工智能课程的100所中小学之一。

青岛崂山实验二小四年级学生在上人工智能课。未来网记者 程婷 摄

近日，2019人工智能产业共同体青岛会议在青岛开幕，青岛市委书记王清宪发表致辞并向全球发出宣示：“青岛要为中国的人工智能应用开出一条路子来，成为引领新时代人工智能应用新技术、新模式、新思想的全球策源地。”
青岛市教育局副巡视员姜林在接受记者采访时谈到，在上一轮的互联网科技发展大潮中山东的步子慢了；现在人工智能的兴起给了青岛与山东一个奋起直追的新机会。青岛的愿想是，面向2035年，培养一批引领人工智能乃至其他新的技术发展的关键性人才，将青岛打造成新技术、新革命人才支撑高地。
人才的培养有赖于教育，青岛决定人工智能人才培养从娃娃抓起、从中小学人工智能教育抓起。
但当前开设人工智能课程的大学尚且不多，中小学该如何开设人工智能教育课程？其中有哪些要点与难点？人工智能课程进中小学课堂，又给人工智能企业带来哪些想象空间？
　

　“试水”人工智能教育

王清宪和姜林讲上述所言的更大背景是，山东省正在谋划对产业布局进行战略性的调整，腾笼换鸟、新旧动能转换；而发展人工智能相关产业正成为山东的重要着力点。
为发展人工智能产业培养相关人才，也是青岛“试水”人工智能教育的初心所在。
政策上，2017年国务院就印发了《新一代人工智能发展规划》，明确提出实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。教育部也发布多个文件，鼓励学校开展AI和编程课程，设置AI专业和学院。
不过，关于中小学人工智能课程采用什么教材、如何开展，目前国家层面尚未做统一的明确的要求。
因此，人工智能课程教材、教师从哪儿来，人工智能课怎么上、安排在什么时段，都是青岛、也是所以想开始人工智能相关课程的地区和学校需要思考解决的问题。
而2019年秋季青岛100所中小学试点学校正式开设人工智能课程，说明这些问题已有了“青岛答案”――通过政府招标、借助人工智能企业力量。
去年12月，山东省教育厅与人工智能领域企业商汤科技达成战略合作，双方拟定在“人工智能+教育”领域展开全面合作，并确定青岛市作为人工智能教育试点城市先行先试。
“给孩子开课需要有一个质量标准，质量标准一般由两个方面控制，即教材体系和师资体系。”据姜林介绍，青岛相关部门调研发现，市面上可见的从小学到高中的成体系的人工智能教育教材的非常少，而和商汤科技合作是看中了其有相关教材，且商汤人工智能教育研究院落户青岛，让培训人工智能课程师资有了可能。
依托这一研究院，2019年3月-8月青岛分完成全市300余名骨干教师的培训工作，基本解决了当前的中小学人工智能教育师资问题。
同期，青岛以人工智能教育课程为载体，推出“1+4+100”行动方案，在全市普及的基础上，确定崂山区、城阳区、西海岸新区、胶州市四个区市作为试验区重点推进，重点打造100所实验校纵深发展。
教材和师资问题解决了还不够，青岛还和商汤科技合作建立了与教材配套的人工智能学习平台、超算中心、人工智能体验实验室。据了解，目前已经完成账号部署与实验室安装，为课程的开设提供了硬件保障。
青岛市教育局装备与信息技术中心副主任刘秀元说，青岛还将人工智能课程纳入到地方课程、校本课程，保障小、初、高学校都能每周安排一节课人工智能课。

中小学人工智能教育课教什么？

“人工智能”是近年来的一个热词，“人工智能+教育”也是很多教育科技公司、人工智能公司乐于往自己身上贴的标签。
不过，对于社会大众来说，由“人工智能+教育”而联想到的可能是“表情识别”“发音纠正”“智能批改”“个性化推送学习资源”，抑或是智慧校园相关的各种系统、设备等。
总之，很多时候人工智能都是以一种“高大上”的形象出现在公众视野中，“人工智能+教育”语境下的人工智能常常是作为一种新兴教育辅助工具而出现。
当人工智能变成一门中小学课程，老师该怎么上课？给每个学龄段的孩子教什么？
在青岛的实践中，小学阶段主要是进行人工智能启蒙，让学生心中先有相关理念，知道一些现象背后是有人工智能的服务、功能。初中上入门课程，学生需要学一些编程的能力，包括做一些小创造或者说小的尝试；高中才真正涉及人工智能的基础，会讲到算法以及与机器学习、深度学习、增强学习相关的一些内容。
在崂山实验二小，记者观摩了一堂小学四年级人工智能课的全过程。
课堂上，学生们被分成了多个圆桌小组，每人一台电脑。当天，学生们上的那堂课的主题是人脸聚类。正式上课后，老师给出一个任务：探索如何从大量的未归类的电子照片中快速找出他们某个同学的所有照片。

青岛崂山实验二小四年级学生使用的AI教材中关于“人脸类聚”的内容。未来网记者 程婷 摄

由此，老师一步步将课程引入这堂课的主题，向学生们介绍特征提取，以及根据面部特征相似度进行人脸对比和识别、人脸聚类等过程，让学生们一步步了解机器是如何进行相似度的判断与识别特定面孔。
这样，通过一个贴近学生生活场景的问题切入，在引导学生们解决具体问题过程中，师生就一起上完了一堂人工智能课，过程中学生们还进行了简单的编程实践。课程的最后，老师还引导同学们思考了身边的聚类应用，进一步加深学生们对相关知识的理解。
一堂课下来，师生们配合互动很好，整个过程看起来与其他传统课堂一样轻松活跃。但事实上，具体开课过程中需要克服多方面困难，在摸索中前进。
刘秀元介绍，就目前而言，小、初、高阶段学校全开人工智能课的困难在于，师资培训是统一培训，但实际中如何把握不同学段的上课难度，对老师来说是全新的课题。
再者，人工智能专业毕业的老师虽然有但是很少，目前多数老师还是由计算机、数学、物理科目老师参加培训后加入到人工智能课程教学中去的，正式开课后老师方面的压力仍较大。此外，人工智能课的教材有了，但课程辅助性的东西还比较少的，需要逐步去解决。“好在青岛从上到下政治大环境有了，各方面都很支持开始人工智能课，推进过程还算比较顺利。”
姜林则补充道，教育教学目标、师资配置模式、教研活动组织开展、教师奖励措施方面，包括对各学段学生上课评估等方面，都需要在课程实施一定时间后，通过总结经验才能确定下来，形成较为固定的模式。

人脸识别之外的AI+教育想象空间

人工智能企业布局教育领域也并非新鲜事。除了商汤科技，科大讯飞、旷世科技等在人工智能教育领域也都有所布局，且都在青岛注册了机构，落地了公司。
但近年来人工智能与教育融合过程中引发的质疑与争议也颇多。有关人工智能技术应用到教育场景中后可能带来的伦理问题、个人隐私保护与信息安全问题已经引发网民和媒体的多轮讨论。
今年，南京一高校试水教室人脸识别技术，学生无论是翘课、发呆还是玩手机都能识别。该技术在试水后引来广泛争议，作为开发该系统的旷视科技一度陷入舆论漩涡。
因此，对于引入人工智能教育产品进校园，从教育主管部门到学校，都颇为慎重。今年9月5日，教育部科学技术司司长雷朝滋在接受未来网记者采访时表示，“（对于人脸识别技术应用）我们要加以限制和管理。现在我们希望学校非常慎重地使用这些技术软件。”
然而，作为教育的主阵地，学校无疑是各大企业在“人工智能+教育”场景落地过程中都不想错失之所。
商汤科技与青岛市的合作，以及青岛中小学人工智能课开展中的一些发现或许能给“人工智能+教育”领域的发展带来一些启发。
商汤科技入局教育从编写AI教材开始的。2017年9月，商汤开始联合商务印书馆、华东师范大学出版社编写一本面向中学教学的AI教材。2018年4月，名为《人工智能基础（高中）》的AI教材正式发布。商汤科技正是为了研发这本AI教材，创建的AI教育团队并成立教育事业部，有了在教育领域的进一步动作。
商汤科技能与青岛市达成合作，很大程度上是因为推出了AI教材。这在某种程度上也提示人工智能企业：教育领域需要人工智能，但需要的不仅仅是智慧校园相关产品、设备，更不只是备受教育部门和大众质疑的“表情识别”“人脸识别”类产品。
后续，人工智能企业是否能够从人工智能教育“基础设施”建设角度出发，针对中小学、大学人工智能课开设需求，进行更多诸如教材、教辅产品、课程配套系统等方面的研究开发，或者培养更多诸如人工智能科目教师等人工智能教育领域人才，仍待解答。