2019年2月19日 每周二、四、五出版
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2019年第17期新闻周刊(总第3274期) 导报三版
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成都市武侯区:人工智能成为教育常态
鲁磊
本期聚焦《教育导报》2019年第17期新闻周刊(总第3274期) 导报三版
随着人工智能在教育领域应用日益广泛,人工智能必将引发教育模式、教学方式、教学内容、评价方式、教育治理、教师队伍等一系列的变革和创新,助力教育流程重组与再造,推动教育生态的演化,促进教育公平、提高教育质量。2017年,国务院印发了《关于印发新一代人工智能发展规划的通知》,明确提出要实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程。成都市武侯区是全国首批中小学计算机教育实验区,去年以来,武侯区统筹整合资源,在全国率先实施全域整体推进人工智能教育,教育治理水平提升了、教学内容进一步丰富了,学生的学习方式也慢慢发生了变化。

“虽然现在人工智能发展迅速,但是马路上的路灯却依然没有跟上它的脚步。夜深了,路上没有行人的时候,路灯依然亮着,这是不是太浪费能源了?于是我们想到运用人工智能做一个智能路灯模型。”

不久前,在成都市武侯区人工智能教育成果展示交流活动中,成都市龙江路小学分校四年级学生刘雨辰和卢宸艺在传统路灯上加上了人体移动传感器和光敏传感器,发明了“智能路灯”,博得现场师生频频称赞。

这场成果展热闹非凡,汇集了全区51所中小学、170多个作品。3 D打印出的海洋垃圾收集器、可以收集蒸馏水的自动装置、未来学校的创意沙盘……学生们自信地介绍自己的作品,从操作方法到创作原理,头头是道。人工智能、大数据、开源编程这些充满科技的词汇,成为同学们的交流语言,让人“脑洞大开”。

这样的成果,让参与其中的师生感到惊讶。“学生作品的构想多来自生活中发现的问题,从这个角度看,人工智能教育拓展了学生的想象空间,提供了实践操作的平台,让他们能够在实践中把想象变为现实。”武侯区电教馆馆长阳涌说。

不仅如此,武侯区将教育大数据应用开发与人工智能教育教材编写与师资培训、技术装备与活动开展同步推进,搭建“数据管理中心”和“应用平台”,让人工智能成为了教育的“常态”。

“学生都过河了,老师不能还在河里摸”

如今,在小学生中间,手机、电脑已不是什么稀罕物,他们已经成为大量接触智能手表、机器人、无人机等人工智能产品的“新生代”。新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,面向未来的人工智能基础教育,对提升公众数字化能力有重要意义。

武侯区是成都市中心城区,不少老师都有这样的感受:“学生讲人工智能讲得兴致勃勃,老师在一旁听得晕晕乎乎。”

“学生都过河了,老师不能还在河里摸。”按照国家《新一代人工智能发展规划》相关要求和《教育信息化“十三五”规划》提出的深化信息技术与教育教学相融合的发展任务,2018年初,武侯区便提出要全域整体推进人工智能教育。

可目前人工智能教育的相关探索和实践还处于起步阶段,整体推进更无先例可循。“借智”与“合力”成了必由之路。

从2018年开始,武侯区依托区教育局与电子科大大数据中心、成都市教科院签署的战略合作协议,充分引入人工智能和大数据领域专家学者的智慧,完成了人工智能教育硬件配备、软件资源及配套服务的需求方案制订、政府采购等前期准备工作,在全国率先开展人工智能教育的全域整体推进工程,将机器人、3 D打印、开源硬件、 STEAM创意科学、创意木工5个类别的人工智能教育覆盖至区域内52所学校,以每周1节课或1次集体活动的频率开展人工智能课程教学或人工智能兴趣社团。

课程落地,师资保障是基础。武侯区教育技术装备与信息管理中心主任助理敖静介绍,为确保课程效果和师资团队的可持续性,武侯区以购买课程服务的方式,由持证上岗的专业技术人员为学生授课,包括完备的课件、 PPT、教学视频、学生活动手册、教师授课单,还在每堂课提供1名主讲教师,1名助教教师,共70余位教师在各中小学授课。

同时,学校相关学科的教师也参加跟岗培训,观摩研修人工智能教学设计、课堂组织以及关联技能等,以储备人力资源,为建立具有武侯区特色的人工智能师资团队奠定基础。

课时保证同样重要,武侯区将整合信息技术和校本课程各0 .5个课时,以每周一节课的方式,将人工智能教育覆盖全区4-5年级、7-8年级的学生,全面推进人工智能教育进课堂。

人工智能为教学改革提供一种新的可能

说起教育改革创新,给学生带来的影响,武侯区教育局督导室负责人林迪给记者讲起了故事。

上世纪90年代初,计算机技术方兴未艾,在“计算机教育要从娃娃抓起”的号召下,武侯区在全国率先开展了计算机教育的试点和实验工作。当时,武侯区计算机实验小学的一名小学生,由此对计算机产生了浓厚的兴趣,由此不断探索,27岁便受聘为电子科技大学教授,成为电子科大最年轻的教授。这名学生便是现在武侯区人工智能教育的“技术指导”周涛。“教育就是要为学生实现梦想搭建平台。”林迪说。

有很多学校过去都有过机器人、3 D打印等科技课程,武侯区的人工智能课程与传统科技课程有何区别?

敖静说,首先是面向群体不同,传统科技课程受师资、场地、器材影响,教学活动开展往往以小团队、竞赛等形式开展,资源往往集中在少部分学生中。而武侯区人工智能教育,有系统的教学大纲、教材,有师资和课时保证,普惠所有学生,构建一种人人可参与的教育生态。

其次,教育目标与方式方法不同。传统科技课程是先学习原理,后制作作品,结果多是预设好的。而人工智能教育更突出引导学生发现问题,并运用信息技术和前沿科技解决问题,从而提升学生综合能力、和创新思维。

阳涌进一步解释,比如川大附中一名学生,在外出就餐过程中,发现餐馆服务人员端盘子长期重复机械式动作,非常辛苦,萌生了造一个“端盘子机器人”的想法,通过人工智能教育,他学会了搭建(机械结构制作)、信息控制(传感器制作)和编制程序(指令操作),从而实现了机器人的正常运转。然后,他还要撰写作品介绍,向老师和同学推荐自己的作品,“多方面能力都得到了锻炼”。

“探索实施人工智能教育不仅是利用信息技术促进教学模式改革的有力尝试,更是国家人才培养体制改革中实施创新教育、培养创造型人才的重要途径。”敖静表示,探索区域规模化推进人工智能教育,不仅有利于提升学生的信息素养、创新意识和创新能力,养成数字化学习习惯,更有助于率先建构起可复制的经验模式,产生良好的社会示范作用。

不仅仅是开一门课,整个教育都要“智能”

去年,成都市武侯高中的学生发现,进出校门要刷卡,住校生也通过刷卡进出宿舍,有的住校生家长还收到短信,“学生有多长时间没有到食堂刷卡消费。”

“这是通过发现数据状态,进行数据比对,运用教育大数据寻找因果关系,提出建设性意见,解决教育问题。”林迪介绍,武侯区在推进人工智能教育之初,便意识到人工智能教育,不仅仅是要“进校园”,也不仅仅是给学生开一门课,而是要融入校园,成为一种教育常态。

去年,武侯区教育局设立了教育大数据应用开发组,搭建“数据管理中心”汇聚各学校私有云数据,根据数据存储规范和大数据技术高性能要求,进行数据管理和共享使用。同时,建立了“应用平台”,实现了管理部门所需业务的所有业务运用和大数据智慧运用,为教育政策决策提供依据和数据支撑。

过去,生源预测是一个让学校和教育部门十分头疼的问题,现在,武侯区运用大数据技术,通过对区域常住人口、户籍人数、新生婴儿数、班级数、在校学生数等数据进行监测管理和研究,做到了学位预测精准化。

林迪还介绍,大数据还实现了教育投入的精准化。“以前是撒胡椒面式的投入,现在通过大数据管理,哪些学校的哪些方面投入欠缺、投入缺口有多大,都能清楚掌握。”“人工智能实现了教育治理的智能化。”

作为一种新生事物,人工智能教育能否落实、落地是教育成功与否的关键,为此,记者专访了武侯区“教育大数据与人工智能项目”工作推进组部分成员。

记者:人工智能教育落实、落地的关键是什么?

敖静:师资、教材和课时的保证。师资目前我们采用政府购买服务,同时学校相关学科的教师参加跟岗培训,观摩研修人工智能教学设计、课堂组织以及关联技能,储备人力资源,为建立具有武侯区域底色的人工智能师资团队奠定基础。教材方面,由市教科院牵头,负责教材大纲编写、课标定位、论证审定、引领推广。课时方面,整合信息技术和校本课程各0 .5课时,以每周一节课的方式,将人工智能教育覆盖全区4-5年级、7-8年级的学生,全面推进人工智能教育进课堂。

阳涌:从项目推进上,我们成立了大数据应用开发、教材编写和师资培训以及技术装备与活动开展三个组,并制订了详细的工作推进计划。

记者:师资主要以购买服务的形式解决,授课质量如何保证和评价?

阳涌:武侯区为此建立了授课质量追踪体系,编制了课堂记录单和评测表,设计授课质量考核指标体系,包括8个大项,18个小项,从理念、内容、过程、素质、效果、变化、评价和综合等多个方面全方面地考核授课质量,由学校跟课教师与课程服务方授课教师共同填写签字,“截至上学期,所有学校的评分都在90分以上,其中,三河小学、机投小学、华西小学、武顺街小学,给出了满分100分。”

记者:如何打造一支武侯区自己的人工智能教育师资队伍?

敖静:目前,我们通过科学、计算机等相关专业教师担任助教,初步了解人工智能教育,下一步,我们将利用棕北中学西区实验学校的人工智能培训基地,组织专题讲座对中小学相关教师进行实践导向的集中培训,学校的助教教师可以在专业授课教师指导下试讲1-2节课。鼓励教师利用信息技术开展探究式、启发式、参与式教学,积极主动探索编程教育、机器人教育、 STEAM教育、创客教育等新的教学模式。通过理论学习和实践锻炼,不断提升教师的专业知识和技能,逐渐打造一支我区人工智能课程的专业教师队伍。