创客空间2.0：人工智能时代创客空间中的教育
张冰 吴俊杰
如今，人工智能时代的生活图景正展现出一种“未来学家”一样的想象力，而各种未来学家竞争的重点在于人类会不会被强人工智能所奴役。同时，越来越多的教育工作者开始关注人工智能时代我们需要学什么、怎么学的问题。这是一个进步，毕竟，在“信息技术和学科整合”的观点中，大部分的人只关心怎么学的问题，而很少有人像西蒙·帕佩特一样关心要学什么。幸好时代发展了，当下我们可以从更加多样化的角度审视人工智能教育。
此次对话我们邀请了一位信息技术“班主任”——张冰老师，一起来谈一谈人工智能时代创客空间中的教育。张老师非常“严谨”，平时私下里聊天总是天南海北，落到纸面上却很“谨慎客观”，作为一个喜欢让不靠谱的人靠谱、让靠谱的人不那么靠谱的不靠谱的人，我也是花了很大力气挖出一位一线教师多维度的思考，下面就到了“上菜”的时候了。
张冰
河北省邢台市第二十五中学信息技术教师，信息中心主任，科协人工智能骨干教师，教育部教育管理信息中心TITT项目“中小学人工智能教学方向”培训讲师，微信公众号“跟我一起Scratch”中的作者“同同爸”，创客教育普惠课程Scratch入门方向合伙人。
吴俊杰
北京景山学校信息技术师教物理教师，STEM教育研究者，研究方向为创客教育的普及课程和教师专业发展。在创新创业领域，致力于从教育的角度推动可持续发展理念下的模块可重用的设计，推进电子、家电、家具、建筑行业的可重用设计的理念和消费行为。
吴俊杰：非常感謝张冰老师参与本次对话栏目。人工智能这个主题很热，我们在去年、前年也做了几期相关的讨论，应该说大的谋篇布局阶段已基本定型，但还有很多具体的问题需要仔细落实，而一线教师们最关心的也是落实的过程。张老师有三个“身份标签”，首先是“跟我一起Scratch”公众号的自媒体作者，其次是学校信息中心的主任，最后是一位少见的信息技术学科的初三班主任。这三个身份刚好也是我们关注人工智能的三个角度，首先是信息技术学科课程怎么上、创客空间怎么建设，其次是从教育信息化的角度出发，学校要做出哪些改变，最后聊一聊学生的终身成长和家校配合的问题。下面，让我们先从创客空间2.0说起。
张老师，您觉得人工智能主题的创客空间应该怎么建设？又应该开设哪些课程呢？
张冰：大数据与人工智能时代已经来临，很多工作都将被机器强大的运算与分析能力所替代，那么什么是机器替代不了的呢？那就是人类的探索精神、创新意识与文明浸润下的思维方式。因此，中小学的人工智能还是要以体验为主，重要的是让学生知道人工智能是什么、有什么用、怎么去用。对于孩子来说，知识广度比深度更重要。我们要让更多的学生体验到人工智能，而不是让少部分学生深入人工智能，因此我认为人工智能主题的创客空间应该是一个可编程的体验式空间。学习时可以选取生活中学生熟悉的现象，编程配以人工智能扩展加以模拟实现并创新，再以必要的硬件落实想象，这种“发现—探究—创造”的思路是可行的。学生利用人工智能技术制作自己设计的创意作品，了解人工智能融入生活以后的样子，在动手操作中体会人工智能的强大之处，高年级后，可以进行深入甚至是底层性的研究。
人工智能主题的创客空间，在现行条件下，对于学校来说，最基础的首先还是机房，在机房里，孩子们体验语音和图像相关的人工智能应用，体验炫酷的效果，更快地把人工智能技术当工具。其次是封装度比较高的机器人，作为孩子们学会自由创作的一个中间“脚手架”。再次是可以随意搭建加入传感器的机器人，孩子们可以自由实现自己的想法。等到自由搭建的环节，就需要3D打印机、激光切割机这类产品，还可以加上画笔这些艺术类的工具，让人工智能作品更亲和也更有个性。到综合阶段，创客作品往往是一种技术融合的体现，选择人工智能主题作为创客空间建设的切入点可能与教师的个人特色和学校的整体规划有关，但是到了高级阶段实际上是殊途同归的。
吴俊杰：软硬件结合一直都是创客教育的一大特色，但是我发现所接触的开展人工智能教学比较好的老师，他们的工作方式好像更偏“软件工程师”，而且人工智能确实是一个“算法先行”的领域，所以我们常常把创客空间人工智能的学习比喻成“智力担当”，但又要处理好普及和提高的关系，不能是单纯的智力选拔。
张冰：纵观科技的发展史，每一次进步都是新需求催生出新技术，让该需求得以实现，真正的学习应该就蕴含在孩子的探究与创造过程中，花开无声，教化无形。
作为一线教师，我还是习惯用具体的例子来呈现教学效果。第一个例子叫“卧室智能灯”，这个例子源于我的孩子在二年级时，开始要分屋睡，但关掉灯后他有点害怕，他想让灯按下开关后停一会再灭。于是我就跟他一起用Scratch分析这个问题，首先我们画了一盏由“按钮”开关控制的灯，按钮与灯之间是通过广播与接收实现控制的，如何让它按下按钮后停五秒再关灯？加一个“等待”积木块就可以了。然后，孩子又问能不能躺在床上就可以直接发命令？于是又想到了用声音做开关，于是模拟出了类似走廊的声控灯。
只是声音控制的话难免会出差错，那么灯能不能听懂我们说的话，而不只是声响？自然而然解决问题就用到了“人工智能的语音识别”，Scratch满足不了的情况下，我们用mBlock中的“人工智能应用服务”让灯“听懂”了我们的话。
其实这个例子是在纯软件中模拟的，如果硬件具备，很轻松就能实现上述的一系列过程，让孩子的思维转化成现实，做出一盏真正的人工智能灯。
总之，我认为人工智能教育的切入点是源自生活，通过“苏格拉底式的提问”带孩子一步步去探索，去思考。每个案例都要迭代很多次，逐步形成成品。可以说，每次迭代记录下的并不是单纯的程序，而是面对问题我们思考的路径，都隐含着非常具有普适性的问题解决方法。要知道每个例子的精髓并不是成品而是思维过程，我们的教育是在跟孩子完成一次内功心法的修炼。
但是学校也有很多不可替代性，首先从社会分工的角度来讲，孩子上学可以省下家长带孩子的人力。此外，从教育角度上来讲，学校的功能不仅仅是教学，更重要的还有育人，这就需要营造特定氛围，学校目前提供的同龄人社交氛围是单独面对冰冷的机器无法达到的。再具体到每一节课中，传统课程最大的优势在于它为每个学生提供了一个与教师面对面交流的机会，而网络课程则无法达到这一效果。这个过程不仅是接受知识，同时也为学生与老师交流思想、与同龄人交流、学会自己思考提供了机会。教师的引导与约束、同学的启迪与鼓励更大程度上促进了学習效果的达成，也促进了学生心理和思想的健康发育。我想，这也是由于新冠疫情上半年全国普遍都在上网课，但媒体却频频报道效果不佳的原因所在。
吴俊杰：人工智能教育带来的教学内容的变化和教学形式、教学供给、教学评价的变化都可以看作是一个教育大发展的机会，但如何维护好人工智能教育背景下的教育公平，仍然是一个值得关注的问题，我也没有想到我们推广编程、人工智能这么多年，在今年两会上丁磊委员“将少儿编程纳入学业水平考试”的提案仍然会掀起那么多的关于教育公平的讨论。
张冰：教育公平，我个人认为从绝对值的角度来分析是维护不了的。基础教育发展到今天，其他科目教育公平了吗？也还没有，但是我们一直在努力，包括很多支教政策的出台与信息化基建的投入。
所以我们只能讨论：人工智能教育是加剧了教育不公平还是让教育更公平，而不是人工智能教育是否能让教育公平。相对于以往，互联网的到来、网速的提升与慕课的流行很大程度上促进了教育的公平，将乡村学校与城市孩子享受到的教育拉近了一点距离。
以上说到的是技术支持了教学，但人工智能教育本身，到目前为止，我感觉还处在较初级的阶段，起码在我们本地的教材中是没有呈现的。虽然我们逐渐意识到了它的重要性，但如果不能大面积地在常规教学中推广，那么结果只能是城市、校外都学了，农村等不发达地区却没有学。这会不会是更大的不公平？
甚至我们还可以想象，如果农村孩子上了大学，发现城市孩子习以为常的东西自己完全没见过……那么他是能咬牙撑过来，还是直接被现实击晕？“课堂教学是人工智能教育的最后一公里”，我认为当下教育公平最紧要的就是能够在全国的课堂教学中普惠式地开展人工智能教育课程，不让每一个孩子错过这个时代。
吴俊杰：刚才说家庭教育也是教育供给的一个来源，现在不少家长也稍微懂一些编程，在学校没有开设人工智能课程的条件下，能不能发挥家庭教育的作用呢？您这边有什么样的建议？
张冰：家长是孩子的第一任老师，这很重要，而且是老师替代不了的。有很多家长在公众号后台问我能不能给他的孩子上网课辅导一下。我想他们误解了我的意思，我在公众号分享的课例都是从儿子小学一年级开始，我将我们父子俩的学习经历分享出来也是希望父母能够学会后将其作为跟孩子交流的小甜点。家长如果也懂一些编程，可以像我前面例子提到的带孩子用编程实现一些人工智能的功能，这个过程不是说教，而是拿出时间与孩子一起完成小例子探究与思考的过程。孩子行为习惯的养成不在于我们说教了多少，而在于家长在陪伴的过程中观察、发现与适时地引导。孩子在与家长一起完善作品的同时，不光收获了思维方式的丰富，更会收获行为习惯与学习品质的塑造。
此外，从人工智能主题结合编程的内容上看，以家庭为单位的学习也是很有必要的。孩子在学校学到的大量知识因为受学科壁垒影响，都处在“知其然而不知其所以然”的维度，当他面对一个没有标准答案的问题时，无法拆解问题到可以解决的范畴，因此就会出难以回答。生活的培养一定是要让孩子在看到事物的同时，理解事物为什么会是这样，思考自己能不能让它变得更好。家长不妨蹲下来，站在孩子的视角去思考问题的存在以及解决方法，尽可能地鼓励、支持孩子自己想出来，去尝试，去创造，去验证，去迭代。放下所有的焦虑、担忧、恐慌，就是单纯地与孩子共同参与这一件事，去悦纳、欣赏这个真实的孩子，任思维自由地跳舞，这将会是亲子教育中最美好的时光。
吴俊杰：听您最后的表达，特别想看看您开家长会的样子。人工智能会改变很多，但改变不了的是师者的一份爱心。最后一个问题是，您理解的人工智能是一个渐变的过程还是一个革命性的质变？
张冰：人工智能对我们生活的影响每时每刻都发生着量变，人工智能技术虽然还没发生质变但有望引起质变，关键点是能够带动新一轮的技术红利，拉动经济。我们目前身在这个变化的过程中，会觉得这是一个渐变的过程，多年之后回头再看则会是一场突然的质变。
从整个教育环境来看，现在人工智能教育的形态对于社会、学校、教师和家长来说都是新鲜的，大家都在摸着石头过河。当下也不可能会通过某个文件就能让一切就绪，这与我们工作的过程是一样的，很多时候不是领导力排众议把事情从零开始搞好，而是领导发现事情有可以搞好的趋势，有合适的土壤，才会抓住机会，力排众议，促成事情的逐渐达成。这个土壤，我觉得就是渐变。
后记：张冰老师是一位勤奋、温暖而踏实的教师，在一同拓展人工智能与创客空间2.0的疆界的时候，我能够感觉到张老师是一位值得信任的同行者。创客空间可以看作是一所STEM特色的“校中校”，从这个角度来看，每一位创客空间的教师都可以尝试着结合这一期的论题，探索一下如何去当这所自己心中的“校中校”的负责人，如何去处理主干课程、融合课程、学生自学、家校关系。这需要经验，更需要担当，还好，作为创客空间2.0当中的“智力担当”，学习人工智能不会让学生变傻，从当下以智力考核为主的评价机制来看，遇到的阻力会小一些，估计也会顺利一些。但显然人工智能教育有更大的发展潜力，从普及编程的角度上讲是让下一代人重新学会“写字”的过程，提升劳动力素质，更主要的是在社会人力资源和社会资源的优化配置的方面，其意义更大。虽然目前还不敢说这是一种“历史的必然”，也并不确定除去了“教育的偶然”的评价改革会引起多大的风波，但作为师者的那份爱心仍然是人工智能教育中的不可或缺的成分，立德树人从自身做起永远是教育的不二法则。
