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鸿蒙初起

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王宏轩

摘要：人工智能（AI）时代什么知识最有价值？人工智能一旦与K12领域的课程教学深度融合，会产生怎样的化学反应？人工智能教育建设对基础教育领域的学校的角色和定位提出怎样的创新要求？人工智能的离岸化和制造化，对未来教育的启示和预见又有怎样的意义和价值？国家政策正在提供解决方案，将更多地机会带入教育领域。

关键词：Python（派森）、人工智能（AI）课程、深度学习平台、SeeTaaS、Sense study

中图分类号：G4?文献标识码：A?文章编号：（2020）-50-384

《世界是平的》中托马斯曾说过：“单单引进技术，是远远不够的”。而凯文凯利认为：无生命的事物具有认知能力“知化”是推进人类社会发展的最大力量之一。近些年来，移动互联网、大数据、超级计算、传感装置、脑科学的发展，迎来了“人工智能”的全新时代。而搭建全新时代的基石工程“人才战略”在高校如火如荼展开，北大启动“机器人工程”专业培养、清华人工智能学堂班（智班）应运而生。这仅仅是一个缩影，事实是，在基础教育领域K12的人工智能教学鸿蒙初起，战略布局全面铺开。

一、人工智能课程推动的背景与趋势

人工智能是通过智能机器延作，增强人类改造自然和治理社会能力的新兴技术。近年来，人工智能的发展呈现出深度学习、跨界融合、人机协同等新特征，推动了社会各个领域从数字化、网络化向智能化的联升，深刻改变着人们的生活方式和思维模式。

早在2017年8月，在国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中明确提出：要在中小学阶段设置人工智能相关课程，推动人工智能领域一级学科建设，把高端人才队伍建设作为人工智能发展的重中之重，完善人工智能教育体系等内容。继浙江省将编程纳入高中生必考科目，天津、南京、重庆也把加强编程教育提到重要的高度！

当下，中小学也包含科学、信息技术等课程，但课程单一，并未形成一套完善的体系，涉及的内容也比较简单，考核标准不够清晰。学校内多开展的还是steam创新教育，专门的编程等教学仍以课外培训机构提供为主。而据测算，美国K12阶段约有67.5%的孩子已接受在线编程教育。以全球最主要的少儿编程语言Scratch的统计数据为例，美国市场的渗透率最高，达44.80%，英国为9.31%，中国仅为0.96%。相比国外，我国编程教育的普及率还比较低。

可以预见，通过人工智能的学习，学生应该了解人工智能的发展历程及概念，能描述典型人工智能算法的实现过程，通过搭建简单的人工智能应用模块，亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法。所以，在人工智能基础教育领域的扶持和培养上，关键第一步就是对AI课程、AI语言的建设与普及的推动力度，如何直面挑战、抢抓机遇、全面布局，是高层次人才输出，赢在未来的制胜关键，必须站在战略高度，以前瞻视野进入教育从未达到的区位。

二、普通高中人工智能课程架构现有认知

2018年1月，教育部新闻发布会介绍了《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》的有关情况。正式将人工智能、物联网、大数据处理、算法、开源硬件项目设计等正式划入新课标。信息技术课程结构如下图：

高中信息技术必修课程是全面提高高中生信息素养的基础，其中数据与计算：了解数据编码;学会采集、分析、可视化数据;学会一种程序语言，并使用程序语言完成简单的算法;了解人工智能的重要性。信息系统与社会：知道信息系统基本工作原理;可以开发简单的信息系统;判断安全风险，了解安全防范技术;学会遵守相关法律和道德伦理规范。

普高的信息技术课程以中学生信息素养为切入，把信息技术课程提升到一类课程地位，设计三种类别梯度，为高校对接专业技术人才。从人工智能出现的频次可知，未来几年，会有更多省市将人工智能列为高中教材和高考内容，甚至可以预见，未来中国人工智能的主力军将后援充足，人工智能将成为全民教育，甚至成为未来年轻人之间的常识。但是我们也要看到，人工智能不是信息技术的全部，正确理解才能避免盲从。

三、AI事件效能比析，标记新学习时代

案例一：一个是来自江浙沪某一重点中学的学生，一个是来自某三线城市的重点中学学生，两人都志愿成为未来的 IT 精英。虽然同为重点，但是前者的学校在初中期间就开设了编程课程，并在高中进行了人工智能、大数据等相关领域的初涉课程的学习;而后者，虽然同样来自重点高中，但是由于地方教育部门不重视、资源的缺乏，相关领域教育人才的缺失，纵然在教学大纲中有该類编程课程的规划却无人能够胜任教学工作，如果学生有所爱好那也只能依靠网络进行自学，虽然也可以有所建树，但是跟前者相比，缺少完整的体系指导，尤其在遇到瓶颈之时，如果无人指点，则很容易迷失并丧失信心。

由此可见，课程落地的重要性无疑是最重要的前提，而面向高中学生的AI教材，华东师范大学慕课中心和商汤科技合作发布的《人工智能基础（高中版）》正式发布。目前，全国已有近百所学校引入该教材作为选修课或校本课程。该教材共分9个章节，以基础普及性的知识为主，分别介绍了图片识别、声音识别、视频识别、计算机写作和深度学习等人工智能技术的原理和应用场景，引入了大量科普内容和实例。此外，由于商业公司的介入，该教材还配套了企业自主教学实验平台parrots，功能炫酷，操作便利。

案例二：在南师附中树人学校的选修课上，30名初一学生正在学习“人工智能进课堂”的第一课。“人工智能进课堂”系列课程是在南京市鼓楼区教育局、南京市鼓楼区教师发展中心、中国科学院智能信息处理重点实验室的联合指导下，由中科视拓和南师附中树人学校合作推出的中小学选修课。通过校方负责老师了解到，该课程在选课平台上开放后，不到5分钟就迅速满员，受欢迎程度可见一斑。

这是国内首次在中小学生群体中系统开设的人工智能课程。“人工智能进课堂”课程每周一次，每个课时70分钟，总共10个课时，课程主要包含两个部分：第一部分是对学生的人工智能启蒙教育，让学生了解人工智能、机器学习、深度学习是什么，有什么实际应用。另一部分是包含目标检测和人脸识别这两个AI热门技术的实践环节，让学生了解相关AI技术的基础知识，指导学生训练出自己的AI引擎并使用它们检测出各种物体、识别出不同人脸。

中科视拓专门开发了SeeTaaS云平台（K12版），这是面向中小学生的深度学习训练平台，封装了难懂的框架和算法，同时展现了AI模型的训练流程，简单易上手。学生不用掌握任何编程语言，在图形化的界面中，用点击拖拽的便捷操作方式，便可基于深度学习技术，进行AI模型的设计生产。

案例三：Python（派森），中文、免费、零起点。Python是一种计算机程序设计语言。你可能已经听说过很多种流行的编程语言，比如非常难学的C语言，非常流行的Java语言，适合初学者的Basic语言，适合网页编程的JavaScript语言等等。而不同的编程语言，干同一个活，编写的代码量，差距也很大。比如，完成同一个任务，C语言要写1000行代码，Java只需要写100行，而Python可能只要20行。所以Python是一种相当高级的语言。你也许会问，代码越少越好吗，代码少的代价是运行速度慢，C语言运行1秒钟，Java程序可能需要2秒，而Python程序可能就需要10秒，但是超算集群出现了。对于初学者和完成普通任务，Python语言是非常简单易用的。连Google都在大规模使用Python，你不用担心学了没用。

Python语言很火，因为人工智能概念火热以及其本身的易用性，它成为AI时代的头牌语言，也被认为是进入人工智能领域的敲门砖。从2018年开始，浙江省信息技术教材将放弃VB，将Python纳入为浙江高考内容之一。北京和山东也已相继确定要把Python编程基础纳入高考内容体系。

四、小变量、慢增长、教育大趋势

思考一：大学研究机构和科技领头企业在教育主管部门的支持框架下合作教材，创新开拓践行已经不成为问题。可是，我们看到，教材落地后作为选修科目、加分因素，大力推进但并不是人工智能教育的全部，信息技术课国家教材的内容、教学目标、课程导向、课程延续需要进一步明确，才能有的放矢。

思考二：在大型独角兽的资本和拥有技术实力的科创公司的碾压下，用专利布局，开发基于K12的人工智能教育类产品，以合作方式，投入教育领域。在这一市场领域的所有产品，用户黏性孰优孰劣，性价比、可靠度、师生评价、特别是后期费用都有待检验，必须在市场、实践、比析、选择中作出。

思考三：配套实验平台像sensetime的sense study等类似深度学习平台、开发工具、工具包、配套硬件、周边设备、超算集群、超深网络、超大数据、云平臺等等软硬件建设，基于互联网的特性，淘汰和升级的摩尔定律和黄仁勋定律，主推实用为上，够用就好，升维（升级维护）免费，期限（数年内）领先，在必要建设之外，以租赁方式为主。

思考四：无论是sense study还是seetaas等平台，都是建构在python语言之上的人工智能学习平台，只是在功能、认知、易用、以及推广上更为简单直接，效率更好，但是所谓自建平台（闭环）也意味着受制，一旦后期出现问题，不能够提供技术支持和维护升级，将无法为公共教育提供服务。同时，在底层数据环节打通之后，人工智能大数据共享问题也会凸显。在全球共享的稳步发展的今天，一个开放的师生深度学习的平台至关重要，也意味着人工智能课程这样一门高中基础课程的公众走向。所以在配套教材的使用平台上可以有对比选择，可以寻求政策和企业承诺服务，也可以寻求免费午餐，进一步挖掘python架构上caffe、torch等开源平台的应用，就像Apple ios和Google android的区别那样。

思考五：师资培养和培训问题。除了大型公司的人才优势，我们更要看到高校和大型研究机构的教育优势，有时候进修培训远远大于企业培训的专业和高度，以地区教育部门的优势寻求更多更广泛的合作与交流，加上企业一级的学习，培养或者引进一批区域人工智能教育领军人物，带领培训能够胜任教育教学的普高信息技术教师，才是当下人工智能进课堂的人才观。

思考六：必修课的评价由教育主管部门解释。选修课常规评价之外，还有诸如加分、竞赛、自主招生等领域，所以一套适合将来普高信息技术课程的评价体系亟待解决。在人工智能中学生国际顶级赛事缺失的当下，我们瞄准的方向除企业主导的AI创新比赛之外，建议重点还是人工智能编程，python等编程语言的学习应用提升，普适性的学习体验、自我进阶，或是政府主导的规范的层级和竞赛体制脱颖而出，才是对人工智能课程学习最好的推动。

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