原標(biāo)題：在中學(xué)上人工智能課是一種怎樣的體驗(yàn)

范國樑正經(jīng)歷中學(xué)教師職業(yè)生涯的第二次轉(zhuǎn)型。他大學(xué)學(xué)的是物理，畢業(yè)后轉(zhuǎn)型為信息技術(shù)老師，在山西晉中市榆次一中任教。2018 年 9 月后，他開始教授學(xué)生人工智能。這并不是件容易的事情，他說：“我們并沒有比孩子們超前多少。”

范國樑和 PingWest 品玩說起教授人工智能課程中遇到的問題，其中一個(gè)是：“有學(xué)生會(huì)問，為什么人臉識(shí)別要取 100 個(gè)點(diǎn)，而不是 50 個(gè)，或者 150 個(gè)。我作為一個(gè)高中老師，暫時(shí)沒有能力回答這些問題。”

像范國樑這樣轉(zhuǎn)型教人工智能的教師，在山西晉中不是個(gè)例。2018 年 8 月，晉中市教育局主動(dòng)找到在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域領(lǐng)先的科技公司——商湯科技合作，計(jì)劃在全市 35 所中學(xué)開設(shè)人工智能課程，還“投資了 2000 多萬建設(shè)超算中心和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。范國樑所在的榆次一中，是首批 9 月開課的 16 所重點(diǎn)中學(xué)之一。

晉中市教育局對(duì)人工智能基礎(chǔ)教育積極的態(tài)度，多少讓人有點(diǎn)意外。這個(gè)山西省會(huì)太原鄰近的一個(gè)地級(jí)市，不是傳統(tǒng)教育強(qiáng)市，經(jīng)濟(jì)實(shí)力在山西省中也只能算中游水平：2017 年 GDP 總值 1284.9 億元，在山西全省 11 個(gè)地級(jí)市中排名第六。但在人工智能已經(jīng)發(fā)展到國家戰(zhàn)略層面的今天，晉中市教育局的舉動(dòng)又在意料之中。

2017 年 7 月，國務(wù)院頒發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確規(guī)定“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”，一場人工智能基礎(chǔ)教育運(yùn)動(dòng)正在展開。

哪兒能找到老師

商湯在這場運(yùn)動(dòng)中扮演了近乎軸心的角色。“《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布后，商務(wù)印書館找到我們，想出一本人工智能基礎(chǔ)教育教材。”商湯科技香港公司總經(jīng)理兼教育事業(yè)部總經(jīng)理尚海龍告訴 PingWest 品玩。擁有 121 年歷史的商務(wù)印書館歷來目光前沿，深度參與了中國現(xiàn)代化的全過程，其出版的《天演論》、《國富論》等書籍影響了一代人。

當(dāng)時(shí)，已經(jīng)有一些中學(xué)自行試水人工智能基礎(chǔ)教育，但缺乏專業(yè)的教材、師資和實(shí)驗(yàn)工具。商湯科技創(chuàng)始人湯曉鷗找到商湯科技聯(lián)合創(chuàng)始人、“港中文 - 商湯聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”主任林達(dá)華，讓他負(fù)責(zé)教材編寫。

“這讓我感到非常意外，也非常糾結(jié)。”林達(dá)華在知乎專欄上寫道，“一方面，教科書的編寫對(duì)我而言是一項(xiàng)全新的工作，我沒有任何經(jīng)驗(yàn)；另一方面，實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)研究正在進(jìn)入關(guān)鍵階段，哪有余力開展這樣一個(gè)大項(xiàng)目呢。”

但最終，因?yàn)闇珪扎t覺得“人工智能進(jìn)中學(xué)教材，這是歷史上第一次，這是一個(gè)開創(chuàng)歷史的機(jī)會(huì)”，林達(dá)華還是接下來這個(gè)大項(xiàng)目，并在港中文 - 商湯聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室組建了編寫團(tuán)隊(duì)。此外，上海六所重點(diǎn)中學(xué)老師組成了團(tuán)隊(duì)，“負(fù)責(zé)從教學(xué)的角度提出反饋并對(duì)教學(xué)語言的運(yùn)用提供指導(dǎo)意見”，最后雙方合作統(tǒng)稿。

從 2017 年 10 月到 2018 年 4 月底正式發(fā)布，教材編寫歷經(jīng) 7 個(gè)月，修訂了 4 個(gè)版本，針對(duì)零基礎(chǔ)的高中生做了大量優(yōu)化：用大量例子和圖表來解釋每一個(gè)概念，引入概念的節(jié)奏和密度都經(jīng)過仔細(xì)考量，并且“補(bǔ)充了必要的數(shù)學(xué)介紹（比如向量的基本運(yùn)算，簡單概率，和初級(jí)的優(yōu)化思想）”。

最終，教材用九章來構(gòu)建人工智能基礎(chǔ)教育。第一章是人工智能歷史和應(yīng)用的介紹，第二章到第九章從計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別、自然語言理解、圍棋 AI 等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域展開。

“對(duì)于大部分中學(xué)同學(xué)來說，他們的最終職業(yè)道路可能不是成為AI的研究者或者工程師，而是進(jìn)入其它行業(yè)。在AI應(yīng)用日趨廣泛的今天，相信很多不同行業(yè)都將受益于AI的賦能。因此，我們的高中教材主要是為了實(shí)現(xiàn)第二層次的目標(biāo)。”林達(dá)華如此闡釋這本教材的目的。林達(dá)華把對(duì)人工智能的掌握和理解分為四個(gè)層次，從一到四逐步加深，第二層是“了解人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)和常用算法，從而可以運(yùn)用它們解決工作中的問題”。

“教材的銷售工作主要由出版社負(fù)責(zé)，與商湯科技關(guān)系不大。” 尚海龍?jiān)诮邮?21 世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道時(shí)說。但正因?yàn)橛芯帉懡滩倪@個(gè)契機(jī)，商湯開始把人工智能基礎(chǔ)教育當(dāng)做一個(gè)業(yè)務(wù)去做，專門設(shè)立了教育事業(yè)部，建立起了給中學(xué)教師培訓(xùn)的講師團(tuán)、Sense Study 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、人工智能實(shí)驗(yàn)室等配套設(shè)施。

“商湯教育事業(yè)部總員工人數(shù)還沒有超過 100 人，但有 80 多個(gè)是講師團(tuán)成員。”尚海龍對(duì) PingWest 品玩表示。商湯會(huì)選擇教育事業(yè)部里面，在研究、工程、產(chǎn)品以及商務(wù)一線工作、且畢業(yè)于 C9 大學(xué)（中國首個(gè)民間頂尖大學(xué)間聯(lián)盟，有清華北大等名校）的碩士博士，讓他們接受三天左右林達(dá)華教授的系統(tǒng)培訓(xùn)。培訓(xùn)完后有考試，并且根據(jù)成績頒發(fā)不同等級(jí)的證書。此外，還會(huì)有試講課，根據(jù)講師的口才、臺(tái)風(fēng)和基本功來評(píng)分。

尚海龍說：“合格的講師最終會(huì)進(jìn)入講師團(tuán)。需要的時(shí)候，我們會(huì)從里面挑選幾位形成組合，給教師培訓(xùn)。”

教師培訓(xùn)通常為期 5 天，培訓(xùn)內(nèi)容被拆分成 4 個(gè)部分，分別是內(nèi)容知識(shí)講授、上機(jī)操作、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和檢驗(yàn)。前 4 天，上午進(jìn)行內(nèi)容知識(shí)講授，下午進(jìn)行上機(jī)操作，學(xué)習(xí)使用教具。每天講解“耳聰目明，心靈手巧”四個(gè)方向其中一個(gè)。

“耳聰目明，心靈手巧”是最初編撰教材時(shí)的思路，“耳聰”為音樂風(fēng)格分類，“目明”為經(jīng)典圖像分類和深度學(xué)習(xí)，“心靈”為自然語言理解，“手巧”為生成模型。

第 5 天，教師們需要共同做一個(gè)人工智能細(xì)分方向的成果。“比如一個(gè)算法，一個(gè)驅(qū)動(dòng)或者無人車的某一個(gè)功能。”尚海龍告訴 PingWest 品玩。

5 天的培訓(xùn)時(shí)間并不長，為了讓培訓(xùn)效果最大化，商湯總結(jié)出了三個(gè)挑選受訓(xùn)老師的三個(gè)經(jīng)驗(yàn)。“第一，要選理工科背景畢業(yè)的。第二，必須選 20-30 歲的年輕老師。第三，最好是教信息技術(shù)的教師，如果沒有，物理和數(shù)學(xué)教師也可以”。

除了給教師培訓(xùn)，商湯還會(huì)幫助學(xué)校搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和人工智能實(shí)驗(yàn)室。

“在（Sense Study）這個(gè)平臺(tái)里，我們對(duì)多種常用的算法進(jìn)行便于中學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的 API 設(shè)計(jì)和封裝，配套的數(shù)據(jù)集也做了適當(dāng)?shù)募舨茫M可能使得普通的中學(xué)生能在可以接受的時(shí)間里能夠完成實(shí)驗(yàn)。”林達(dá)華在知乎一個(gè)回答上寫道：“在這個(gè)平臺(tái)上，我們選用了在 AI 領(lǐng)域最廣泛使用的 Python 語言。”

人工智能實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)綜合性場所，結(jié)合了展示和體驗(yàn)功能。實(shí)驗(yàn)室由刷臉門禁、基礎(chǔ)能力檢測、人臉識(shí)別互動(dòng)機(jī)、姿態(tài)識(shí)別互動(dòng)機(jī)、手機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、手機(jī)智能相冊(cè)、智能遙感應(yīng)用、智能結(jié)構(gòu)化視頻應(yīng)用、搬運(yùn)機(jī)器人、無人車 10 大應(yīng)用組成，所有應(yīng)用都以加深學(xué)生理解為目的。

比如無人車應(yīng)用，通過搭建無人小車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建了無人駕駛完整的技術(shù)鏈，包括視覺等傳感器感知、規(guī)劃、控制等。學(xué)生可以自己編程訓(xùn)練無人車在某一條小路上駕駛。尚海龍?jiān)诮邮苣戏饺請(qǐng)?bào)采訪時(shí)稱：“無人駕駛小車最受學(xué)生歡迎。”

目前，人工智能實(shí)驗(yàn)室正在上海市西中學(xué)試點(diǎn)。這所位于上海靜安區(qū)的實(shí)驗(yàn)性示范性中學(xué)，是參與《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》教材編寫的上海六所重點(diǎn)中學(xué)之一。

誰更積極

學(xué)校和主管教育的地方政府部門，是推動(dòng)人工智能基礎(chǔ)教育運(yùn)動(dòng)的另外兩個(gè)重要角色。

2018 年 4 月底，商湯在《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》發(fā)布會(huì)上，公布了 40 所合作學(xué)校。由于程序和流程原因，每所學(xué)校正式開設(shè)人工智能課程的時(shí)間不一。上海市西中學(xué)是走得比較快的學(xué)校，甚至趕在了教材出版前。2018 年 2 月底，市西中學(xué)就面向高一學(xué)生開設(shè)了人工智能選修課。

據(jù)《上海雜志》報(bào)道，副校長林勤和科技老師錢晉因?yàn)閰⑴c了教材第三章 “別具慧眼：識(shí)圖認(rèn)物” 的編寫，所以對(duì)于 AI 圖像識(shí)別這一塊內(nèi)容較為熟悉。并且，錢晉是上海交通大學(xué)圖像處理專業(yè)碩士畢業(yè)生。

晉中榆次一中沒有出現(xiàn)在 4 月底公布的 40 所學(xué)校里，但得益于當(dāng)?shù)亟逃诸I(lǐng)導(dǎo)積極的態(tài)度和行動(dòng)，榆次一中得以在 9 月份以選修課的形式開課。

“我印象很深刻，4 月 29 日發(fā)布教材后，媒體鋪天蓋地報(bào)道。過完五一假期，晉中市教育局的領(lǐng)導(dǎo)派人到上海考察交流。”尚海龍說，“我們也派人員到晉中對(duì)接，很快決定下來在晉中 35 所中學(xué)開設(shè)人工智能基礎(chǔ)教育課程。”

上海市西中學(xué)和山西晉中榆次一中，代表了人工智能基礎(chǔ)教育在我國東部和中部落地的兩種不同路徑。

尚海龍告訴 PingWest 品玩，在東部沿海地區(qū)，中學(xué)教師的積極性和意識(shí)更好，甚至有教師自發(fā)寫郵件表示想要參與。而中部地區(qū)往往是行政領(lǐng)導(dǎo)積極性更高，比如教育局局長或教育廳負(fù)責(zé)人。

在教師培訓(xùn)和 Sense Study 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)上，東部和中部同樣有著不同模式。“在給教師培訓(xùn)中我們發(fā)現(xiàn)，東部和中部教師在培訓(xùn)效果上存在一點(diǎn)差異。”尚海龍告訴 PingWest 品玩，“東部沿海地區(qū)一些畢業(yè)于 985 或 C9 大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士以上的教師，他們?cè)緦?duì)編程和人工智能就有系統(tǒng)認(rèn)知或了解，掌握起來比較快。”

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方面，商湯在東部學(xué)校通常采取單校私有云模式，比如市西中學(xué)獨(dú)立擁有一套完整的計(jì)算中心和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)還是商湯人工智能實(shí)驗(yàn)室的試點(diǎn)學(xué)校。

而在中部，商湯會(huì)和教育局合作，建設(shè)多校教育云，覆蓋一個(gè)地區(qū)的學(xué)校。比如晉中市目前開課的 16 所重點(diǎn)中學(xué)，共用教育局建設(shè)的超算中心和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。“晉中市的超算中心最多只能同時(shí)容納 100 人，因此每個(gè)學(xué)校招收學(xué)生只能有 100 名，并且使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)需要錯(cuò)開時(shí)間。”范國樑告訴 PingWest 品玩。

考試考嗎？

以選修課形式進(jìn)行的人工智能基礎(chǔ)教育，必然面臨著這樣一個(gè)問題：如何處理和升學(xué)考試的關(guān)系。“在我們學(xué)校，這堂課已經(jīng)暫時(shí)取消了，因?yàn)榭斓狡谀┛荚�，學(xué)生要專心復(fù)習(xí)。”范國樑說道。

開課之初，范國樑對(duì)學(xué)生和家長宣講課程利益點(diǎn)時(shí)，也會(huì)落在“對(duì)升學(xué)考試有幫助”上。具體做法是，讓學(xué)生參加“有助于大學(xué)自主招生”的國際中學(xué)生人工智能交流展示會(huì)（原名是商湯杯全國中學(xué)人工智能大賽）。

國際中學(xué)生人工智能交流展示會(huì)同樣是由商湯主辦。由于是選修課，各學(xué)校的人工智能基礎(chǔ)課程都沒有考試環(huán)節(jié)，因此商湯舉辦了這項(xiàng)活動(dòng)，作為對(duì)學(xué)生掌握人工智能知識(shí)程度的考核。

尚海龍對(duì) PingWest 品玩透露，香港大學(xué)已經(jīng)明確表示，要在交流展示會(huì)中對(duì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行自主招生，國內(nèi)其他大學(xué)也表明了興趣，但還在等相關(guān)政策。

這種考核方式使范國樑改變了一些教學(xué)觀念。“商湯這個(gè)交流展示會(huì)主要考核學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的再利用或再創(chuàng)造，切入點(diǎn)是人工智能如何應(yīng)用于日常生活解決問題。具體的算法還是要交給商湯的工程師。”范國樑告訴 PingWest 品玩，“從這個(gè)角度來看，數(shù)學(xué)學(xué)得不好的學(xué)生或者文科生，學(xué)習(xí)這門人工智能課程不一定學(xué)得不好。”

最初，由于選修課有名額限制，商湯推薦教師選擇學(xué)生時(shí)，傾向于理科生。范國樑表示：“根據(jù)我自己這一個(gè)學(xué)期以來的實(shí)踐，我覺得這種選擇方法是走入了一個(gè)誤區(qū)。目前我們挑選出來參加交流展示會(huì)的 10 個(gè)學(xué)生里，有一半是文科生。”

從理科生到文科生，從東部到中部甚至到西部，剛剛起步的人工智能基礎(chǔ)教育同時(shí)面臨著均衡化的挑戰(zhàn)。“我們今年培訓(xùn)了 500 多名教師，明年會(huì)培訓(xùn)更多。同時(shí)第一本教案已經(jīng)截稿，將已經(jīng)開課的教師的經(jīng)驗(yàn)沉淀下來，供其他教師參考。”尚海龍表示，“此外，我們還嘗試通過規(guī)模化來降低實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教具的成本，讓更多學(xué)�？梢猿袚�(dān)得起。”

PingWest 品玩還了解到，初中版、小學(xué)版、甚至英文版的人工智能基礎(chǔ)教材，都在計(jì)劃中。這場人工智能基礎(chǔ)教育運(yùn)動(dòng)，才剛剛開始。