培养AI人工智能教育的课程发展策略
黄辉声
提到人工智能（Artificial Intelli-gence），大家的第一印象会是什么呢？我想大概会是电影《全民公敌》里那个拥有人类智慧的机器人，或是《钢铁侠》中的贾维斯智慧助理。这些看似天马行空、几乎无所不能的未来助理，都属于人工智能的范畴。而机器人项目只是人工智能领域中的一小部分，人工智能的应用早已充斥在各行各业，和我们的生活密不可分。
一、人工智能的发展历史
所谓的人工智能，其实就是利用“人工”编写的计算机程序，模拟出人类经过思考的“智慧”行为，这包含模拟人类感官的听声辨读、视觉辨识，大脑的推测、学习功能，还有人类的动作，如移动、抓握等行为。
AI并不是新鲜名词，早在1956年，达特茅斯学院举行的一次会议中就正式确立了人工智能的研究领域，那时离现代计算机的发明也不过几年的光景。但是，研究人员发现自己大大低估了这一工程的难度，当时的人工智能不过是运作一些写好的逻辑程序、处理数学定理证明，应用其实并不广泛，人工智能史上共出现过好几次低潮。此外，由于当时计算机体积庞大，性能又有诸多限制，人工智能发展很快就面临瓶颈期。
二、人工智能与生活
时至今日，由于科技的发展，电脑的迭代日新月异，AI功能早已充斥在我们的生活中，从交通、娱乐、医疗等方面随处可见。例如：iPhone的手机助理Siri、微信的语音辨识输入、社群网站、浏览器的广告投放、串流影音网站的推荐（如优酷推荐影片）、手机地图的最佳路线规划、淘宝的购物推荐等。
如何让计算机实现AI的运行原理呢？我们可以通过四个方面来实现：一是搜寻，即寻找最佳路径、最短运算的搜寻方法;二是逻辑推论，即为了让计算机能进行推理、抉择和修正，发展了许多逻辑推论系统;三是统计和概率，主要目的是通过概率统计数学模型，帮助分析数据、处理大量数据;四是建立神经网络，模仿生物神经网络的结构与功能，透过输入的数据训练产生对应的算法模型，学习判断指定问题。
三、人工智能与教育
Bernhard Schindlholzer博士曾经在TED Talk的演说中提到：如果你可以有计算机助理帮你订机票旅馆，我们还需要多少旅行社及其从业人员呢？如果机器学习能从数干笔数据中找出最适当、最正确的答案回答，我们还需要多少客服人员呢？未来还会有多少银行柜员、理财专员或保险经纪人所做的事会被人工智能自动化决策呢？我们必须认知到：未来，例行性知识工作（Rou-tine Knowledge Work）的需求会降低，我们不再需要例行性工作的员工、办公室职员或经纪人，因为人工智能可以接手这些工作，为人们做决策。
虽然例行性知识工作的需求会降低，但非例行性之开创性知识工作（Non-Routine Creative KnowledgeWork）的需求会增加，这些开创性的工作能够为我们在世界各地所碰到的问题设计解决方案。现在，已经有无数的科学家、研究人员、物理学家、程序设计师、工程人员在研究这方面的事情，未来人工智能会在最适当的时间提供任何你想知道且正确的信息。所以，当具备知识不再是必要、也不再是那么重要时，你所要具备的能力应该变成如何运用知识的能力。如果被企业录用，不再是因为你具备这些知识，而是你能够使用所拥有的知识。
四、人工智能将如何改变教育
人工智能给教育会带来什么样的改变？答案众说纷纭，甚至有人认为这只是花哨的噱头！事实上，在过去几年，世界各地利用计算机及通讯等信息化技术来解决教学问题的例子已经多到族繁不及备载。许多教育技术的学者也在实际研究中发现：适当使用信息技术确实可以达到以前的教学方式所无法达到的效果。例如：利用WiFi技术和行动手持装置，学生可以在博物馆、科学馆或生态园区进行学习活动，将课堂中所学的知识带到现场应用，同时能把现场搜集的资料带回教室讨论。那么，AI为教育带来的变革具体体现在哪些方式上呢？
1.AI可以扮演更具智慧的教学辅助角色
在传统教学模式下，一名老师要面对多名甚至数十名学生。在这种一对多的条件下，老师要在有限的时间内针对每个学生的学习困难给予个人化的分析及协助，这是不太可能实现的事情。但是，有了人工智能的辅助，未来计算机可以针对学生的学习表现、学习过程的行为，甚至于他们的情绪反应及脸部表情来进行分析，并且与学习内容之间建立联系，找出造成学生学习障碍的“瓶颈”。
2.AI可以扮演智慧型学习工具和伙伴
透过机器人和多媒体，计算机可以扮演一个智能型的学习同伴或在线学习同伴，和学生一起学习竞争、参与讨论，让学习过程增加了更多良性互动，变得更加生动有趣。
3.AI将改变教与学的角色
未来，我们的学生甚至有机会扮演老师的角色，试着把他们所学会的东西教导给一台具有人工智能的计算机或一个机器人。
五、教学中整合人工智能的应用
联合国教科文组织在2019年5月召开的北京国际人工智能与教育大会上发表了《人工智能北京共识》，其中主要强调三个方面：第一，各国要制定相应政策，推动人工智能与教育、教学和学习系统性融合，利用人工智能加快建设开放灵活的教育体系，促进全民享有公平、有质量、适合的終身学习机会;第二，要将人工智能平台和基于数据的学习分析作为构建终身学习系统的关键技术，实现人人皆学、处处能学、时时可学;第三，要支持对于新兴人工智能技术发展相关的前沿问题进行前瞻性研究，探索利用人工智能促进教育创新的有效战略和实践。
从上述三个方面可以发现：在人工智能的促进下，教育将更加关注人的发展;在人工智能的赋能下，学习方式将发生深刻改变。终身学习与发展核心素养将成为更重要的学习内涵。
2013年，教育部委托北京师范大学联合国内高校近百位专家学者成立了核心素养研究课题组，历时三年完成了《中国学生发展核心素养》研究，并于2016年6月正式发布。这份研究界定了中国学生应具备的三大面向和六大领域的核心素养（见下图）。依据核心素养的纲领，教师在教学中引入AI策略时可以遵循三个准则：
1.人文思维很重要，培养自我学习也一样重要
AI的重点在于各种场域的应用导入，因此，AI科普教育中的“人文思维”非常重要，社会学与哲学等都是很好的人文思维培养学科。举例来说，当无人车撞到行人，法律会怎么解决这个问题呢？这就要用到“人文思维”。
2.程序教育是AI领域的入门基础
想要深耕AI教育，程序教育是重要根基，也是AI领域的入门基础。不会编写程序就没有办法从事AI相关领域的研发与应用。我们对幼儿强调的不应该是编程技巧，而是编程的逻辑思维模式培养。
3.引发兴趣为主，并非强制学习
教学内容并不强调AI技术，而是AI科普，我们应该跟幼儿强调在生活中对AI的认知。AI的教学目标也不在于考试，而在于逻辑与批判思维，并且利用基本的AI认知引发学生自我学习的兴趣。因此，并非所有的学生都要强制学习AI技术。
在人工智能教学与技术整合的过程中，我们更要认识到教师的角色：从过去的权威者变成了组织者、陪伴者和辅助者。同时，学习也变得无处不在。在此，我需要强调以下三点：
第一，不要把技术作为教学内容。当我们在教某个技术的时候，说明它已经是落后的了，因为它已经是成熟的了。
第二，要把技术作为教育工具。例如，我们将互联网、优酷等各种工具作为一种媒介来传播知识。盡管这些媒介是传统教育媒介的加速器，强化了原有的教学模式，但它们还是在扮演灌输知识和训练者的角色，教学流程并没有发生创造性。
第三，要把技术与我们的教育相互结合，使其变成我们的思维方式，将其嵌入我们的学习系统，从而促进学习方式的创新发展。这个阶段需要我们重新思考：在这个智慧时代，我们该教什么？该怎么教？哪些可以不教？哪些又必须要教？
六、结语
现代教育已经建构了完备的基础学科知识的教学内容，语文、数学、科学、艺术、体育等基本领域学科的课程架构也已成熟。在科学技术与信息化技术融入教学的过程中，教师要掌握各个学科知识的跨领域整合取向，适当地将学科知识与生活经验相互整合。
人工智能设备的创造需要深厚的理论与技术，一般大众无法简单窥其深奥。教育的目标是发展人类的多元智能，启发思维。过去，人类为了追求科技进步，强调IQ智商发展的重要性;当互联网技术快速发展，知识在人与人之间快速交换，人与人的沟通愈加频繁时，EQ情绪商也受到了重视。今后，我们将迈入人工智能的时代，AIQ人工智能商数将成为重要的社会竞争指数，强调以素养教育为核心的教育新形态将会是未来教育发展的重要课题。因此，探讨人工智能技术将不再是基础教育的焦点。如何利用人工智能改变教学现场性质、整合学科领域知识、培养与发展核心素养才是人工智能教育的真正目的。
