触手可及的攀登阶梯——青少年学习人工智能进入快车道

发表时间: 2023-12-27 13:25:38 作者: 稳压器

  年来,AI领域炙手可热,各所名牌大学也响应国家战略,纷纷开设人工智能相关专业。然而在中小学阶段,人工智能教育方兴未艾,且由于人工智能概念覆盖面广、学科交叉融合性强、注重想象力和创新等特点,在中小学阶段要学什么、如何评价学效果是一大难点。正是在这一背景下,“青少年AI核心素养测评”应需而生。

  青少年AI核心素养测评项目的英文全称是“Artificial Intelligence Competencies Evaluation”,简称“AICE测评”。项目由中国自动化学会主办,在中国科学院大学人工智能学院的学术指导下,于2021年10月真正开始启动。该项目致力于推动AI在基础教育阶段的规范发展,为国家选拔适应未来的优秀AI技术人才做储备,引领人工智能普及新路径。AICE测评每年举行四期,每个季度一期。2022年第三季度的测评正在报名中,测评将于8月20日-21日进行。

  人工智能素养在中小学阶段的培养需要循序渐进,阶梯式逐步攀登。AICE测评明确了这一阶梯路径,让学生、老师和家长都有一个清晰的进阶方向指引。AICE测评由中国自动化学会发起,聚集了全国高校和中小学名校在信息技术和人工智能方向上的教授、资深教师等一大批专家资源,在专家论证阶段就确定了将评价体系分为入门普及、进阶提高两个阶段,对处在人工智能不同学习阶段和不同兴趣方向的学生,有明确的目的性地匹配恰当的评价模块。

  AICE测评分为两个阶段入门普及阶段和进阶提高阶段。AICE测评在内容上分为人工智能程序设计、人工智能感知控制、AI产品结构、AI算法基础模块、AI应用领域模块等几大板块,每个板块有多项具体评测内容,每项详细的细节内容的测评结果将呈现为不同级别而非分数。

  AICE测评像一面镜子,能够映照出各学校中小学人工智能教育的成果,也能映照出单个学生的AI核心素养水准。也因此,AICE测评将成为中小学人工智能教育的旗帜,其经过专家论证和校验的大纲,可资全国各地中小学进行参考,以此为纲目来进行课程设计和课程资源整合。截至目前,全国已有105所中小学校经申请和审核成为“AICE中学共建示范校”。

  教育关系着国家和民族的未来,而青少年人工智能教育的重要性日益显著。AI时代的到来,是已经存在、无法回避的现实。人工智能上的创造力和生产力,是国家的核心竞争力之一。

  复旦大学的张军平教授两年前曾指出,随着国内AI研究能力的提高,中国科研机构在国际AI顶级期刊或会议上发表论文的数量有明显攀升,目前我国论文的发表数排全球第二便是很好的明证。然而,我们在原创性上还较弱,比如论文的引用数在国际上未排进前十名,说明论文的影响力不够;在人工智能必需的硬件环境上,我们仍严重依赖于目前还无法国产化的GPU显卡;在软件平台上,我们仍依赖于PyTorch、Tensorflow等国外软件;在深度学习的核心算法上,国内提供的关键算法相对较少,多是在国外团队设计的相关算法上的小修小改。

  因此,培育一批AI领域的创新领军人才迫在眉睫。要想有领军人才涌现,就需要有宽阔而肥沃的苗圃针对青少年进行AI核心素养的培育是治本之策。

  如果一个孩子连人工智能都没接触过,他怎么有机会做出基于人工智能的发明创造和创新呢?中小学人工智能素养的培育,实际上就是要创造出整个国家的科技教育生态,不管是大城市的孩子,还是二三线城市、农村的孩子,都尽量为他创造接触科技教育和人工智能教育的机会,让他能够发现自己的智能领域。

  4月21日上午,教育部召开发布会介绍新修订的《义务教育课程设置实验方案》,新《方案》中对课程方案、课程标准等均作了调整,其中,“信息技术课”更名为“信息科技课”,并且从综合实践活动课中独立出来,成为享有独立课时的必修课,也就是成了国家课程。与此同时,教育部还印发了信息科技课的课程标准(新课标),并要求研制学业质量标准,以评估各学段学生的学业成果。

  随着教育部这一重大举措的出台,全国各地的中小学校都对信息科技这门课提高了重视度,校内外的信息科技老师及人工智能相关课程的老师们也都备受鼓舞,深感重任在肩。对于教育部要求的“学生学业质量的评估”,众多学校也开始关注,在信息科技课的学业成果评估上,老师们对于中国自动化学会发起的“青少年AI核心素养测评”(简称AICE)有了更强烈的需求,许多老师表示AICE测评的推出恰逢其时,全国已有10余家“AICE共建示范校”将学生获得“AICE等级评定证书”作为入选校内信息科技类社团或竞赛队伍的必要申请材料。

  华中师范大学第一附属中学(简称“华师一附中”)是湖北省首批重点中学、首批省级示范高中,湖北省人民政府唯一命名的“窗口学校”。华师一附中是首批参与AICE测评的学校之一,在2021年12月正式成为“AICE共建示范校”,AICE项目的学生评价和公益教研教学资源支持,在华师一附中校内的人工智能课程教学中发挥了重要的辅助平台功能。查成林老师是华师一附中人工智能课程主讲教师,也是湖北省信息学奥林匹克竞赛优秀教师。

  査老师指出,AICE测评为学生提供了一个分级的测评体系,这个体系是在很多知名学科专家的共同努力下建设起来的,具有权威性和科学性,能为基础教育阶段学习人工智能学科的学生提供考试锻炼的机会,也能够让他们对自己当前的水平有一个客观的认知,为从事相关学科教育的老师提供一些方向上的指引。

  査老师认为,测评包括人工智能程序设计、人工智能感知控制、人工智能产品结构以及人工智能应用领域四大模块,9个项目,在人工智能程序设计模块涵盖了当前主流的程序设计语言。测评大纲中对不同项目的不同等级有明确的划分,通过逐级测评,学生确实会有一个相对更为清晰的学科发展体系,从而能够稳步成长。

  华南师范大学附属中学是广东省首批国家级示范性高中,也是一所百年名校。在近年来的高考中,华南师大附中的高优率达98%以上,“双一流”高校录取率达70%以上,每年考取清华大学、北京大学的达30人左右。霍颖怡老师是华南师大附中人工智能课程的创建人,也是广州天河区信息技术中心组成员。

  霍颖怡老师既教初中,也教高中。她认为,中学阶段的人工智能课应该是横向跨学科、纵向有深度的项目式课程,这种培养模式可以多维度培养孩子们的综合素养,比单纯地学数学和编程更具有现实意义,更贴近生活场景,有利于培养学生的综合素养和信息科技学科核心素养。

  作为AICE共建示范校的一名信息科技骨干教师,霍颖怡老师认为,AICE测评分类别、分层次,给不同阶段的学生以展示机会,给学生很好的激励和持续学习的动力,能真正推动人工智能教育在中小学的普及。而且,AICE测评参与出题和审题的都是在这方面很有经验的一线资深教师或专家,学生能在测评中收获比平时学习更专业的引导和帮助。

  此外,霍老师还认为,AICE通过逐级测评,对于学生有正向激励的作用,让学生感受到这个学科的系统性和完整性,感受到学无止境才能保持学习动力。

  北京市大兴一中的刘征老师是大兴区信息技术学科带头人,大兴区名师工作室成员。刘征老师在校内创建的”AI初级班”已成规模,现有学生350人左右;他开办的“爱编程”社团,也有100多名学生参加;该校的“开源硬件社团”也开始组建,已有20多名成员。

  刘征老师是AICE测评专家组的成员,他深切感受到,在中小学阶段开设AI相关课程,对于培养学生的思维逻辑、协作意识、自信心和解决问题能力都有很大的益处。而通过AICE测评,学生的人工智能之路如何开启、该学什么、朝哪个方向走、如何一步步前进,这些疑问都迎刃而解。如今,AICE测评在大兴一中已被列为“科技精品社团”成员选拔的参考标准之一。

  作为AICE专家组成员,刘征老师参与了AICE测评部分题目的出题和审题。他指出,AICE测评按照不一样的层次、不同年龄段的孩子们所应该和能够掌握的知识来设计考题,这些题目对于相应层次的学生来讲并不难,测评起到了引领人工智能阶梯式学习、普及人工智能启蒙教育的作用;孩子们通过考试可以对AI有更多的了解、更深的领会,对自己所学知识有更系统的梳理和认知。因此,大兴一中已将AICE测评作为“科技精品社团”选拔的参考标准之一。

  刘征老师认为,AICE测评有助于提高学生的信息素养,通过等级证书的认证来鼓励学生继续学习,有助于有些学生将来走向人工智能专业的学习的道路,他们将很有机会成为这方面的精英,为国家做出贡献。

  AICE测评2022年第三季度测评的报名时间是:7月12日9:00--8月14日18:00,报名网址:AI上路者和小达人们,快来报名吧!