進(jìn)擊的AI課！商湯科技的教育探索在青島如何落地？

　　文|王敏

　　“人工智能教育，青島要做全國走得最快的城市！”青島市教育局副巡視員姜林說。

　　早在2018年12月14日，青島市就和商湯科技簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，決定要推廣人工智能教育。2019年9月1日新學(xué)期，青島市100所中小學(xué)2萬余名師生開始嘗試人工智能課程，這是大規(guī)模開設(shè)人工智能課程的一次探索。

　　以“高考大省”聞名的山東和“人工智能獨(dú)角獸”商湯科技究竟是如何聯(lián)手讓人工智能課程在中小學(xué)落地實(shí)施的呢？

　　“同學(xué)們，你們能夠在1分鐘內(nèi)，從這些照片中幫助老師快速找到劉彥凱同學(xué)的所有照片嗎？”

　　青島市嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)四年級(jí)某班正在上人工智能課“人臉聚類”。這是商湯科技《人工智能入門》這一本教材中的第八節(jié)，也是這個(gè)班這學(xué)期上的第八節(jié)人工智能課。

　　“嶗山實(shí)驗(yàn)二小是青島教育信息化建設(shè)的標(biāo)桿校之一”，嶗山實(shí)驗(yàn)二小副校長林先鋒表示。比如，嶗山實(shí)驗(yàn)二小每個(gè)班的教室里都安裝著一個(gè)“噪音監(jiān)測(cè)器”，可以檢測(cè)學(xué)生是否“大聲喧嘩”，這個(gè)設(shè)備是學(xué)校和企業(yè)合作自主研發(fā)的。學(xué)校還將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到了食堂中，學(xué)生可以通過校園卡為喜歡的食物點(diǎn)贊，學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

　　如今，嶗山實(shí)驗(yàn)二小的教育信息化建設(shè)開始由外到內(nèi)，不再僅限于軟硬件，而是開始提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。

　　這學(xué)期試點(diǎn)人工智能教育時(shí)，區(qū)里要求每個(gè)學(xué)校至少有200名學(xué)生學(xué)習(xí)，而嶗山實(shí)驗(yàn)二小四年級(jí)14個(gè)班587名學(xué)生全部開設(shè)了人工智能課程。在開設(shè)人工智能課程之后，現(xiàn)在孩子們提到人工智能已經(jīng)不感到完全陌生。

　　公開課上，郭春蕾老師一上課就給學(xué)生們布置了一個(gè)任務(wù)，1分鐘時(shí)間結(jié)束，學(xué)生們都沒有完成這個(gè)任務(wù)。在幾百張照片里快速找到一個(gè)人的所有照片，顯然，這個(gè)任務(wù)是學(xué)生很難短期內(nèi)完成的任務(wù)。

　　“怎么辦？”郭老師問。

　　“可以用人工智能來解決。”一個(gè)學(xué)生回答道。由此，這堂課的主題“人臉聚類”被引出。

　　“找出一個(gè)人的照片，需要哪幾步？”郭老師再次給學(xué)生們出了個(gè)題。

　　“需要認(rèn)識(shí)這個(gè)人”、“需要知道這個(gè)人的模樣”……學(xué)生們紛紛舉手回答。

　　“那用人工智能找出一個(gè)人的照片，需要那幾步呢？”郭老師將學(xué)生們分為三個(gè)一組，進(jìn)行討論。

　　最后，大家得出了結(jié)論：首先，是要認(rèn)識(shí)這個(gè)人，利用人臉聚類也就是檢測(cè)人臉；接下來，需要記住這個(gè)人的特征、模樣，這時(shí)，機(jī)器會(huì)提取特征值；第三，需要在照片中比較，也就是分辨相似度；最后，利用人臉聚類，分辨出相似度比較高的照片，找出所有的照片。

　　在帶領(lǐng)學(xué)生們了解了“人臉聚類”之后，接下來，郭老師讓學(xué)生們開始打開已經(jīng)在桌面的“人工智能文件夾”，運(yùn)行軟件，親自感受“人臉聚類”。

　　利用Python編程理解過程：

　　1、調(diào)試training函數(shù)，提起人臉特征

　　2、調(diào)試Test函數(shù)，對(duì)比所有照片

　　3、查看運(yùn)行結(jié)果，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

　　這便利用到了商湯的超算平臺(tái)，只有通過超算平臺(tái)，桌面的“人工智能文件夾”才能運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　體驗(yàn)結(jié)束后，郭老師接著開始啟發(fā)學(xué)生們，“聚類”這樣的技術(shù)在生活中還可能怎樣被用到？

　　“學(xué)校里面垃圾分類的時(shí)候”、“淘寶上選商品的時(shí)候”、“外賣員選擇附近地址進(jìn)行配送的時(shí)候”……孩子們爭(zhēng)先恐后的回答道。

　　在郭老師的課上，學(xué)生還不需要學(xué)習(xí)程序究竟是如何編寫的。“現(xiàn)階段，我們教給孩子的是做事情的邏輯，而不是具體的一段程序如何編寫。”郭老師說，“如果我現(xiàn)在就去講底層的細(xì)節(jié)，孩子們會(huì)對(duì)我的課堂失去興趣、對(duì)人工智能失去興趣。”

　　青島市教育局以及商湯科技對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能所要達(dá)到的目標(biāo)，也已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)：小學(xué)階段是“啟蒙”，學(xué)生應(yīng)當(dāng)對(duì)人工智能有基本的了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)于人工智能的興趣；初中階段是“體驗(yàn)”，學(xué)生已經(jīng)可以開始學(xué)習(xí)代碼的編寫；高中階段是“嘗試”，學(xué)生能夠通過已有的人工智能知識(shí)積累，進(jìn)行簡(jiǎn)單的項(xiàng)目嘗試。

　　學(xué)校教育與技術(shù)如何能碰撞出什么樣的火花？連接到教育產(chǎn)業(yè)中，商湯如何解決落地難題？

　　“給學(xué)生們開課，其實(shí)要有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我們的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)從兩方面建立起，一是師資體系，二是教材體系。”姜林表示，而這樣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，恰巧是商湯科技能夠提供的。商湯科技是國內(nèi)為數(shù)不多能夠提供AI基礎(chǔ)教育體系的選手。

　　2017年，國務(wù)院印發(fā)并實(shí)施《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。也正是在這一年，商湯科技聯(lián)合商務(wù)印書館、華東師范大學(xué)、上海高中優(yōu)秀老師開始編寫面向高中生的人工智能教材，切入AI基礎(chǔ)教育，并逐步完善AI基礎(chǔ)教育體系。　　

　　“商湯科技本身就像一個(gè)學(xué)校，現(xiàn)在3000人的規(guī)模中，大概有四十多位教授，比例約1.5%，博士比例接近10%，碩士及以上占65%以上。”商湯科技教育事業(yè)部總經(jīng)理尚海龍?zhí)岬?，但其?shí)，人工智能課程落地教育并不容易。

　　“最開始我們編第一本教材的時(shí)候，真的是嘔心瀝血，我們八易其稿，就是因?yàn)樵诤屠蠋熃涣鞯倪^程中，我們發(fā)現(xiàn)教材不符合學(xué)生的邏輯，降維很難降下去。”后來，商湯的思路便調(diào)整為了“商湯參與的越來越少，讓越來越多的老師參與進(jìn)來。”

　　“商湯科技的AI基礎(chǔ)教育體系的框架已經(jīng)搭建起來了，這個(gè)生態(tài)閉環(huán)主要就是回答四個(gè)問題：如何教、誰來教、如何學(xué)、如何評(píng)價(jià)。”尚海龍表示。

　　商湯科技AI基礎(chǔ)教育體系涵蓋教材、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)課程、教育機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)室、教育服務(wù)6大模塊，著重解決AI基礎(chǔ)教育過程中的四個(gè)問題：

　　通過教材解決“如何教”，商湯科技目前已經(jīng)編寫出了從小學(xué)到高中的系列教材；

　　通過教師培訓(xùn)解決“誰來教”，商湯科技的教師培訓(xùn)體系目前已經(jīng)培訓(xùn)了1000余位教師；

　　通過SenseStudy AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人解決“如何學(xué)”，基于商湯科技自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深度學(xué)習(xí)平臺(tái)SenseParrots提供核心AI能力，配合教材完成各種課堂實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)、高中競(jìng)賽以及自主創(chuàng)新項(xiàng)目；

　　（SenseRover Pro自動(dòng)駕駛小車）

　　通過公開的AI交流展示會(huì)解決“如何評(píng)價(jià)”。通過AI交流展示會(huì)，商湯科技也會(huì)在活動(dòng)中發(fā)掘表現(xiàn)優(yōu)異的人工智能專長中學(xué)生，將其輸送至國內(nèi)外的學(xué)府。目前，商湯已經(jīng)和香港大學(xué)、香港中文大學(xué)簽訂了合作協(xié)議。

　　商湯科技主辦的首屆國際中學(xué)生人工智能交流展示會(huì)于2018年11月啟動(dòng)，吸引了中國（包括香港地區(qū)）43所中學(xué)的118個(gè)項(xiàng)目，以及來自美國、印度、日本和新加坡的13所學(xué)校的14個(gè)項(xiàng)目報(bào)名參加，參加交流展示會(huì)的學(xué)生也獲得了來自高校的認(rèn)可。

　　“香港大學(xué)的招生官現(xiàn)場(chǎng)表示，會(huì)對(duì)參加此次交流展示會(huì)的部分同學(xué)放開自主招生，并且在現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)鎖定了部分學(xué)生。”尚海龍說，“這些學(xué)生現(xiàn)在正處于高一、高二，預(yù)計(jì)到2020年大學(xué)入學(xué)時(shí)，便會(huì)看到，有一部分學(xué)生因?yàn)閷W(xué)習(xí)人工智能拿到了名校的offer。”

　　近兩年，山東一直在加碼“人工智能”。2019年5月，山東發(fā)布全國首個(gè)“智能+”省級(jí)政府文件，明確到2025年，山東人工智能產(chǎn)業(yè)要進(jìn)入全國先進(jìn)行列；10月14日，工信部復(fù)函山東政府，明確支持創(chuàng)建濟(jì)南-青島人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)，另一個(gè)工信部復(fù)函支持的先導(dǎo)區(qū)為深圳。

　　人工智能，是整個(gè)山東省當(dāng)前要抓住的戰(zhàn)略機(jī)遇，而開展人工智能教育，培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的人才，自然是其中必不可少的一環(huán)。

　　事實(shí)上，此前半年，為推動(dòng)人工智能教育順利開展，青島市從上到下，從硬件到軟件，都進(jìn)行了精密的籌備。

　　人工智能課程老師的配置，是青島目前在打造人工智能教育的“青島樣板”時(shí)面臨的首要挑戰(zhàn)之一。

　　“在人工智能老師的篩選上，今年我們首先是篩選了有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的老師、以及學(xué)有余力，非常有熱情的老師來接受培訓(xùn)，第二個(gè)批次時(shí)，我們就擴(kuò)大范圍，將理科學(xué)科對(duì)人工智能有興趣的老師給劃分了進(jìn)來，下一個(gè)批次，我們又進(jìn)一步擴(kuò)大了范圍。”

　　青島的師資培訓(xùn)是走在課程開設(shè)之前的，今年3月，商湯科技第一所人工智能教育研究院正式落戶青島，青島聯(lián)合商湯科技人工智能教育研究院進(jìn)行了多批次的教師培訓(xùn)，培訓(xùn)教師數(shù)量達(dá)到了300人，青島市還接待和培訓(xùn)來自全國各地的教師200余名，初步確立了青島市作為全國人工智能教育教師培訓(xùn)中心的地位。

　　然而現(xiàn)在，學(xué)校內(nèi)部仍然存在人工智能老師教研壓力大、教學(xué)壓力大的情況，對(duì)此，青島省也已經(jīng)初步建立起了長遠(yuǎn)規(guī)劃。

　　“我們首先會(huì)從現(xiàn)有的100多試驗(yàn)校當(dāng)中培養(yǎng)骨干種子教師，將他們打造成有理論思考、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)老師，用他們來推動(dòng)教育的發(fā)展，同時(shí)我們還在教師招聘方面做了計(jì)劃安排，但其實(shí)現(xiàn)在專業(yè)的人工智能老師非常稀缺，或許我們還是需要自力更生。”青島市教育裝備與信息技術(shù)中心副主任劉秀元說。

　　如何保證各學(xué)校按時(shí)足量的開設(shè)人工智能課程？“青島也是剛剛開始執(zhí)行，而且在全國也沒有可供參考的案例，前期各個(gè)區(qū)有積極性，同時(shí)也需要行政的力量去推動(dòng)。”姜林表示。

　　青島開設(shè)人工智能課程的100所學(xué)校，以四年級(jí)為起始，覆蓋了小學(xué)、初中、高中整個(gè)階段。人工智能課程目前是以“校本課程”進(jìn)入學(xué)校。據(jù)介紹，青島市基教處專門從校本課程中拿出一周一小時(shí)，來保證學(xué)校有課時(shí)來執(zhí)行。

　　“這學(xué)期各個(gè)學(xué)校的人工智能課程其實(shí)是開學(xué)前就已經(jīng)排好的。”劉秀元表示。人工智能課程要得以順利開展，需要商湯科技的超算平臺(tái)支撐。郭老師課上學(xué)生運(yùn)行的“人工智能文件夾”，就需要用到超算平臺(tái)。但是超算平臺(tái)需要分配算力，現(xiàn)在青島市共修建了4個(gè)超算平臺(tái)，供四個(gè)試驗(yàn)區(qū)的100所學(xué)校使用。

　　“如果100所學(xué)校同時(shí)上課，可能超算平臺(tái)提供的算力就難以支撐上課學(xué)生的執(zhí)行，因此，每個(gè)學(xué)校每個(gè)班級(jí)想要在什么時(shí)候開設(shè)人工智能課程，學(xué)校沒有決策權(quán)，需要區(qū)級(jí)部門進(jìn)行統(tǒng)籌分配，所以早在今年開學(xué)前，各個(gè)學(xué)校開設(shè)人工智能課程的時(shí)間就已經(jīng)確定下來了。”劉秀元說。

　　如今，青島市已經(jīng)確立了“1+4+100”行動(dòng)方案，在全市普及的基礎(chǔ)上，確定嶗山區(qū)、城陽區(qū)、西海岸新區(qū)、膠州市四個(gè)區(qū)市作為試驗(yàn)區(qū)重點(diǎn)推進(jìn)，打造100所實(shí)驗(yàn)?？v深發(fā)展。

　　從今年9月份開課到現(xiàn)在，青島的人工智能課程正式進(jìn)行了兩個(gè)多月，仍然處于早期試驗(yàn)探索階段。

　　“師資配置的模式，教師群體的教研活動(dòng)，學(xué)生在小、初、高階段的具體評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，這些都是教育行政主管部門現(xiàn)階段必須加快要做的事情。”姜林提到，“目前，我們要將‘青島模式’穩(wěn)定下來，等初步的模式穩(wěn)定下來，利用這一模式，我們才可以向更廣的范圍推廣。”姜林表示。

　　“人工智能課程一定要開，前期我們必然會(huì)遇到各種各樣的困難，但是我們堅(jiān)定一個(gè)想法：發(fā)展是解決問題的關(guān)鍵，如果我們不做，問題依然在，只有發(fā)展的過程中才能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。”

　　接下來，青島模式跑通，“青島樣板”建立之后，青島將會(huì)在全國人工智能基礎(chǔ)教育中發(fā)揮“頭雁效應(yīng)”，而商湯科技也將利用“青島樣板”，能夠在全國快速落地。