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美國人工智能協會(AAAI)牽頭示范如何正確地給中小學生教人工智能
發布日期:2019-01-15   點擊次數:2353

導語:重要概念的正確認識更重要


成 人 网 站 免费       人工智能學術研究和工業應用一直保持著高熱度,人工智能知識技能的教學也廣受關注,遍地開花。只不過,去年下半年出現的一些面向中小學、甚至幼兒園孩子的人工智能教材還是引發了震驚和相關人士的挖苦。

      這些挖苦主要可以歸為兩類。第一類挖苦在于,即便以深度學習為代表的現代「人工智能」相關技術和工作持續火熱,讀博讀碩申請火爆,國內外高校也在陸續設立人工智能專業和學院,但是真的有必要把戰線拉長到小學、幼兒園嗎?想讓家長「從小孩抓起」,實際上更像是在「販賣焦慮」。另一類則是實際的擔心:機器學習需要先有一定的高等數學和計算機科學知識,機器人技術也同樣需要足夠的數學、控制、機電等領域知識,其它「人工智能」相關技術也類似成 人 网 站 免费,那么早早地把高層次的、多領域交叉的知識呈現在基礎知識都不完備(高中生、低年級本科生)、甚至可以說基礎知識為零(初中生、小學生、幼兒園)的學生面前,這段學習經歷是無法產生效果的。

成 人 网 站 免费       放眼外看的話,也有更加深思熟慮的人工智能學術組織作出了的探索。2018 年 5 月,美國人工智能協會 AAAI 和美國計算機科學教師協會 CSTA 發起了針對中小學生 AI 教育的行動組織「AI4K12」,試著定義這個年齡段的學生應該對人工智能有哪些了解、可以做出哪些應對。

      「AI4K12」的執行委員會成員包括了卡耐基梅隆大學(CMU)、佛羅里達大學(University of Florida)、麻省大學(University of Massachusetts)的教授以及美國計算機科學教師協會 CSTA 的課程委員會成員。相比于傳授知識本身,AI4K12 更注重的是讓學生們與對 AI 的各個方面都有了解和接觸,并且先學習重要的 AI 基礎概念。他們列出了經過初中小學階段的 AI 啟蒙教育之后應當了解的 5 個重點概念:

      重點概念 1:計算機通過傳感器感知這個世界。計算機先要能清楚地「看見」、「聽見」,然后它們才能在真實世界中發揮作用,所以傳感器可以算是人工智能相關領域最重要的技術成果之一。中小學生們需要知道,計算機感知人類的語言或者視覺內容需要依靠許多的領域知識。本科生則需要能夠描述并展示機器感知系統的限制,并使用開源的機器學習工作訓練多層感知機分類器。
      重點概念 2:智能體會形成對世界的某個模型/某種表示,然后借助它們進行決策。表示是智能這件事里最基礎的問題之一,不論是自然(生物)智能還是人工智能。中小學生需要了解「表示」的概念 —— 比如我們用畫有曲線、圖有顏色、標出了城市名稱的地圖表示一塊地域,或者用線和點組成的示意圖表示棋類游戲。中小學生們還需要了解計算機構建的表征來自于數據,然后可以通過一些推理和決策算法處理這些表示,從已知的信息中得出新的信息。高中生就需要開始學習把用基礎的數據結構作為輸入,編寫簡單的程序進行推理了。
      重點概念 3:計算機可以從數據中學習。機器學習算法可以讓計算機根據不同的訓練數據生成不同的表示,而這些數據可以來自人類,也可以是機器自己采集的。高中生應當學習如何訓練網絡、如何借助開源工具編寫簡單的應用。
      重點概念 4:對于 AI 開發者來說,如何讓智能體與人類自然地溝通是一個長期的、艱巨的問題。對于人工智能系統來說,理解人類是它們面對的最困難的問題之一。即便對于人類來說,觀察另一個人的動作并預測他未來的想法都是一件很有挑戰的事情。機器人如果想要參與人類的生活、受到人類的歡迎,那它們也需要掌握一些這樣的技能。高中生應當學習如何構建不依賴文本內容的語法規則、學習解析簡單的語句,并借助開源工具構建聊天機器人。
      重點概念 5:AI 應用對社會的影響可以是正面的,也可以是負面的。學生們要能夠辨析 AI 對我們的生活都帶來了哪些改變。AI 的社會影響包含了兩類問題:AI 應該被用在哪些領域中?以及我們需要要求 AI 系統滿足哪些道德約束?中小學生需要了解一些 AI 系統做出的決策會影響一些人的生活,這些 AI 的道德準則的構建需要我們花費心思,尤其是對于其中的透明性和公平性方面。高中生應當能夠評估新的 AI 技術,描述這些技術可能帶來的道德或者社會性影響。
      AI4K12 希望把這些重點概念作為指導框架,引導老師們通過有趣的、有啟發性的方式鼓勵學生接觸 AI 的不同方面,比如機器人、模型與仿真、游戲與博弈、機器學習;以及讓學生們了解到自己的身邊就有許多使用了 AI 技術的工具和消費品。比如大多數手機上都帶有一個語音交互的智能助手(蘋果手機上的 Siri,安卓系統手機上的谷歌助手,微軟的 Cortana),有類似功能的家用電器也已經出現了許多(谷歌 Home,亞馬遜 Ech);計算機視覺也是許多消費級產品背后的支撐技術,比如攝影軟件中的智能美顏和字符識別、手機相冊的智能搜索分類。
      AI4K12 并不認為人工智能知識本身的傳授是幼兒園、小學、初中階段的重點,所以他們并不打算制訂相關的課程規劃。但他們會為老師們、教育體系內的其它工作者們準備更多的資源,幫助他們更好地理解人工智能,從而可以更好地帶領學生們建立良好的基礎認識。對于青少年學生 AI 教育的課題,AI4K12 也準備了一份報告,打算在今年 1 月底的 AAAI 2019 大會上報告、討論。
      人工智能已經是我們生活中不可或缺的一部分,但同時小孩們長大了也并不是都要做 AI 開發者。解開對 AI 的誤解、認識生活中形形色色的 AI 應用,也就就是一個好的開始。