北京市中關村第三小學,這所海淀知名小學,搞AI啟蒙的畫風是這樣的:
學生跟隨動畫故事到達未來世界月面都市,幫助喜羊羊、企鵝小Q等主角解決城市危機。
(相關資料圖)
全程不需要上機操作,在老師引導下,通過角色扮演、小組互助解決劇情中隱藏的一個又一個趣味任務,潛移默化理解機器學習原理——怎么給AI數據打標簽,AI如何分類、識別數據。
可能有人要問,這種方式能有效嗎?
課程研發(fā)階段,北京師范大學曾用小規(guī)模教育實驗方式測試效果,最后評估得出:
體驗過后,學生計算思維整體均值提升83.9%,并對編程和AI產生了較高興趣。
近日,中國人工智能學會發(fā)布的《中國青少年人工智能與編程啟蒙現狀調查報告》指出,接觸過人工智能和編程的孩子,在創(chuàng)造力、計算思維等能力方面表現更好。
果然還是得看*小學?。?/p>
其實,中關村三小這堂創(chuàng)新課是基于一個公益小程序的延展變形:騰訊“AI編程*課”。
這個小程序能否幫更多城市甚至鄉(xiāng)村的孩子,啟蒙AI和編程?
量子位進行了上手實測。
實測體驗在此
“AI編程*課”小程序,構建了一個動畫世界。
在主人公企鵝小Q前往“夢想城”追夢、飛向“月球都市”解決城市危機的兩個故事中,引導小朋友一步步幫小Q解決遇到的實際問題,在其中初步理解編程和AI知識。
小程序主要涉及“編程啟蒙”和“AI啟蒙”兩個版塊:
“編程啟蒙”側重培養(yǎng)計算思維和人機互助意識。
編程基礎結構等知識概念被隱藏在故事情節(jié)中。比如,如何幫小Q和它的機器人朋友小9設計路線圖,在復雜城市地圖中找到清潔能源,順利運行汽車?
青少年手動拖動“前進一步”、“向左轉”、“向右轉”幾個積木塊,就能設計行駛路線。
小程序會直接根據小朋友設計的路線啟動運行,即使路線設計錯誤。這樣能讓青少年更直觀地判斷分析問題,做出相應調整。
循環(huán)結構的編程知識同樣被隱藏在游戲互動中,讓青少年了解如何能提升效率。
當下,GitHub Copilot等AI編程工具輔助人類寫代碼,已成為最新興的一類人機協作。
“AI編程*課”也設置了虛擬人機對話環(huán)境,讓孩子更好地理解,人類可以借助AI解決問題。比如,人類只用準確描述需求,就可以讓AI助手來編寫程序。
進而利用“為小汽車編寫自動避障算法”的劇情任務,引導青少年向AI描述目標和需求。
在“編程啟蒙”章節(jié)的最后,青少年還能創(chuàng)作自己的編程小作品,讓機器人小9跳舞。
這屬實是另一種畫風的鞏固知識了。
“AI啟蒙”版塊,則設置了月球探險的故事,核心是引導青少年訓練AI,從而理解機器學習原理。
AI特征學習、AI輸入-計算-輸出等知識,都能在其中找到影子。
比如,AI特征學習“打標簽”這一技術過程,被設置成讓青少年教機器人學會識別目標物體來理解。
模型的輸入、計算、輸出三步原理,則被隱藏在種菜解決糧食危機的故事情節(jié)中。
孩子們需要選擇出合適的條件,讓計算結果達到標準,才能輸出模型。這讓孩子們對“構建AI模型”有了初步認識。
做任務初步了解人工智能原理和應用后,孩子們還能嘗鮮時下流行的AI作畫和AI作曲。
選擇對應風格,即可“以圖識圖”得到一張畫作。
或者是畫一條曲線,讓AI識別線稿后,生成音樂。
利用騰訊天琴實驗室的“琴樂”一站式音樂制作、“MUSEAI作畫”視覺生成等技術,實現的AI作畫作曲,能結合大多孩子們對音樂畫畫的天然愛好,激發(fā)他們體驗、探索AI的興趣。
這個小程序甚至細節(jié)到,它的主題曲都是完全由AI創(chuàng)作的!
包括譜曲、編曲、混音,甚至演唱者也是虛擬人。這應該是國內首支AI原創(chuàng)的歌曲,也是利用QQ音樂AI技術實現。
另外,依托自研的虛擬仿真實驗室,騰訊扣叮為“AI編程*課”打造高擬真學習場景與豐富的交互學習功能。在“純境”“夢想城”等章節(jié)中,課程結合動態(tài)場景渲染等游戲技術,讓孩子們在更擬真的環(huán)境中,運用AI與編程解決實際問題;在高精度實時渲染、高仿真物理規(guī)律模擬等游戲技術支持下,孩子們可體驗高仿真模擬機器人編程、搭建與運行過程。
小程序全部體驗完需要1小時左右,每個章節(jié)大約20分鐘,結束后系統(tǒng)會提醒孩子們,該休息眼睛了。
這種“玩中學”的啟蒙形式,已經被教育部校外教育培訓監(jiān)管司等四部門聯合推薦,甚至走進小學課堂。
我們找到騰訊幕后團隊,了解了他們的一些思考和行動。
為什么要在“玩”中進行AI啟蒙?
“AI編程*課”與非營利組織code.org發(fā)起的項目Hour of Code有異曲同工之妙,都是讓學生在1小時“玩中學”的過程完成與編程的*次親密接觸,而非提升少兒具體的編程技能。
騰訊邀請北京師范大學做學術指導單位,組團全球多所*高校的專家一同參研,拍板定下通過“玩中學”,為零基礎青少年啟蒙AI編程。
用香港大學教授王敏紅的話來說,“玩”是一種可感知、可觸摸的方式,能夠培養(yǎng)學生的計算思維能力,同時引導學生與人工智能協作解決問題,“值得推廣”。
在“玩中學”理念下,參研專家團隊為“AI編程*課”提供了清晰的底層邏輯。
先說內容設計的科學性。
盡早接觸AI和編程,在國內外都是大勢所趨。但要想達到更好效果,應該優(yōu)先考慮孩子的興趣所在和接受能力。
“AI編程*課”,就是通過給定趣味情景思考任務,先“玩”,循序漸進讓孩子學會拆解并解決問題,將“學”的結果置于其中,達到啟蒙目的。
參研專家團隊層層把關,讓其中每一個互動體驗、每一個詞匯概念在學術層面都立得穩(wěn),同時兼顧平衡了孩子的興趣點。
一個簡單例子,項目負責人凌琪斌提到,機器人小9這一角色,是根據專家建議特意增設的。
小Q和機器人小9在探險過程中互相學習和幫助,強化這樣一個角色,能幫助孩子們更好理解“人機協同”的概念。
其次,就是讓人大附中信息技術教研組組長袁中果點贊的特色和優(yōu)勢:沉浸式、游戲化、大IP帶入。
“沉浸式”和“游戲化”帶來的是趣味情景化的主動性學習,“大IP帶入”則指向喜羊羊、灰太狼等經典角色的吸引力和陪伴。
“AI編程*課”全程以生動形象的方式呈現抽象的概念,讓孩子更易理解和接受,并始終積極參與其中。
最后,一個值得關注的問題,如何判斷孩子通過1小時體驗,有沒有被啟蒙?
北師大根據計算機教學學術理念,設計了讓效果可評估、可量化的標準,供老師和家長參考。評估標準涉及4個維度:計算思維的基本能力、問題的基本解決能力、編程與數字基本素養(yǎng)、人工智能基本素養(yǎng)。
至于為什么要助推AI編程啟蒙,項目組給出了自己的考量。
ChatGPT爆火后,家長對AI和編程教育有了更高關注度。
凌琪斌介紹,騰訊一直在關注青少年編程公益教育。在新時代背景下,我們希望可以聯合專業(yè)、*學術機構,讓家長能擁有一個可信賴的家庭啟蒙助手,幫助孩子初步認識AI和編程,激發(fā)主動探索的興趣。
“純公益、不賣課”
今年,ChatGPT高潮讓世界相信,下一個時代屬于AI。
在這樣的時代背景下,了解、掌握AI,就成為全社會的新命題。
但是結合現狀看,我國青少年編程和AI啟蒙還停留在很早期的階段。還有以下幾點不足:
普及不夠全面
地區(qū)差異大
校內課程仍需提升
《中國青少年人工智能與編程啟蒙現狀調查報告》顯示,學校信息科技老師和家長,普遍認同“未來掌握編程和人工智能的相關知識極為重要”,但超半數青少年尚未接觸過相關知識。
學習過編程課的,大部分首次接觸編程都是通過校外培訓機構。其中一二線城市家庭中子女接受過編程教育的比例,明顯高于其他地區(qū)。
“AI編程*課”是騰訊解答時代命題的一次嘗試。
從自身定位出發(fā),騰訊用技術打造了小程序這種人人可體驗的平臺,讓AI編程啟蒙更快速、便捷走向全國青少年。
學校教育當然要發(fā)揮主導作用。當下,相關政策不斷在推動校內外資源充分整合,鼓勵社會力量為青少年提供更優(yōu)質的科學教育。
在教育部校外教育培訓監(jiān)管司指導下,騰訊定制了“AI編程*課”校園版,將走進全國各地小學,成為大多數青少年AI編程*堂課。
昨天中關村三小的創(chuàng)意課堂,是進校*站。9月內,還將在北上廣深、南京、成都等一二線城市中20多所學校落地試點。
“從10月起,‘AI編程*課’就會陸續(xù)走進陜西、湖北、江西、重慶等省市地區(qū)鄉(xiāng)村中小學,幫助教育資源相對欠缺地區(qū)的青少年接觸AI編程?!绷桎勘蠼榻B項目計劃時難掩興奮。
考慮到部分地區(qū)硬件設備有限,鵝廠特意設計了“無屏教學”模式的AI啟蒙課,也就是開篇中關村三小師生體驗的互動課堂。
中關村三小課程部副主任郝石佩在課后反饋,不插電的互動課程,是新課標的重要方向,也完全調動起了學生的主觀能動性。
騰訊也會為各省市地區(qū)小學教師開展線上培訓活動,幫助他們更好地教學。
“AI編程*課”正式發(fā)布前,騰訊曾定向邀請一些鄉(xiāng)村的小朋友進行體驗。
一位一年級同學寫下了自己的課后感受:
我還不太會操作電腦,但是覺得動畫片很有意思。
正是這種“有意思”,讓電腦操作尚不熟練的孩子,越過壁壘,和AI、編程有了直接觸碰。
老話“學計算機要從娃娃抓起”,在當下新時代語境中,就應該是“學AI、編程要從娃娃抓起”。
怎么抓起?