CIIS 2019 演讲实录丨熊璋:中小学信息科学教育与人工智能

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  以下文章来源于中小学人工智能 ,作者CAAI中小学工委会

  

10月26日-27日,由陕西省委网信办、陕西省工业和信息化厅、陕西省科学技术厅指导,中国人工智能学会主办,西安市委网信办、西安市科学技术局、西安国家民用航天产业基地管理委员会、京东云共同承办的2019第九届中国智能产业高峰论坛在“硬科技之都”--西安举办。在27日举办的2019全国中小学人工智能教育大会上,北京航空航天大学校学术委员会副主任、教授熊璋为我们带来了题为“中小学信息科学教育与人工智能”的精彩演讲。

  

  熊璋

  北京航空航天大学校学术委员会副主任、教授

  以下是熊璋教授的演讲实录:

  非常高兴有机会跟大家讨论人工智能与教育,我想讲一讲中小学教育与人工智能。之所以选择这个题目,是因为人工智能教育离不开中小学教育。在开始今天的报告之前,我想用《史记·太史公自序》中的 “善善恶恶”概括此次的演讲内容。

  此次的报告从三个角度展开:第一、中小学信息科技教育与人工智能教育;第二,人工智能教育中伦理教育的要点;第三,维护健康的人工智能教育任重道远。

  第一部分:中小学信息科技教育与人工智能教育之间的关系

  1. 方向不明,定位不清

  首先讲信息科技教育。过去的二十年年,不管是高中,初中还是小学,认为信息科技是以下三方面内容:一是操作、实践、劳动,二是编程、平台、工具,三是三维打印、机器人、人工智能。

  现在最大的问题之一是什么热门就去讲什么,比如,三维打印出现,全国中小学开始教授三维打印;机器人来临,现在又开设机器人课程;人工智能兴起,焦点又开始转向人工智能。

  当我提及一位老师讲不了信息技术课时,有一位校长曾问到,你们信息技术还讲课吗?这门课不是会操作就行吗?很多情况下,都是学校的校长布置工作,物理、化学老师等参加竞赛,信息技术老师协助这些老师制作PPT。

  然而,所有这些都不能承载信息素养教育,素养教育是人的,技能只是是其中很小、很底层的部分,最高层是情感态度价值观,然后综合应用多学科的知识,去分析问题,解决问题,最后才是你的知识和技能。强调操作、工具等,只能说明大家没有想清楚问题的本质,我们一直徘徊在科学的门口,没有进门。

  全世界没有一个国家和部门否认数学的重要性。从幼儿园开始的加法减法到之后的乘法除法,一直到大学微分积分,数学是由一个结构体系的。然而,大家可以体会一下,信息技术在你们心中有没有像数学这样的结构。

  大学讲计算机原理,中学讲计算机原理初步,小学讲计算机原理入门,这根本不是科学,你没有想清楚小学、中学、大学讲什么,你永远在门口徘徊。包括机器人、人工智能也是如此。在座都是人工智能的专家,谁能说清楚人工智能在小学讲什么,中学讲什么,大学又该讲什么,有什么递进关系?所以我们一直在门口徘徊,这是今天所面临的困境。

  2. 百年树人,国之大计

  教育反映的是国家意志,国家战略。我们这一代以及下一代人等,是要为国家未来的建设出力。因此教育的目的代表国家,是国家行为。国家明确规定立德树人,素质教育非常重要,不是教会一个技能就行的。

  人文素养、科学素养是我们的核心素养,但是不能涵盖对信息价值的判断。对信息真伪的判断,计算思维的方法,数字化环境下的学习与创新幸福感,信息社会的责任等等,这些人文素养、科学素养都没有包括,因此一定要有信息素养。我曾参与普通高中的课标的制定,明确规定信息素养和科学素养、人文素养一样具有同等地位。

  信息素养包含四个维度:信息意识、计算思维、数字化学习与创新,信息社会责任。这四个纬度应该从幼儿园一直贯穿到大学,这个是全民的,不是针对某一小部分人。

  3. 网络强国,刻不容缓

  其实我在最初参加普通高中的课标的制定工作时有一些纠结。当时,信息科技是含在劳动里面的,我持反对意见,因为我认为信息科技是科学。并为教育部相关领导解释原因,最终得到了认可。

  党中央对于课程建设的要求之一是坚持马列主义,并与国家重大战略接口。从互联网战略、物联网战略、互联网+战略、大数据战略、新一代人工智能战略,再到区块链战略,不是数理化,而是信息和国家重大战略接口。

  形成信息意识,发展计算思维,树立数字化学习和创新的精神,践行信息社会责任是中小学信息科技教育的四大目标。从技术到科技的转变,从知识教育到素养培养的转变是中小学信息科技教育路线的两大重要转变。

  设计中小学信息素养目标时,围绕上述的四大目标,从信息意识、计算思维、数字化学习和创新、信息社会责任,分别在小学低年级和高年级、初中、高中进行不同的说明,这样的规格说明让人无法否定。这是我们未来的一年级到十二年级应该有的转变。

  人民日报等一些主流媒体发表了我的一些观点文章,如信息技术课程的科学本质和育人价值、加强青少年信息素养的重要意义、信息素养具有核心素养的地位、中小学信息技术课程应该和语数理化生具有同等重要,以及学校推动信息教育刻不容缓等。

  第二部分:人工智能教育中伦理教育的要点

  关于人工智能,我认为人工智能教育是我们的责任和使命,不开展人工智能教育,就一定会被历史淘汰。但是,如何开展人工智能教育以及人工智能教育在中小学具有什么地位等是需要思考和研究的?

  教育公平

  我曾写过一篇文章,关注的是如何充分利用人工智能教育促进教育公平。在中国,某些地方的中小学生受的教育、教室环境、课本等,因为环境的影响,和其它一些发达地区相比,还有很大的差距。人工智能是我们的机会,让那些地方小孩享有和发达地区小孩的同样的平台,同样的资源,同样的教育。人工智能有可能是我们促进教育公平的重要的手段。

  因材施教

  如果你是信息技术、信息科技的老师,我要告诉你们一个好消息,一个坏消息,坏消息是你们现在的工作面临很大的冲击,因为有大数据,有人工智能,好消息是你们受的冲击比数理化老师受的冲击来的早两到三年,你今天适应了这个冲击,你就跟上了这个变化,你可能就出类拔萃,数学物理化学老师两三年以后才会明白这些,这是你们的好消息。

  伦理教育

  人工智能教育我认为不可能忽略伦理教育,这个是非常重要的。人工智能的教育如何开展是一定要想清楚的。有人说,人工智能教育没有目标应该如何开展?我可以坦白的告诉大家,中学小学现在一直在要求压课时,专门在中学小学开一个信息科技以外的人工智能,人工智能要有独立的课标,几乎不可能,一定是纳入到信息科技这个大课程里面。

  义务教育阶段,现在的思路,四年级的时候,让我们的小孩了解身边的人工智能,九年级的时候让我们的小孩熟悉一些人工智能的应用。这个我们已经是充分的考虑了人工智能的重要性和课程的这种整体关系。

  具体的内容不讲了。但是要明确一点,人工智能不是说要求中学小学可以编人工智能程序。这点我不能理解,因为直到大学本科毕业,也不是每个人可以写人工智能程序。曾有一位地方上的领导问我,说老师不会人工智能编程,怎么教学生人工智能编程。我的回答是,谁让你教人工智能编程,没有人要求你这样做。

  我们要教给学生人工智能的科学本质,其实是在自然科学、社会科学以外,有了一个新的科学,人工科学。不是原来自然科学、社会科学可以覆盖的那一部分。有自然界,有人,有人工智能,这工智能和未来的自然界,和未来的人是什么关系呢?我们怎么和人工智能相处。围棋被人工智能颠覆了,以后还下棋吗?其它领域有没有AlphaGo出来?我们学生要思考人工智能对他们的影响以及对社会影响的正确认识。

  人工智能教育中不可忽视的伦理教育。人工智能和传统的计算不一样,人工智能有判断、综合、决策,不是加强人脑,是超越人脑。人做判断的时候有情感态度价值观,但是计算机没有,谁做道德规范的约束呢?只有靠我们教育。

  当有人试图要求人工智能去杀人时,谁来进行法律、伦理、情感态度、价值观的约束。所以关于人工智能的教育,请大家一定要记住,在教导我们的学生时,对一个中性的技术怎么扬善避恶,怎么扬善避恶,怎么崇正黜邪,怎么彰善瘅恶,怎么趋吉避凶。

  第三部分:维护健康的人工智能教育任重道远

  人工智能发展太快,道德伦理不断有新的挑战,不断有新的伦理问题,现在没有办法说人工智能的伦理就只有十条。因为人工智能教育伦理问题不是一成不变,随着技术的发展,自己在不断发展,不断完善,维护人工智能健康发展任重道远。

  保证学校作为人工智能教育的主渠道,这个是国家行为。公司投资一百万,一个月、两个月或是三个月可以赚回来。国家则是投资一代人,这一代人让中国未来三十年、五十年在世界上立于不败之地。因此,人工智能应该纳入义务教育、普通高中以及大学的课程体系,明确目标、内容和学业质量标准,严格保证教材的科学性、严谨性和规范性。

  同时,还要及时培训一线的老师。最重要的社会资本、社会舆论、社会力量一定要和学校主课堂,和国家的行为一致起来,维护人工智能教育的健康长远发展。

  (本报告根据速记整理)

  CAAI原创 丨 作者熊璋

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