各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

《意见》明确提出,在完善教学体系方面,注重加强实验教学与多学科融合教育、编程教育、创客教育、人工智能教育、社会实践等有机融合,有条件的地区可以开发地方课程和校本课程。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

在提升教师实验教学能力方面,将针对性地制定培训方案,纳入教师培训体系,列入“国培计划”“省培计划”,确保到2022年前完成教师实验教学能力全员轮训;在保障实验教学条件方面,各地各校要按照标准和实际需求建设实验教学场所,支持探索建设学科功能教室、综合实验室、创新实验室、教育创客空间等,鼓励对普通教室进行多功能技术改造,建设复合型综合实验教学环境;在健全实验教学评价机制方面,把学生实验操作情况和能力表现纳入综合素质评价;2023年前要将实验操作纳入初中学业水平考试,考试成绩纳入高中阶段学校招生录取依据。

本次《意见》的发布,表明实验教学将在我国教育的未来发展中占据重要地位。那么,那么,如何培养适应未来社会的人才?未来学校、人工智能与教育之间的关系又是怎样?

人工智能是实现教育生态

重构的有效手段

随着信息时代的快速发展,以大数据、人工智能、增强现实等为代表的新技术,对社会发展产生了巨大的影响和变革,不断向各领域进行溢出渗透,带动人类社会全面进入智能时代。

教育作为人工智能的重要应用领域,人工智能的发展、智能时代的开启,既给教育的内容、模式、方法、体系、评估等带来了整体性影响,也给重塑教育形态、强化教育本质带来了新的机遇。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

现在社会大众面对人工智能对产业结构、法律、社会伦理、社会治理等方面的综合冲击,由于认知的不同,表现出新鲜、好奇、激动、渴望、恐惧、排斥、对抗等复杂的心理活动。而现在的中小学生将处于智能社会风口浪尖,必须适应智能社会的学习、生活与工作环境。

在中小学开展人工智能技术与工程素养教育,使学生了解人工智能技术特性和应用范围,工程师开发新设备的设计过程,以及技术如何影响人类与社会等,使中小学能够正确认识、对待与使用人工智能技术与产品,显得十分迫切。

各国的人工智能与教育碰撞

中国

据介绍,我国将在2020年底前启动建设10个以上“智慧教育示范区”,优先开展人工智能与教育融合创新发展的实践探索,积累可推广的先进经验与优秀案例,引领智能时代教育变革。计划到2020年建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中心,培育人工智能创新研究团队和专门高级人才。

目前,全国中小学互联网接入率也达到97.6%,学校多媒体教室普及率达93.4%,教学点数字教育资源全覆盖项目惠及边远贫困地区400多万孩子,国家数字教育资源公共服务体系基本建立,超过60%的教师和近50%的学生开通网络学习空间,推动逐步实现“校校用平台、班班用资源、人人用空间”。

日本

日本从2016年就开始探讨并深入展开人工智能以及编程教育。他们中小学人工智能教育的目标是——帮助所有儿童建立这个时代需要的“人工智能思维”。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

在日本,初等、中等教育学校应加强设备环境整顿,确保每个学生都有一台电脑;聘用ICT人才,按照高中每所学校、小学或初中每四所学校至少一位的数量比例进行配置;加快实施远程教育;在日本全国开展STEAM教育;高中围绕《新学习指导要领(新学習指導要領)》中的“信息Ⅰ”科目,不拘泥于文理分科,加强AI及数据科学的相关教育;增加将“信息Ⅰ”纳入大学入学考试出题范围的大学数量;基于“信息Ⅰ”重新审视IT资格考试的出题规则,并促进其在高中等学校的推广。

近几年,以日本总务省为代表的政府机构无偿提供“儿童统计编程教育夏令营”、以日本电报电话公司(NTT)为代表的公益型“暑期编程入门活动”等不断出现,给日本学生们提供了大量接触人工智能学习的机会,以培养他们适应并主导以人工智能、大数据为代表的第四次工业革命。

芬兰

芬兰人工智能战略提出的八大关键行动,每一项都需要多元主体参与才能开展。从芬兰总理办公室到芬兰科技部、经济与就业部、交通部、社会和健康事务部、商务部、教育与文化部、外交部和移民局等国家部委,从芬兰科学院、信息技术中心等研究机构到不同地市政府部门、企业和基金会,还有大中小学、职业教育与培训机构以及成人教育中心等,都需要积极参与,共同确保国家人工智能战略目标达成。

芬兰提出的“人工智能催化器”,是典型的多元主体推进人工智能产学研合作模式。每个“人工智能催化器”,都由约10~15家芬兰企业以匿名方式提供企业数据并提供相应资金用以支持催化器运转,2~3所芬兰大学或研究机构对这些数据提供专业研究支持,计算机科学中心等相关机构提供数据安全和存储等技术支持,另外一些小型企业参与其中并从中获益等。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

英国

英国在2013年就发布了国家计算机课程标准。之后将2014年设立为"Year of Code",规定所有5-16岁的学生都必须学习计算机编程,将编程知识引入学校课本,并成为必修课。

在英国新的国家教学大纲里,5-7岁的学生需要通过计算机课程掌握:

  • 理解什么是算法,以及算法如何以程序的形式在电子设备上运行
  • 创建和调试(debug)简单程序
  • 用逻辑推理预测简单程序的执行结果

英国政府更是鼓励科技企业参与人工智能教育。2018年,英国首相特雷莎·梅在达沃斯论坛上宣布英国将投资2000万英镑组建国家编码学院。这个由60多家教育机构、专业机构和企业组成的教育联合体,其主要任务是培养数字化人才、开展数字化技能培训。国际商业机器公司英国分公司、英国电信、思科公司和微软英国公司以及多家中小企业、英国计算机学会都是教育联合体的成员单位,这些成员将以国家编码学院为平台,与大学合作开展数字化技能和人工智能相关领域的培训。

美国

人工智能+教育在美国,是一个潜力巨大、比较年轻、需要时间证明的 “慢行业”。首先我们要意识到,由于多种原因,美国的教育和中国的教育侧重点会有不同。

相较于国内最火爆的英语辅导与K12辅导,高等教育在美国一直是重头戏。美国高中生申请大学不需要高考,因此对基于分数的课外辅导的刚需,相比国内要小很多。

而美国高等教育是当今世界最具竞争力的产业之一,在为世界各地输送大量人才的同时,也是各种前沿科技研究的先驱。美国 TOP30 人工智能+ 教育公司中,大部分从事“高等教育”和“K12辅导”,两者合起来占总数的一半(其次是占比 20% 的素质教育)。所以在美国,高等教育得以与 K12 平分秋色。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

Top 30 AI+教育公司服务领域分布

而之所以说 人工智能+教育潜力巨大,是因为从其背后技术角度看,不论是语音识别、还是表情识别,都是已经获得较多关注、较多资源的、迅速发展的领域。在这种情况下,技术的不断突破势必会给这些公司带来强劲增长。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

AI+教育技术领域分布

也正因为这些技术本身都很尖端,很年轻,这些美国 TOP30 人工智能+教育的公司大多也很年轻,大多成立于 2012-2014 年。2012年诞生的教育公司最多,有7家,其次是2012年和2014年,皆为4家。

到了2016年,美国的Hour of Code Week(全民学编程周)中,奥巴马亲自写了一段java代码,并投入40亿美元,宣称要让每个孩子在小学就具备简单的编程能力。

2018年开始,美国官方每年拨款2亿美元支持人工智能编程教育的普及。到现在,美国k12阶段有一半以上的孩子已接受编程教育。

拥有人工智能思维的孩子才不会被替代

在人工智能的时代,只要拥有了“人工智能思维”,就相当于站在了人工智能的肩膀上,这将成为学校学生以后成功的保障,学生们会在人工智能的帮助下,更有效地发挥自己的特长来改变世界。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

然而,中小学人工智能课程内容不能是复杂的编程算法、深奥的数理公式,而是要考虑到孩子们的年龄背景,把人工智能新技术、新知识、新变化提炼为符合中小学生年龄背景的话语体系。机器人可以作为人工智能的载体,吸引学生的兴趣。

  • 小学生:兴趣吸引,玩中学。为他们提供相应的器材设备,但是一定要在“玩”中学到与人工智能相关的东西,不能简单地移植乐高机器人课程。
  • 初中生:兴趣吸引,做中学。例如编程课程,在做中体验、学习。
  • 高中生:兴趣培养,学中做。将学到的东西拿来实践。

课后,可利用AI代理收集学生对教师发布微课的评论、点赞数,学生对老师的私信数,对教师公告信息的回复数,学生间相互作业批改、相互提问以及私信数等互动数据。

各国的人工智能与教育互相碰撞,“人工智能+教育”该如何开展?

可利用人工智能在学校建立相应激励机制,大力加强教学推进工作;建立相应教学资源调控制度,合理规划资源并提升教学效果;建立相应校内师生申诉制度,及时反馈并解决教学困难。

总之,中小学人工智能教育是实现国家战略的重要保障,必须上升到战略高度,定位清晰,边界明确,合理布局,循序渐进,多方介入,共建生态。我们需要一个健康的中小学人工智能教育生态,这不仅关系到你我他,更关乎国家。

结语

人工智能与教育融合的初衷是为了提升学生的学习效能,使得学生能在快速、良好地掌握命题性知识的基础上发展个体的多方面的素养和能力,但要特别防范人工智能技术与应试教育的结合。未来,人工智能技术对教育的变革将会带来逐渐显著的变化,抢占人工智能在教育领域发展的机遇,要促进人工智能与教育的良性互动,为加快教育现代化的实现提供有力支撑。 

未来,人工智能要能够恰当地应用于教育,解放学生的心智,让学生体验与感受新技术,激发学生创新的潜能。当然,无论AI发展如何,教育的本质不变,我们要用新技术的火种点亮心灵、点亮希望、点亮未来。

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