如何让青少年在AI时代抢占先机

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11月17日，由智谱AI支持，北京市科委、中关村管委会科普专项经费资助的系列栏目“科普大佬说”很荣幸邀请到国家科技部“新一代人工智能创新发展与应用研究”项目、中小学人工智能教育服务平台研发及创新应用课题组的孙国玉、陈文娟、吴卓浩老师，以及新英才学校的信息中心副主任鲁家钰老师，和大家一起聊聊青少年AI教育。

面对今天快速发展的AI技术与应用，以及即将到来的AI时代，我们可以做些什么事情来帮助青少年更好的成长呢？今天的研讨，将作为一个小小的手册来指导青少年的AI修炼。首先，四位嘉宾分别分享了在AI方面的研究心得。

Tips：点击“阅读原文”，即可查看视频回放哦~

吴卓浩——孩子与AI的共创

如果由一个小朋友来画一个复杂的大机器人，会画成什么样子？通常是被大人认为“不像”的涂鸦。但在小朋友的涂鸦之中，其实蕴含了很多宝贵的东西：如果我们能用AI将孩子们的奇思妙想、以及他们的表达方式提取出来，就可以应用到更多的创作中去，比如用小朋友的绘画风格、去准确绘制这个大机器人，这样人与AI的结合就得到了既特别、又“像”的成果。不止于此，我们还能够在小朋友的创意和特点的基础上，用AI去做更多的拓展，比如用不同小朋友的风格去分别演绎同一个大机器人，为小朋友简单的涂鸦增添丰富的细节、生成相对完善的绘画和设计，让小朋友瞬间变身、穿越时间空间进行沉浸式的表演，把小朋友的身体动作、哼唱声音转化为优美的乐曲，帮助小朋友用最简单的方式控制自己创作的画面和角色、变成生动的多媒体动画……

在这个过程之中，小朋友和AI相互学习，互相激发，互相促进，形成一种奇妙的共创。小朋友在AI的帮助下，能够更好的把自己的创意发挥出来，而不必受限于暂时的技能不足。这样的共创可以在众多领域、持续进行，让每个孩子都能把自己的兴趣特长与AI充分结合，不断成长。

孙国玉——中小学人工智能素质教育平台

与创新应用

今天分享的第一点是对于整个人工智能教学体系的感受，第二点是在设计课程过程中的一点心得。首先，我们需要了解AI是什么？美国的高等教育机构会和业界机构联合做一些研究，给了我们一些启发。“AI是什么”这个问题，其实是在问我们平时遇到的机器如何进行思考？它为何要用这样的计算方式？我们了解到的其实是机器在计算过程中的细节。

从感知的角度，假如我们让学生去思考计算机是如何通过传感器来感知世界的，它是怎样得到输入信号并对新世界进行表示的，我们在思考的过程中也就能感知到AI的魅力。孩子在学习的过程中，不仅仅学习的是技术，而是从技术、人文、艺术等多个学科之间寻找一个交叉点。

由此，孙老师介绍了他们团队打造的平台——素质教育平台。AI是什么？AI有何用？AI是如何影响我们的？孩子在创作过程中自发对这些问题产生思考，才是一个最好的状态。从简单的概念到原理，然后到孩子们了解机器学习的方式，最后回到伦理道德，这是提供给老师的方式中最合适的设计思路。

陈文娟——青少年AI教育

陈老师目前做的项目和孙老师是同一个，她主要分享了做这个项目的初心和感受。陈老师提到自己重新拾起机器学习的时候，思考到如何才能迅速掌握这门技术。她认为身处人工智能时代，即使是艺术生也需要掌握人工智能的知识，因此开设了《机器学习与交互艺术》这门课。机器学习可以作为一个工具赋能，学艺术的学生便具有更多的可能性来丰富自己的创作。

陈老师还提到人工智能+教育可以细分为两种：一种是人工智能作为工具，赋能教育；另一种则是以人工智能为内容的教育。

在这方面，人们也达成了一些共识：第一，人工智能素养不是一门专门学科，而是21世纪人才必备的一种基本生存能力；第二，每个未来公民都需要对人工智能技术有正确的基本了解；第三，应让学生尽早建立起对人工智能的认知。

陈老师认为，对于学生来说，了解人工智能是具有一定价值的。首先，人工智能基础知识的学习有助于提升孩子们的信息素养。作为未来的公民，当他们面临人工智能技术应用的公共决策和伦理问题时，提升的信息素养有助于他们做出理性的决策。其次，由于人工智能正在取代简单重复的底层工作，让孩子们较早地意识到这一点有助于他们更好地适应未来的就业环境。通过人工智能课程的学习，培养孩子对人工智能领域的了解，同时在知识和技能层面奠定一定的基础能够为他们未来走上专业的职业道路做好铺垫。

鲁家钰——认识世界的另一种哲学，

人工智能

这门学科是否值得成年人学习？孩子学习之后，能否在成人之后变得更加优秀？鲁老师认为，人工智能这门学科和其他学科一个显著的区别是中小学生阶段唯一可以接触到的工学类学科。比如，小学生们就可以通过人工智能识别技术来认识校园里的常见植物并进行记录，以及探究这些植物的分布和对人类的益处。这也可以让孩子们意识到每个人和人工智能的距离都是非常近的，而且可以通过人工智能的工具来全新地认识世界。

鲁老师分享了学校信息科技课程中的人工智能，提到开设人工智能课程旨在使学生们在学习的同时提升科学素养。若要理解人工智能这件事情，就要先弄明白人工智能这个词的含义——利用计算机模拟人类的智力。无论是智能驾驶、智能诊断，还是视频巡逻，都是人工智能模拟人类的例子。

所谓的人工智能，就是通过机器学习算法发现“知识”来模拟人类的智力。在人工智能的领域，知识是机器通过分析数据自己获取到的，这也是和传统领域特别大的区别。

Panel

在Panel环节，四位嘉宾也针对青少年的AI 教育问题碰撞出思辨的火花。以下内容为嘉宾的交流实录。

第一个问题是人工智能和编程的区别究竟在哪里呢？几位老师给出了不同的答案。

鲁家钰老师：如果想成为一个木匠，我们不能仅仅学习如何使用锯子，还应当学习如何做一张桌子。编程只是实现人工智能的工具，而人工智能也只是编程实现的目的之一。如果想要深入学习人工智能的话，编程是一个必不可少的手段。随着时代的发展，编程技术也在不断优化。如此看来，编程是必须要学的，但是要学什么样的编程可能会在未来发生变化。

吴卓浩老师：如今的手写代码还是较为复杂的，更适用于数学和编程较好的群体，当然编程也在变得越来越简单。人工智能一个努力的方向就是让人无需编程就能直接使用智能工具，简单直观的去做各种事情，这样才能帮到更多的人。

陈文娟老师：人工智能和机器学习还是有一定差距的，实际上编程也是教育的一部分。AI教育和编程教育有交集，却并不能划等号。人工智能教育如今关注的重点反而较为偏向人文，也可能有一部分孩子向着工科或技术方向延续，但人工智能在将来却不一定是必备的。深入理解人工智能需要在很多方面实现很好的设计，比如对偏见这样一种人类的感知态度，人工智能如何感受到偏见？让孩子们在亲手训练数据时遇到问题并解决问题，才能让他们更好理解人工智能的意义。

孙国玉老师：如今的机器学习算法中包含很少的规则，我们无法告诉机器猫狗都长什么样子。但是对于孩子，我们可以换一种教学方式，比如情绪识别。孩子可能希望能够通过识别家长的情绪来决定自己该不该在家长面前乖一点。在这个过程中，可能仅需要一两个简单的编程逻辑就能让孩子学到很多。这时候，我们可以将编程定义为和机器对话的一种方式，只不过没有那么重要。学完编程之后，逻辑思维也是很有用的。

对于过拟合这一话题，几位老师也进行了引人入胜的思辨。

鲁家钰老师：什么叫做过拟合呢？简单来说，就是由于学习过少而没有发散性思维造成的学习错误。这也就在告诉学生，如果只是学习标准答案，而没有学习标准方法，就会存在过拟合的问题。想要解决这个问题，主要的方法就是增大训练的样本量。还有一种方法是去简化模型，当然在人工智能领域还有其他的套路去解决过拟合问题。

陈文娟老师：过拟合指的是机器学习训练样本时表现得很好，但是在运行实际数据的时候却表现的不太好。目前常用到的一个方法叫做自监督学习，当然这个方法在开始的效果并不是很好，毕竟其不具有目的性。这就类似于我们的阅读，我们在阅读的时候可能并不会带有明确的目的，但是我们读的这些书可能会在多年之后滋养我们并带来回报。

吴卓浩老师：随着我们对机器学习了解的越多，越是发现其和人类学习有很多相通的地方。比如我常常发现小朋友在创作的时候无法将自己的想法展开，当看到人工智能以各种不同的方式进行思维发散、并且产生直观的效果的时候，小朋友会受到启发和触动，引起更多的思考和创造。这比单纯给他们讲思维方法要有效的多。

孙国玉老师：记得之前有个游戏，孩子们开始总觉得游戏中的AI笨笨的。但是我告诉孩子们，并不能说AI走的每一步是对是错，那是其在不断前进之中积累经验。机器在强化学习的过程中究竟积累了什么样的经验？我希望在将来，如果可以的话，能够把强化学习的经验拿来使用。而强化学习的过程也能够鼓励孩子一步一步来实现自己的目标，可见机器学习的不同思路对于我们的启发真的很大。

鲁家钰老师：强化学习的过程涉及到一个很重要的思维方式——迭代。机器学习算法如果要感受到迭代的过程，就需要通过一次又一次的练习来得到提升。强化学习板块中有一个很重要的算法——遗传算法，算法最终会得到比之前效果提升的结果。

针对感兴趣的家长，如果想让孩子在人工智能的时代抢占先机，最值得做的是什么呢？

吴卓浩老师：与人工智能的合作能力一定会成为未来的一个基础能力。认清人擅长的和人工智能擅长的，做好分工，各展所长、协作共创。

陈文娟老师：在人工智能时代，家长应该在家庭教育中保持一颗不焦虑的心，将AI教育作为一种亲子协调的方式来进行。家长不仅要引导孩子接触人工智能，还要引导孩子去创造一个更美好的世界。

孙国玉老师：之于了解AI而言，要让孩子认为AI是朋友，要用好人工智能工具来实现较好的艺术形式。以人文为体，我们要表达的是对社会、传统文化的感受和思考。事实上，人工智能不仅仅只涉及码农，我们的生活也可以因AI而多姿多彩。

鲁家钰老师：直到今天，人工智能的确切含义也没有明确。随着时代的发展，人们对人工智能的理解也在不断变化。我希望大家在接触人工智能或是前沿科技的时候，不要太过于纠结词本身，而是更多地希望孩子通过这些科学技术来提高诸如创造力等素养。因此，我觉得人工智能教育最终要落在素养两个字上面。

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