人工智能实验室如何走进校园

文/周丹

去年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中指出“应逐步开展全民智能教育项目,鼓励在中小学阶段设置人工智能相关课程”。今年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，强调推动人工智能在教学、管理等方面的全流程应用。不久前，首部《人工智能基础（高中版）》在上海正式发布，全国40所重点高中成为首批“人工智能教育实验基地学校”，并将于今年秋季开始讲授课程。

与很多重点高中引入物联网实验室、飞机航模实验室、创客实验室类似，人工智能实验室该如何走出“象牙塔”、走进校园，成为普及AI教育、提高国民竞争力的助推器呢？

应立足于长期刚需，阶段地推进

人工智能的学习，需要有一定的数学、物理和计算机基础，适合学校面向理科生进行普适性教育。人工智能实验室的建设，也应该以普及教育为出发点，立足于学校的长期刚性需求，有目标有阶段地持续推进，不仅可以促进与计算机、数学、物理、地理等学科的有机融合，让师生深刻体会“AI赋能教与学”，同时也有利于学校针对AI学科竞赛、实用项目探索等进行创新提高。另一方面，家长、老师和学生从升学就业的角度，希望在人工智能实验室的学习能够有所“出口”，有所收获。

在上海市市西中学的人工智能实验室中，我们可以看到部署包括刷脸签到、智能手机、智能遥感、智能音箱、机器人、无人车等在内的人工智能项目，学习者在其中不仅可以完成各种课堂实验，还可以自主创新设计任务，比如训练机器人模型、加载到机器人并观察其行动反应、优化模型改进效果，从而提高学习者的现代信息技术能力和综合素养。下一步，学校将以此为基础，选择有一定积累的项目报名参加于今年年底举行的首届高中人工智能学科竞赛，竞赛的优胜选手将有机会进入麻省理工学院、香港中文大学、北京大学、清华大学等知名高校交流访问或升学深造。

应强调实践，与教材“手脑并重”

如同当年学计算机一定要上机操作一样，人工智能教学在讲授必要的基础知识之后，就需要学习者动手做一些实验，“手脑结合”动手实践，才能更深刻地理解人工智能的核心。商汤科技已陆续建设了多个人工智能实验室，在落地建设方面有了一定的积累和体会，该公司搭建的人工智能实验室是以教学实验平台为核心，与教材紧密关联，强调动手实践。该实验平台配置GPU及商汤自主研发的人工智能深度学习算法Parrots平台，支持深度学习模型训练和算法的定制扩展。同时以耳聪、目明、心灵、手巧作为学习和展示主线，给学习者打造一个沉浸式的体验环境。

以《人工智能基础（高中版）》中“感知器和支持向量机”为例，学习者动手实验设计分类器，通过不断迭代优化参数，实现最佳的分类效果。以“对抗生成网络”为例，学习者从人脸的训练数据中“教会”机器如何生成数据和对抗生成器，最终生成出“新兴人类”。

应与智慧校园和智慧教学有机结合

随着新高考改革的不断深入和新技术的不断涌现，智慧校园、智慧教学成为当前的市场热点，包括走班签到考勤、校园人群管理、人工智能教学等产品层出不穷。人工智能实验室应与学校教学和管理相结合，成为老师和学生的“好帮手”。比如，在实验室可以看到如下的全景式分析数据：上课刷脸签到考勤的汇总数据、学习成绩的大数据分析、校园人群安全分析等。

《人工智能基础（高中版）》主编之一、华东师范大学慕课中心主任陈玉琨教授认为，“人工智能是未来社会的发展趋势，也是国家重要的战略部署，关于机器和人脑的研究对于教育来说也非常重要。希望高中生了解人工智能基本原理，有兴趣的可以掌握人工智能的基础知识和基本技能，最重要的是激发他们在这一领域的创造力。”希望在不远的将来，人工智能实验室能够在更多的学校落地生根，培养出更多“智行合一”的国之栋梁。