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四年级小朋友不只懂AI还学会了写代码

2020-01-16

郭一璞 发自 崂山

量子位 报道 | 大众号QbitAI

“用最快的速度,从文件夹中所有的相片里找到这个人”

接到这个任务后,周涵灵敏的启动了代码编辑器,熟练地输入了几行Python语句,调用了几个脑海中了解的函数,编译,工作。

接下来是等候时间了,1,2,3……她坐在电脑前读秒。

检测图片张数:128

耗时:19.82

虽然AI查找现已比人工一张张查找快了许多,但当周涵看到周围小组耗时19.66的效果,虽然只差0.16秒,但仍然很不满意。

所以,她灵敏调整重来,从头工作,1,2,3……

检测图片张数:128

耗时:19.38

周涵灵敏的冲上台去,更新了效果。

这下,没有其他团队更快了,她心满意足的回到了自己的机位,理了理身上的小学校服裙,坐在了板凳上。

是的,这是小学生的操作,读四年级的她,正在青岛崂山区第二实验小学的校舍里上人工智能课,量子位全程旁听了这节课。

在他们的讲堂上,孩子们不只需学原理,还要写代码实践,当堂编程工作,凭仗云端的算力跑出效果,考虑AI技术的落地与运用,甚至还会组织考试。

像崂山二小这样开设AI课的学校,在青岛总共有100所,从小学、初中到高中,跨越20000论理学生在讲堂上探寻人工智能毕竟是什么。

四年级的AI课

在青岛,AI课程是校本课程必修课,学生从小学四年级初步上,每周组织一节课。到了挨近毕业的时分,比如小学六年级、初中八年级,考虑到孩子们的升学压力,只会组织半个学期的AI课程。

我们听到的这节课,就是最低年级小学四年级的课程。揭穿课的地点选在了阶梯教室,上课的舞台上准备了3张圆桌,各摆了6台电脑。

领导说话结束后,1位女教师和18名九岁左右的小朋友就来到了教室,这节课初步了。

因为本学期学生们现已上到了第8节人工智能课,了解过人脸检测是怎样的一项技术,因此这节课的主题是人脸聚类。

课程初步,教师提到了一个实践中的问题:

刘彦凯同学要竞选大队委,需求做一个电子相册,但是教师将包括刘彦凯在内的学生们的相片都放在了一同,没有按照人名归类,所以需求在许多相片中找到刘彦凯的相片。

同学们在各自的电脑上手动试了几分钟后,没有人能在短时间内将刘彦凯的相片全部找出来。

所以,教师介绍了手机相册里的相片分类功用,可以按照每张相片上不同的人物主角,自动将相片分门别类,这就是人脸聚类的运用。

之后初步了第二项活动,从一群同学的相片中,找到特定的同学。每当教师念到一个同学的名字,学生们总能灵敏的从12张单人照中找到TA:“第X行第X个!”

这项活动之后,教师引导学生总结阅历,学生们说,他们是根据一个人的性别、外表、五官等方面的特征,从12张相片找到特定同学的。

那么一个人有哪些特征呢?他们以授课教师为例,描绘了教师的人脸特征:脸圆圆的、眼睛不大不小、鼻子刚刚好……

但是,仅凭这些描绘,是无法认出特定的一个人的。

此时,讲堂进入正题,教师向学生介绍了特征提取,根据类似度百分比进行人脸对比和辨认、人脸聚类等进程,奉告学生们机器是怎样根据类似度的判别,然后辨认特定面孔的。

因为这是面向小学生的课,所以不会具体讲有什么模型、模型的每一层具体做什么这样细节的知识,更多是对机器结束一项功用大致进程的介绍。

不过令人惊喜的是,这堂四年级的课程中,竟然还有编程实践的进程,而且用的不是面向儿童的Scratch,而是在业界更为干流的Python,来处理初步那个从许多相片中找到刘彦凯相片的问题。此前学校开的机器人课上,学生们现已对Python言语有所接触。

当然,编程实践的难度不会有多高:

程序工作结束之后,每个圆桌小组的同学汇报了自己的工作效果,并填在教师的PPT里:

一个组的孩子说:“我们先翻开AI这个文件夹,然后将它工作,提取了人脸的特征,终究机器奉告我们用时19.66秒,检测128张相片。”

另一个组的孩子说:“我们先把软件翻开,让软件辨认人脸是什么姿势的,终究软件奉告我们用时19.38,检测128张相片。”

而中心一组的女生周涵,甚至在工作速度被其他同学跨越后再次工作,跑出更好的效果,更新到教师的PPT里。小小年纪,就像做研讨的大人们相同寻求state-of-the-art了。

这儿的工作进程,其实是在专门为AI课程建立的云端超算中心上结束的,青岛市教育局为了给中小学生开AI课准备了4个超算中心,因为开课的学生非常多,这些核算资源也不可学生们一同运用,需求各个学校班级调和时间。

在知识教育和领会之后,到了“落地”环节。教师启示同学们谈论了身边的聚类运用,学生们力争上游的举出了包括废物分类、超市产品分类,外卖分类配送,还有图片查找、电商按图查找产品、物流分拣等比如。

玩机器人的少年

按照6周岁上学核算,这些四年级的小朋友只需九岁、十岁左右。给他们讲特征提取、讲聚类,他们真的能了解吗?

可别小看现在的小朋友。

正在这所学校上四年级的贾子墨同学就觉得学AI非常有用。他是一位机器人喜好者,从六岁半起就初步学少儿编程了,现在会用乐高的EV3编程结束简略的功用。其他他也正在学Python。

贾子墨是学校机器人社团的成员,他非常享受用各种指令去指挥机器人的进程,其间的各种传感器都会拿来研讨一下,看看它们的功用是什么。

同班的另一位同学孙可瑜也学了乐高机器人。孙可瑜说,除了他们二人之外,班里还有10名左右的同学也在学习机器人。

虽然AI有各种不同的运用,不过显着,会动的机器人是孩子们最喜欢的领域。这几名小喜好者除了校内每周的人工智能课、核算机课和机器人社团之外,还会去校外学机器人,以及参与竞赛。

“最喜欢的一节课是教师用各种软件指令控制屏幕上的机器人行为。”孙可瑜说。

而贾子墨比她多学了一段时间,逐渐的变成了了小朋友中的“专业”玩家:“我最近参与一个青岛世界博览会的竞赛,先做一个机器人,然后用一个很凌乱的软件来编程。但是程序是教师写好的,然后我们应该调试它”。

谈起心爱的机器人,贾子墨滔滔不绝:“二年级、三年级的同学都去了,不过他们玩的是机械臂。我们班去的也有许多。”可见泛核算机类的知识和喜好活动,在小学生中有巨大的商场。

虽然现在玩的火热,但关于未来的展开和成长,小朋友们倒没有做太多功利而实践的方案。

贾子墨说,“当专家却是没大想过,因为我也有其他感喜好的课,”其他他准备升学后参与竞赛。

孙可瑜则奉告我们说,她的父母觉得说不定将来学好了之后可以往这方面展开。

从小学到高中,AI课程教什么?

结合讲堂本身和小朋友们的喜好及认知水平,我们我们可以看出,其实面向小学的AI课程,几乎不触及凌乱的技术原理,更多是给孩子们实践感受的效果,揭掉独特的面纱,让AI不再是电影里的超级机器人,而是得当的知道AI反面是有必定科学原理的,是核算机工作的进程。

或许说,这堂课并非侧重AI原理知识或许AI工程技术,而是针对小学生的逻辑思辨和正确的知道世界的教育。

在这节揭穿课上授课的郭教师也说,人工智能课的教育关键在于让孩子们了解接收这些知识原理,而非单纯的编程或类似的技术课程:“主要是讲做事情的逻辑,假设我讲if语句、while语句,课程就失掉喜好,孩子们就会失掉喜好。”

那么从全局来看,除了这节课讲的“聚类”,青岛现在在中小学教授的AI课程具体都讲些什么呢?

我们集齐了面向小学生的《人工智能启蒙》、面向初中生的《人工智能入门》和面向高中生的《人工智能基础》三个系列的书,准备 呼喊神龙 为我们整体的揭秘一下这些课程的内容。

小学版:《人工智能启蒙》

小学版的讲义总共六册,这儿展示的是第一册,只需117页,共12个章节,前半部分在说AI的一些基础方向和原理,包括核算机视觉、机器学习等,后半部分就到了运用环节,包括人脸辨认、AR、辨认音乐、智能修图、举荐体系等,中心穿插AI相关的品德和价值百科观。

原理非常浅显,仅限于让小学生知道机器学习是通过许多数据掌握事物特征,核算机视觉需求让机器看许多标明过的图片,语音辨认需求先辨认声母韵母再连成单词或一句话,给孩子一些底子的知识。

当然,这些信息现在或许还不是广义上的社会知识,但10年、20年之后,这些必定是知识了。

因此,它也很适宜对AI的认知停留在电影黑科技阶段的成年人阅读,是一本非常浅显的通俗读物,考虑到小学讲义都是插图,因此虽然有100多页,但成年人或许只需一两个小时就可以细细的看完它,建立从小白到知识的AI认知。

书中还有许多实践环节,比如让学生领会形色智能识花App、讯飞语音输入法、小度语音辅佐、谷歌翻译等运用,感受人工智能终究能结束怎样的功用。

其他,为了说明一些AI技术终究有什么用,编者还放了百度查找“珠穆朗玛峰的高度”和淘宝拍立淘作为比如展示,可以说整体非常日子化了。

初中版:《人工智能入门》

比较前面的小学讲义,定位初中教材的《人工智能入门》就非常硬核了。

硬核到什么地步呢?总共分为四本书,400页左右,而且从第二章初步就要学编程了。

先不看细节,感受一下目录:

第一章 人工智能概述

第二章Python编程初步——用程序与小车对话

第三章 多传感器测距

第四章 图像处理基础

第五章 机器学习初探

第六章 天然言语处理——智能英文文章分析

第七章 深度图像了解

第八章 言语辨认与人机交互

第九章 宝石搜集:抉择方案和规划

第一章仍是人人看得懂的大众读物,除了言语表述不那么儿童化之外,跟小学讲义没太大差异。

但到了第二章,似乎是突然地文理分班,先是Python函数、变量、运算符,接着进入实践问题,有公式有核算,有例题有编程。

而之后的每一章,都是从实践日子、运用中的问题启航,介绍相关科学原理、图表函数和需求编程处理的问题,结构有些类似于中学的数理化讲义。可以说,比较小学版,初中版是从科普到真正学知识和运用的跃迁。

不过,这套书整体非常工程向,你们感受下:

真的许多题啊……假设想看看孩子有没有参与竞赛的喜好和天资,不妨来学习一下这本书。

高中版:《人工智能基础》

高中版其实是出的最早的,当时也引起了一阵颤抖。

量子位上一年就读完了这本书,假设想看具体内容,可以点击查阅上一年的报道。

在高中版的教材里,卷积神经网络、生成敌对网络、无监督学习等各种AI理论概念总算出现了,而且整体的原理叙说的非常翔实。

假设说初中讲义要培养未来的工程师的话,高中讲义就更像培养未来的科学家了。当然,关于有必定数理思维基础的成年人来说,学习一下这本书也是深化了解人工智能的一个极好的途径。

终究,在各地的实践教育中,三套书并不是严峻对应小初高的次第,各地会依情况抉择运用哪一套。

商汤出品

其实,在青岛的AI讲堂上,主导这些教育内容的是一家我们了解的AI公司:商汤科技。

青岛市教育局副巡视员姜林说,现在成体系出教材的只需商汤一家,此外还有途径支撑,有AI教育研讨院落户青岛帮忙练习教师,给孩子们教的内容有质量有标准。

当然,并非全部都是商汤结束的,商汤教育事业部总经理尚海龙介绍,从初步编写的高中讲义到后来的小学讲义,编写进程中需求商汤直接撰写的越来越少,教研员和一线教师参与的逐渐的变多。

因为初步编写高中AI教材的时分,高中的AI教育全球都没有标杆,要保证讲的是真的AI,因此编写团队中一半是一线教师,一半是商汤的研讨人员。

而到初中小学阶段,商汤的教授博士们很难降维到小朋友的水平,因此引入了许多一线教师,商汤的研讨人员把底子元素界定好之后,具体教材的言语和组织逻辑是一线信息技术教师来编写,保证孩子们可以接受这样的内容。

其他,还要同步参看数学、物理等课程的发展,让学生们在学习相关AI课程的时分有必定的数理基础。

这些一线教师里,就有商汤就挖来的北京十一学校、上海星河湾双语学校等名校的教师,其间有《2018年人工智能教育展开陈说》的中心编委,也有多年从事AP核算机课程的教育工作的教师,此外还有许多出名高校的教授博士们来做导师,他们都曾经在核算机相关领域的教育中堆集过阅历。

甚至,AI课还有考试,包括一小部分知识查验,还有实践项目、自主立异的项目、交流展示会等等活动。

有了教材,还要考虑授课的教师。因为此前没有专门教AI的小初高教师,因此商汤人工智能教育研讨院专门分五六批练习了300多名在青岛各学校授课的教师,并组织日常备课。

据青岛教育局介绍,这些教师中只需少数是AI相关专业毕业的,一初步只需核算机专业的教师参与,后来又有学物理、学数学的教师参与,甚至还有文科教师自学编程参与进来。

据商汤的工作人员走漏,现在商汤AI基础教育已推行至青岛、上海、北京、深圳、晋中、香港、澳门、哈尔滨、郑州、成都、贵阳等17个城市,500多所学校。其间不乏成都七中、青岛二中、郑州二中、哈工大附中、上海市西中学这样的名校,而山西晋中更是现已在全市高中开设了AI课。

不过关于这群正在学AI的小朋友来说,实践能做出什么效果才是他们最关心的。

贾子墨说:“其实我觉得手动编程就很单调,但后边的效果让人很激动,假设将来到时分能让人工智能来自动编程、语音输入程序,不用电脑控制就更好了。”

文中周涵为化名。

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