这样学AI,真的“爱”不起!

风起云涌潮汐动,浪头万象竞相拥。
可曾静心问自我,繁华背后何为重?
红利诱人易忘本,真才实学更需崇。
潮涨潮退皆幻象,不变之根是初衷。
能力如树需深土,心田耕耘见真功。
外界纷扰莫惊惧,守正出奇探新径。
春风育苗千百载,根深叶茂沐清风。
终成智慧丰硕果,栋梁之才立苍穹。
聚焦核心素养,奠定未来基因
近年来,人工智能技术飞速发展,在各行各业掀起了革命性的浪潮,人工智能赋能教育高质量发展也成为重要研究领域之一。自2017年7月《新一代人工智能发展规划》出台后,中小学人工智能教育逐步进入一些学校的课堂,几年当中,中国中小学人工智能发展取得了长足的进步。2024年11月,《教育部办公厅关于加强中小学人工智能教育的通知》(下面简称《通知》)政策出台,强调中小学人工智能系统建设的重要性,提出要探索中小学人工智能教育的实施路径,培育具有创新潜质的青少年群体,再次将中小学人工智能高质量发展的议题推向新的高潮。
随着《通知》的出台,笔者观察到一方面不少学校已经开始关注人工智能课程在学校的部署,另一方面,一些非专业的机构也开始布局如何出台一些所谓的人工智能课程“迎接此轮红利”,更有甚者,一些机构甚至还出台了所谓的人工智能速成课。
然而,这些急功近利之举令人担忧,笔者曾在2020年提出了中小学人工智能教育的八大误区(如下图所示),尽管过去了近4年的时间,但是这些误区并未得到根本性的改变。随着生成式人工智能技术的发展,新的误区又接踵而来,如果这些误区不得到有效解决,中小学生学习人工智能,可能适得其反,产生负面影响。
诚然,生成式人工智能的应用确实降低了某些领域的学习门槛。例如,没有音乐基础的人可以创作歌曲,从未拿过画笔的人也能绘制出美丽的画作,仅通过输入几个关键词便可生成诗词对联。这似乎让人觉得,即便不经过刻苦学习和技能锻炼,也能获得媲美专家的成果。然而,事实上,再强大的工具也无法取代学科的核心素养。如果缺乏扎实的基础知识和深刻的理解能力,这些看似高大上的成果无异于“水中捞月”或“空中楼阁”,毫无实际根基。 一些非人工智能学科的教师在教学中引入生成式人工智能生成一些内容,就误认为这就是人工智能跨学科,实际上,这些只是将其作为促进学科教学形式创新的工具而已,并未涉及人工智能的关键内容。仅仅让学生使用AI生成工具完成任务,并不能替代对学科原理和方法的系统学习。如何进行跨学科建设,是一个值得深入研究的课题。 中小学阶段是培养学生思维能力和学习习惯的关键期。如果学生过早地将大量精力投入到新工具的使用上,而忽视对逻辑思维、算法能力以及数据素养等人工智能核心能力的训练,他们的学习将变得短视而被动。工具的生命周期通常较短,而在大模型快速迭代的背景下,新工具的淘汰速度更是令人应接不暇。如果学生缺乏对底层原理的理解,当现有工具被淘汰时,他们可能面临无法适应新工具的困境。这种学习方式本质上是在浪费学生宝贵的成长时间。 相反,如果在中小学阶段注重培养学生的思维能力,教会他们将工具视为解决问题的一种手段,他们将能够适应不断变化的工具和技术环境。这样学生不仅可以快速掌握新技术,还能够凭借自身的逻辑思维与创新能力推动技术的进一步发展。因此,与其将时间浪费在追逐新工具的表面应用上,不如专注于培养持久的学习能力,夯实他们面对未来挑战的基础。 人工智能教育的几大“新”误区 此前提出的人工智能教育的八大误区的基础上,笔者认为还有一些新的潜在问题值得关注,如果不加以警惕下述的误区,可能会对中小学人工智能教育的长期发展带来不良影响。 1.对生成式人工智能的盲目崇拜 随着生成式人工智能工具(如 ChatGPT 和其他大模型)的迅速普及,许多教育者和家长将其视为学习人工智能的核心途径。一些人误以为学生只要学会使用这些工具,就算掌握了人工智能技术。在部分课堂引入人工智能工具后,甚至出现了“跨学科教育”的错觉。然而,这种片面追求工具使用的方式让学习止步于浅层体验,不仅无法真正培养学生的核心能力,还可能让他们形成错误的学习观念。掌握人工智能的关键在于理解其背后的原理和应用逻辑,而非单纯依赖工具。 2. 追求高大上的表面成果展示 在人工智能教育的实践中,部分学校和教育机构急于展示教学成果,安排学生完成看似复杂的项目。例如,利用计算机视觉进行图像分类任务。尽管这些项目表面上显得“高科技”,但学生往往只是机械地按照教程操作,对背后的核心概念知之甚少。例如,“像素是什么?”“神经网络如何工作?”这些基础性问题,许多学生从未被引导去思考和理解。这种“炫酷化”的教育方式不仅浪费了宝贵的学习时间,还掩盖了学生在基础知识上的薄弱环节。 3. 忽视核心思维能力的培养 人工智能教育的核心在于培养学生的思维能力,尤其是逻辑思维、算法思维、数据思维和计算思维。然而,许多课程忽视了这些基础能力的训练,直接让学生接触复杂的工具或任务。没有扎实的数学和编程基础,学生只能机械地模仿工具操作,无法深入理解人工智能的核心原理。这种教学方式不仅让学生错失关键能力的培养机会,还可能削弱他们对人工智能的兴趣,甚至让他们对这一领域产生畏难情绪。 4. 过度依赖工具以及短视学习 在人工智能教育中,过度依赖工具的现象尤为普遍。人工智能工具的更新迭代速度极快,学生如果只会操作某些特定工具,而不了解其背后的基本原理,当这些工具被淘汰时,他们的知识和技能也会随之失效。例如,几年前,许多学生学习了特定的编程框架,但随着技术的进步,这些框架逐渐被更先进的工具取代,导致所学知识失去实际价值。这种“追逐新工具”的学习方式,本质上是在浪费时间。在本应专注于培养基础思维能力的关键阶段,学生因盲目操作工具而错过了真正成长的机会。 人工智能教育的核心目标,不是让学生成为工具的使用者,而是让他们成为思考者和创造者。只有重视基础能力的培养,注重对原理和逻辑的深入理解,才能帮助学生在这个快速变化的时代中拥有真正的竞争力。我们需要摒弃浮躁的教育方式,让学生在学习人工智能时,不仅学会用,更能学会想,真正受益于这一时代的科技浪潮。 正确开展人工智能教育的思路 为避免人工智能教育中常见的误区,我们需要回归理性规划,以夯实基础、注重能力与实践结合为原则,科学地推进教育发展。以下几个是开展高质量人工智能教育的关键点: 1. 夯实基础,扎根核心知识 人工智能教育的核心是让学生掌握坚实的基础知识,理解核心原理。例如,学生需要学习数据如何处理、算法如何运作、模型如何设计等基础知识。这要求教师具备专业素养,避免“误教”或“赶进度”等现象。在教授基础课程时,教师应通过严谨的教学方法,引导学生建立逻辑清晰、系统化的知识框架,为后续学习奠定坚实的基础。 2. 结合实践,激发创新潜能 理论与实践的结合是人工智能教育的重要环节。例如,学生可以结合生活和学习中的实际场景,运用人工智能的基本原理,用Python编写简单算法进行实践。这种学习方式不仅加深了学生对理论知识的理解,还能培养他们的动手能力和创新思维。实践环节不应局限于完成“说明书式”的任务,而应通过开放性问题引导学生深入思考,激发探索兴趣和解决问题的能力。 3. 培养思维,塑造逻辑能力 人工智能教育应以培养学生的逻辑与问题解决能力为核心目标。学生需要掌握如何将复杂问题分解为可执行的步骤,如何通过数据分析找到规律,以及如何选择合适的算法解决问题。这些能力远比掌握某一具体工具更加重要,因为工具可能会被淘汰,而思维能力却是适应未来科技发展的不竭动力。 4. 融入学科,拓展跨界视野 人工智能不仅是一门技术工具,更是一种思维方式,可以应用于多学科的学习中。在数学、科学、社会学甚至艺术领域中引入人工智能解决问题的思路,有助于学生培养跨学科的思维能力。例如,通过人工智能分析历史数据预测未来趋势,利用人工智能优化数学解题过程,或者运用生成式人工智能创作艺术作品。这种全科思维训练能够帮助学生理解人工智能的广泛应用价值,并在不同领域间迁移和整合知识,提升综合学习能力。 5. 项目驱动,锤炼协作精神 项目制学习是培养团队协作能力和创新精神的重要方式。例如,学生可以组队设计一个智能家居系统或开发一个自动垃圾分类应用。在完成这些项目的过程中,学生不仅学习技术知识,还需进行团队沟通、任务分工、问题讨论和人机协作。这种以任务为导向的学习模式,不仅加深了对人工智能的理解,也锻炼了学生的沟通能力和团队精神,同时帮助他们认识到人工智能技术如何服务于实际生活需求。 6. 善用工具,锻造批判思维 生成式人工智能工具和智能体是强大的辅助工具,但对中小学生而言,应在具备一定数据素养和技能基础后使用。过早接触复杂工具可能导致学习浅尝辄止,甚至形成依赖心理。此外,学生需认识到这些工具的局限性,例如输出可能不准确或存在偏差。通过使用大语言模型等工具,学生应学会质疑和验证输出内容,培养批判性思维,并增强信息真实性的判断能力。 通过上述策略的实施,人工智能教育可以更有效地帮助学生掌握核心技术,提升跨学科解决问题的能力,培养批判性与创新性思维,为学生未来在科技驱动的社会中获得持续的竞争力奠定基础。 结语 中小学人工智能教育的学习没有捷径。一方面,需要建立系统而科学的课程体系,以通识教育为主,对于学有余力的学生逐步引导深入。另一方面,要通过人工智能的学习拓展学生的视野与思维,将人工智能的解决问题思维迁移到科学、劳动以及其他学科中,培养学生的跨学科意识。同时,通过学习人工智能,学生可以更加全面地了解人工智能对经济和社会的影响,从小树立正确的价值观和责任意识。 需要谨记的是,教育的核心目标在于让学生具备创新能力、逻辑思维、计算思维、数据思维以及跨学科解决问题的能力,而不仅仅是掌握几款新工具的操作。通过引导学生在多学科中应用人工智能思维方式,并结合理论、实践和协作的多维训练,我们能够真正帮助学生实现全面而深刻的成长。如果人工智能教育继续停留在工具依赖和短视学习的误区中,学生不仅会浪费宝贵的学习时间,还可能错失培养关键能力的良机。
