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面对AI人工智能的挑战,基础教育能做些什么?

童程童美 2017-06-20

近日《哈佛商业评论》撰文,就人工智能对经济、教育的影响展开了思考。在他们看来,人工智能的兴盛要求教育必须跟上步伐,这样才能让人们在未来受益。

摘要

近日《哈佛商业评论》撰文,就人工智能对经济、教育的影响展开了思考。在他们看来,人工智能的兴盛要求教育必须跟上步伐,这样才能让人们在未来受益。

面对AI人工智能的挑战,基础教育能做些什么?

对于我们这一代人,无人驾驶汽车、语音助手等人工智能科技或许令人惊奇。但下一代可能没有人会对此感到惊讶了。以后人工智能将不仅是一种工具,更多时候,它会变成你的同事,成为你生活中不可或缺的一部分。

我们的下一代将能够有效利用人工智能和大数据,认识到自身的局限性,完善人工智能平台和系统。而现在,我们就要帮助他们做好准备,也就是说,我们需要改进初级教育,优化中等教育的计算机科学教育。

看看现在的儿童是怎样使用人工智能和自动化技术的吧。

如果你对Siri说,“打开身着橙色连衣裙的明星照片,”不到一秒钟,手机上就会出现Taylor Swift的照片,现在这看起来像魔术,但显然并不是。工程师们在设计人工智能系统时,先将任务分解成许多小任务,找到针对每个小任务的解决方案,再让彼此之间产生联系。

以Siri为例,人工智能系统先将接收到的语音分成小的部分,并把它们发送到云端,然后分析每个部分的含义,再将分析结果转换成搜索请求。最后,对各种可能的解决方法进行筛选和排序。因为云端足够强大,这个过程只需要几微秒的时间。

面对AI人工智能的挑战,基础教育能做些什么?

人工智能系统并不像火箭科学那么复杂,但它需要各方面的知识,比如用于破解语音的波形分析、让机器识别裙子的机器学习知识、保护信息的加密设置等等。而且不少知识都相对基础,能够举一反三应用于许多程序。因此,这并不是一个天才在闭门造车。投身于人工智能科技的人必须具备组建团队、发挥各个成员的能力。而这些就是我们需要教给下一代的东西。

随着人工智能不断普及,我们需要将注意力转移到人类区别于人工智能的特质上——创造力、适应性和人际交往技能。

在初级教育阶段,我们需要重视培养学生解决问题的能力和团队合作意识。所幸,现在初级教育阶段已经在这方面有了较大的投入。

另一方面,不论哪个阶段,道德教育都应该得到更多的关注。很多时候,人工智能科技都会面临道德困境——比如怎样克服种族、民族和性别偏见,无人驾驶汽车如何平衡车主和行人的生命权益等——这就需要我们和工程师共同努力,不断优化人工智能的应用。

当今已经是数字时代,计算机科学变得与写作和数学同等重要。对于个人来说,不管是成为一名计算机科学家还是选择别的职业,编程技能都将有助于他们的职业发展。

现在,美国只有40%的学校开设了编程课程,而且教学的质量和规范性也参差不齐。参加计算机科学大学先修课程(AP)考试的学生数量近年来急剧增长。去年参加计算机科学大学先修课程A考试(APCS-A)的考生高达58,000人,但仍远远落后于参加微积分大学先修课程AB(APC-AB)考试的人数,而后者考生已达308,000人。而且,美国三分之一的州甚至没有将计算机科学课程计入学生的毕业学分。

面对AI人工智能的挑战,基础教育能做些什么?

(数据来自code.org)

令人沮丧的是,美国的计算机科学教育仍不及其他的发达国家。以色列已经把计算机科学纳入了大学预科课程,英国最近在计算机学校的项目上进展良好,而德国、俄罗斯也不断向前发展。奥巴马在2016年年度国情咨文中提到了计算机科学教育举措,这意味着美国朝着正确的方向迈出了迟来的一步。然而,由于川普政府削减预算,这个提案可能会搁浅。

面对AI人工智能的挑战,基础教育能做些什么?

加强高中阶段的计算机科学教育不但会让学生自身受益,也能鼓励更多学生——以及更多样的学生群体——未来选择计算机科学作为职业,进而推动计算机科学的发展。

去年秋天,卡内基梅隆大学的大一新生中,将近一半都是女学生,这种情况让人振奋。但同时,计算机科学领域仍然很难扩大女性和少数群体的比例。将聪明才智转化为计算机系统、在漫无边际的数据海洋里获得真知灼见,这些愿景都需要多样化的人才。

想要在计算机科学上保持领先地位,编程教学方法的改进亟不可待。老师在课堂上总是按照上世纪九十年代的方法来教编程。那时候,计算机科学的核心是代码的一些细节(想想Visual Basic)。如果你仍执着于这些细枝末节,或许会有所收获,但将落后于时代。显然,现在不应当如此。

编码是一项创造性活动,因此开发一些富有趣味又受人欢迎的编程课程是完全可行的。比如在纽约市,女童子军就参加了一个项目,女生学习使用Java语言创建和优化视频。这类活动不仅有趣,而且与孩子们的生活息息相关,因此受到孩子们的喜爱。难道学校不应该参考这样的案例吗?

对于九年级以上的学生,学校应当开设计算数学、计算艺术之类的选修课,帮助那些有兴趣又有天分的学生成长为计算机科学家。目前在美国,除了APCS-A备考需要的核心课程,很少有高中开设其他计算机相关的课程。虽然也有少数的例子——比如纽约市的Stuyvesant高中、弗吉尼亚州亚历山大市的Thomas Jefferson科学技术高中、达拉斯市的精英高中TAG,这些学校都拥有一批尽职尽责的教员团队,他们或是具备计算机科学的专业背景,或是接受过相关培训。

同时,高中数学这个学科也应当减少包括高等微积分在内的数学课程,减少重复性,增加与计算机科学直接相关的数学课程,比如数据学、概率论、图论和逻辑学。对于当今的人才,这些是最实用的技能。

接受过计算机科学培训的教师数量严重不足,这是当前美国学校面临的主要问题。在这方面,美国的科技公司已经有所表现。比如微软公司便资助了TEALS项目,将计算机从业人员与高中教师配对,提供每周互相交流的机会。但我们需要的是上千名教师来教授数百万的学生,为推动这一事业,仍需要更多的科技公司投入。而在学术层面,德克萨斯州立大学的Austin’s Uteach项目是为STEM学科教师提供培训的模范案例,如今该项目已拓展到哥伦比亚区和美国21个州的44所大学。

美国计算机科学教师协会在该领域一直是个先行者,他们已经开发了一个标准的框架以及一套临时标准。

总之,我们对下一代人工智能和大数据的投资必须是长期的,而这些投入终究会让所有人都受益。

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