人工智能来势汹汹,基础教育准备好了吗?


[编者按]刚刚结束的高考再次将人工智能推到了前沿。 不可否认,教育与科学技术的紧密结合将是未来教育发展不可逆转的方向。 虽然我们的认知目前还不明显,但我们在未来的生活中必须越来越依赖人工智能。 基础教育应该如何应对威胁性的人工智能?

这篇文章首次发表在《哈佛商业评论》上,编译器赢得了互联网大奖。由十亿欧元编辑,供行业参考。

对我们这一代人来说,无人驾驶汽车和语音助手等人工智能技术可能令人惊讶 但是下一代可能不会感到惊讶 在未来,人工智能将不仅仅是一种工具,更经常的是,它将成为你的同事,成为你生活中不可或缺的一部分。

我们的下一代将能够有效地使用人工智能和大数据,认识到它们自身的局限性,并改进人工智能平台和系统 现在,我们必须帮助他们做好准备,也就是说,我们需要改进小学教育,优化中学计算机科学教育。

看看今天的孩子如何使用人工智能和自动化

如果你对西里说,“打开橙色礼服中的明星照片”,泰勒斯威夫特的照片将在不到一秒钟内出现在你的手机上。现在它看起来像魔法,但显然不是 当工程师设计人工智能系统时,他们首先将任务分解成许多小任务,为每个小任务找到解决方案,然后在它们之间建立联系。

以Siri为例。人工智能系统首先将接收到的声音分成小部分,然后发送到云中。然后分析每个部分的含义,并将分析结果转换成搜索请求。 最后,筛选和分类所有可能的解决方案。 因为云足够强大,这个过程只需要几微秒。

人工智能系统并不像火箭科学那样复杂,但它需要各方面的知识,如破解声音的波形分析、机器识别裙子的机器学习知识、保护信息的加密设置等。 此外,许多知识是相对基础的,可以类推适用于许多程序。 因此,这不是闭门造车的天才 致力于人工智能技术的人必须有能力组成团队,充分发挥每个成员的作用。 这些是我们需要教给下一代的东西。

随着人工智能的普及,我们需要把注意力转移到不同于人工智能的人类特征上创造力、适应性和人际交往能力

在小学教育阶段,我们需要重视培养学生解决问题的能力和团队合作意识。 幸运的是,初等教育阶段已经在这方面进行了更大的投资。

另一方面,道德教育在任何阶段都应该受到更多的关注。 很多时候,人工智能技术将面临道德困境比如如何克服种族、民族和性别偏见,如何平衡无人驾驶汽车中车主和行人的生命权等。-这要求我们与工程师合作,不断优化人工智能的应用。

当然,在小学教育阶段,过多关注编程学习是不明智的。 教学编程是正确的,孩子们喜欢它,快照!像刮刮乐这样的语言也非常有用。 但事实上,对孩子们来说,在高等教育阶段学习编程还不算太晚。 有些人认为学习编程毫无益处,但这种想法很容易误导人。 今天是数字时代,计算机科学已经变得和写作和数学一样重要。 对于个人来说,无论是成为一名计算机科学家还是选择另一种职业,编程技能都将有助于他们的职业发展。

目前,美国只有40%的学校提供编程课程,教学质量和标准化也不均衡。 近年来,参加计算机科学大学高级课程考试的学生人数急剧增加。 去年,有58,000名考生参加了计算机科学大学的高级课程考试(APCS-A),但仍远远落后于微积分大学的高级课程考试(APC-AB),后者有308,000名考生。 此外,美国三分之一的州甚至没有将计算机科学课程纳入学生的毕业学分。

令人沮丧的是,美国的计算机科学教育仍然不如其他发达国家。 以色列已经将计算机科学纳入大学预科课程。英国最近在计算机学校项目上取得了良好的进展,而德国和俄罗斯也在向前迈进。 奥巴马在2016年国情咨文中提到了计算机科学教育,这意味着美国已经朝着正确的方向迈出了迟来的一步。 然而,由于特朗普政府削减预算,该提案可能会搁浅。

在高中加强计算机科学教育不仅有利于学生自身,也鼓励更多的学生和更多样化的学生群体选择计算机科学作为他们未来的职业,从而促进计算机科学的发展。

去年秋天,卡内基梅隆大学近一半的新生是女生,这令人鼓舞。 但与此同时,在计算机科学领域扩大妇女和少数群体的比例仍然很困难。 将智能转化为计算机系统以及在无尽的数据海洋中获得洞察力都需要各种各样的人才。

为了保持在计算机科学中的领先地位,迫切需要改进编程教学方法 老师们总是像上世纪90年代那样在课堂上教授编程。 当时,计算机科学的核心是代码的一些细节(想想可视基础) 如果你坚持这些细节,你可能会得到一些东西,但你会落后于时代。 显然,现在不应该这样。

编码是一项创造性的活动,所以开发一些有趣和流行的编程课程是完全可行的。 例如,在纽约市,女童子军参加了一个项目,在该项目中,女孩们学会了使用Java语言创建和优化视频。 这些活动不仅有趣,而且与孩子们的生活密切相关,因此受到孩子们的喜爱。 学校不应该提到这种情况吗?

对于九年级以上的学生,学校应该开设计算数学和计算艺术等选修课,帮助那些有兴趣和天赋的学生成长为计算机科学家。 目前,在美国,除了APCS大学预科所需的核心课程外,很少有高中开设其他与计算机相关的课程。 虽然有几个例子比如纽约市的斯图文森高中(Stuyvesant High School)、弗吉尼亚州亚历山大市的托马斯杰斐逊高中(Thomas Jefferson High School)和达拉斯的TAG Elite High School,但这些学校都有一群尽职尽责的教员,他们要么拥有计算机科学专业背景,要么接受过相关培训。

同时,高中数学学科也应该减少包括高等微积分在内的数学课程,减少重复性,增加与计算机科学直接相关的数学课程,如数据科学、概率论、图论和逻辑。 这些是当今人才最实用的技能。

受过计算机科学培训的教师人数严重不足,这是目前美国学校面临的主要问题。 在这方面,美国科技公司已经表现出一些业绩。 例如,微软资助了TEALS项目,该项目将计算机专业人员与高中教师相匹配,为每周交流提供机会。 然而,我们需要成千上万的老师来教成百万的学生。为了推动这项事业,我们仍然需要技术公司的更多投资。 在学术层面上,德克萨斯州立大学奥斯汀分校的乌泰克项目是培训STEM学科教师的典范案例。现在这个项目已经扩展到哥伦比亚的44所大学和美国的21个州。

但是这还不够 就像科学和数学一样,K12计算机科学也要求政府设定标准、教材、课程和一支训练有素的教师队伍。 美国计算机科学教师协会是这一领域的先驱。他们制定了一个标准框架和一套临时标准。

简而言之,我们对下一代人工智能和大数据的投资必须是长期的,这些投资最终将惠及每个人

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