4月底，國內(nèi)第一本人工智能基礎(chǔ)教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》正式發(fā)布。這是國內(nèi)中等教育體系首次引入AI教材，也意味著人工智能教育在中國正式邁入基礎(chǔ)教育階段，成為每一個在校高中生都可以掌握的基本技能。

目前，全國共有40所學校引入該教材作為選修課或校本課程，成為首批“人工智能教育實驗基地學校”。

近日，該教材主編、香港中文大學教授、人工智能專家林達華對澎湃新聞（www.thepaper.cn）表示，中學人工智能教學的目的不是把所有學生都培養(yǎng)成人工智能專家，而是傳遞人工智能的基本思想和理念，培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)造力，使得學生將來進入各行各業(yè)能自覺運用人工智能解決問題。

而在教材落地方面，有學校反映，目前對于國內(nèi)AI基礎(chǔ)教育來說，推廣的難點在于急需具備終身學習能力的師資力量以及學校硬件方面的升級。對此，掌握前沿核心技術(shù)的企業(yè)與高校研究者都表示，產(chǎn)學研一體，“校企合作”將是解決這一問題的重要方式。

國內(nèi)第一本人工智能基礎(chǔ)教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》近日正式發(fā)布。

除了教材，還配套實驗室平臺

隨著人工智能逐漸上升為國際競爭的新焦點，AI人才短缺也日益凸顯。2017年7月，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中進一步明確提出“應(yīng)逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”。

《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》主編之一、華東師范大學慕課中心主任陳玉琨教授近日向澎湃新聞介紹稱，“人工智能是未來社會的發(fā)展趨勢，也是國家重要的戰(zhàn)略部署，關(guān)于機器和人腦的研究對于教育來說也非常重要，所以我們想到了編寫《人工智能基礎(chǔ)》教材。希望高中生了解人工智能基本原理，有興趣的可以掌握人工智能的基礎(chǔ)知識和基本技能，最重要的是激發(fā)他們在這一領(lǐng)域的創(chuàng)造力?！?/p>

上述教材由商湯科技、華東師范大學慕課中心合作，并邀請了上海多所知名中學教師共同編寫，由新聞出版總署批準出版并備案。從2017年9月籌備起，經(jīng)過數(shù)論修改訂正，歷時8個月完成。

教材目錄

隨著該教材的正式發(fā)布，包括華東師范大學第二附屬中學、清華大學附屬中學、廣州廣雅中學、遼寧省實驗中學、北京三十五中等在內(nèi)的40所學校成為了首批“人工智能教育實驗基地學?！?，確定引入該教材作為選修課或校本課程，范圍覆蓋了全國大部分省市地區(qū)。該教材編寫團隊表示，后續(xù)將會有更多高中加入其中。

陳玉琨表示，在編撰過程中，讓他感受頗為深刻的是技術(shù)研究人員和一線教師優(yōu)勢疊加、緊密結(jié)合的合作模式。他介紹，該教材強調(diào)興趣與知識并重，考慮到受眾是零基礎(chǔ)的學生，編寫團隊一部分由研究人員組成，他們掌握技術(shù)，對于科學性的把握非常嚴格；另一部分則由高校、中學的教師組成，他們熟悉學生的認知規(guī)律和傳授方式，從“可學性”及教學價值方面把關(guān)。“我們希望教材能在有限的學習時間內(nèi)更好引導(dǎo)有興趣的學生，讓八九成的學生都能學會和接受。”

澎湃新聞看到，全書共分9個章節(jié)。從第一章介紹人工智能簡史開始，之后介紹計算機如何進行圖片識別、感知和理解聲音；如何對視頻進行識別；再到計算機如何進行文字理解和自動創(chuàng)作；最后對深度學習點到為止。編排從易到難，循序漸進，以基礎(chǔ)普及性的知識為主。同時，教材每一頁都有彩色圖表，并引入了大量的科普內(nèi)容和實例幫助學生形象地理解，比如由Alpha Go戰(zhàn)勝圍棋高手引入強化學習的算法。

而該教材的另一大特點在于以實踐為導(dǎo)向，強調(diào)“手腦結(jié)合”的學習方式，鼓勵學生動手實驗，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。“教材中有22個實驗可供動手操作，來調(diào)動高中生的興趣?！标愑耒f。

由于人工智能是一技術(shù)含量極高的領(lǐng)域，涉及了高等數(shù)學、算法等內(nèi)容，有的甚至超出了大學本科的范圍，為了幫助中學生理解，教材還配套了一個教學實驗平臺。目前引進該教材的40所學校都將采用該平臺配合書本教材完成各種課堂實驗、作業(yè)、競賽及自主創(chuàng)新項目。

陳玉琨說，“在平臺上，實驗過程、結(jié)果都是可視化的，盡可能使普通中學生能完成多種關(guān)于常用算法的實驗，比如在操作中理解‘機器學習’等內(nèi)容。目前，上海市市西中學已經(jīng)開始基于該教材內(nèi)容對學生進行授課。同時，該校也已經(jīng)設(shè)立了集人臉識別系統(tǒng)、人群分析系統(tǒng)、學生行為監(jiān)測系統(tǒng)、教學實驗平臺、機器人、無人車等于一體的“人工智能實驗室”。該校表示，具體教學效果還需時間進一步開展與沉淀。

此外，陳玉琨透露，這套人工智能教材的高中版只是第一階段，之后還會陸續(xù)推出初中版和小學版，目前團隊正在根據(jù)不同年齡段學生的特點進行編寫。對于低齡學生，教材的主旨是寓教于樂，讓學生在游戲中了解一些人工智能領(lǐng)域最基礎(chǔ)的知識，重點不在傳授知識，更多是期望引發(fā)孩子們的興趣。

教材內(nèi)頁

教材內(nèi)頁

推廣難點：設(shè)施和師資短缺

一本新興的人工智能教材出爐了，下一步就是在學校如何落地完成教學？作為首批引入該試點教材的中學，5月上旬，上海交通大學附屬中學課外學術(shù)活動中心主任彭禹告訴澎湃新聞，這本教材的定位是基礎(chǔ)普及性，初看會覺得難度較大，難以教學，但仔細研究過會發(fā)現(xiàn)還是挺合適中學生的。

彭禹介紹，在高中階段，學校計算機課主要分三種類型：一是國家課程，以往并沒有涉及到人工智能方面；二是競賽課程，主要以算法的競賽為主，因此會有一部分接近于人工智能教學；三是社團和課外研究性學習課程，也包含了人工智能方面的學習?！爸拔覀冇嬎銠C學習小組直接用的是大學的人工智能教材，或是通過在線公開課進行學習。但難點主要在于‘第一級臺階’過高，所以我們也希望有一個從高中水平入門導(dǎo)向大學進階教材的過渡性臺階?！?/p>

不過，他表示，因為還涉及到學校課程設(shè)置的變動和相關(guān)教師的培訓(xùn)，此次引入的新教材暫時還不會面向全校學生教學，而是先在原先的計算機學習小組內(nèi)開課，作為一門選修課或研究性課程，經(jīng)過一輪的試點之后再向全體鋪開。

此外，對于這套教材的落地，該校在教師隊伍的成熟以及相關(guān)實驗室和其他硬件配套兩方面也還需要一定時間。彭禹說，“現(xiàn)在我們計算機活動小組成員不多，所以硬件還能跟得上，但一旦推廣至全校，硬件方面就會形成一定的壓力?！?/p>

同樣的，準備在新高一創(chuàng)新班中進行人工智能配套課程試點的江蘇省常州高級中學，也面臨著設(shè)施和師資的短缺問題。該校課程與教學處主任史金花表示，學校此前有小規(guī)模的人工智能教學。目前，該校還需要專業(yè)教師根據(jù)江蘇省的教學任務(wù)對該教材進一步研究并作出評價后再確定是否全面引進，不過已經(jīng)將人工智能教學列入了學校未來的五年規(guī)劃。同時，學校也在考慮建立一些新的實驗室，對設(shè)備進行改進。

對于學校面臨的設(shè)施和師資等方面的困難，來自掌握人工智能前沿核心技術(shù)的科技企業(yè)的力量無疑能有效地幫助學校提升教育質(zhì)量。

商湯科技方面認為，“校企合作”是解決人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用型人才巨大缺口的重要方式。接下來，企業(yè)將在教師培訓(xùn)中加強專家講座、實操訓(xùn)練、實地考察、教學實踐點評等形式，改善中小學教師開展人工智能教育教學面臨的困難和挑戰(zhàn)。

上海交通大學附屬中學正計劃和企業(yè)合作。彭禹說，一方面，企業(yè)能夠提供技術(shù)支持，協(xié)助推進課程，包括指派專業(yè)人員培訓(xùn)教師和提供教學輔助工具的支持，比如協(xié)助編寫代碼等對于教育者來說較難的工作；另一方面，企業(yè)還可以提供舉辦人工智能競賽、為高中在校生提供實習機會等后續(xù)支持。

陳玉琨也表示，華師大慕課中心也將在中小學開展人工智能教師培訓(xùn)、中小學人工智能實驗室建設(shè)、智慧校園建設(shè)等多個方面出力。目前正在開發(fā)中的第二版人工智能基礎(chǔ)線上課程預(yù)計將于7、8月推出，將與現(xiàn)有的教材全面配套，減輕學校教學的壓力。