創(chuàng)客空間2.0：人工智能時代創(chuàng)客空間中的教育

張冰　吳俊杰

如今，人工智能時代的生活圖景正展現(xiàn)出一種“未來學(xué)家”一樣的想象力，而各種未來學(xué)家競爭的重點在于人類會不會被強人工智能所奴役。同時，越來越多的教育工作者開始關(guān)注人工智能時代我們需要學(xué)什么、怎么學(xué)的問題。這是一個進(jìn)步，畢竟，在“信息技術(shù)和學(xué)科整合”的觀點中，大部分的人只關(guān)心怎么學(xué)的問題，而很少有人像西蒙·帕佩特一樣關(guān)心要學(xué)什么。幸好時代發(fā)展了，當(dāng)下我們可以從更加多樣化的角度審視人工智能教育。

此次對話我們邀請了一位信息技術(shù)“班主任”——張冰老師，一起來談一談人工智能時代創(chuàng)客空間中的教育。張老師非?！皣?yán)謹(jǐn)”，平時私下里聊天總是天南海北，落到紙面上卻很“謹(jǐn)慎客觀”，作為一個喜歡讓不靠譜的人靠譜、讓靠譜的人不那么靠譜的不靠譜的人，我也是花了很大力氣挖出一位一線教師多維度的思考，下面就到了“上菜”的時候了。

張冰

河北省邢臺市第二十五中學(xué)信息技術(shù)教師，信息中心主任，科協(xié)人工智能骨干教師，教育部教育管理信息中心TITT項目“中小學(xué)人工智能教學(xué)方向”培訓(xùn)講師，微信公眾號“跟我一起Scratch”中的作者“同同爸”，創(chuàng)客教育普惠課程Scratch入門方向合伙人。

吳俊杰

北京景山學(xué)校信息技術(shù)師教物理教師，STEM教育研究者，研究方向為創(chuàng)客教育的普及課程和教師專業(yè)發(fā)展。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域，致力于從教育的角度推動可持續(xù)發(fā)展理念下的模塊可重用的設(shè)計，推進(jìn)電子、家電、家具、建筑行業(yè)的可重用設(shè)計的理念和消費行為。

吳俊杰：非常感謝張冰老師參與本次對話欄目。人工智能這個主題很熱，我們在去年、前年也做了幾期相關(guān)的討論，應(yīng)該說大的謀篇布局階段已基本定型，但還有很多具體的問題需要仔細(xì)落實，而一線教師們最關(guān)心的也是落實的過程。張老師有三個“身份標(biāo)簽”，首先是“跟我一起Scratch”公眾號的自媒體作者，其次是學(xué)校信息中心的主任，最后是一位少見的信息技術(shù)學(xué)科的初三班主任。這三個身份剛好也是我們關(guān)注人工智能的三個角度，首先是信息技術(shù)學(xué)科課程怎么上、創(chuàng)客空間怎么建設(shè)，其次是從教育信息化的角度出發(fā)，學(xué)校要做出哪些改變，最后聊一聊學(xué)生的終身成長和家校配合的問題。下面，讓我們先從創(chuàng)客空間2.0說起。

張老師，您覺得人工智能主題的創(chuàng)客空間應(yīng)該怎么建設(shè)？又應(yīng)該開設(shè)哪些課程呢？

張冰：大數(shù)據(jù)與人工智能時代已經(jīng)來臨，很多工作都將被機器強大的運算與分析能力所替代，那么什么是機器替代不了的呢？那就是人類的探索精神、創(chuàng)新意識與文明浸潤下的思維方式。因此，中小學(xué)的人工智能還是要以體驗為主，重要的是讓學(xué)生知道人工智能是什么、有什么用、怎么去用。對于孩子來說，知識廣度比深度更重要。我們要讓更多的學(xué)生體驗到人工智能，而不是讓少部分學(xué)生深入人工智能，因此我認(rèn)為人工智能主題的創(chuàng)客空間應(yīng)該是一個可編程的體驗式空間。學(xué)習(xí)時可以選取生活中學(xué)生熟悉的現(xiàn)象，編程配以人工智能擴展加以模擬實現(xiàn)并創(chuàng)新，再以必要的硬件落實想象，這種“發(fā)現(xiàn)—探究—創(chuàng)造”的思路是可行的。學(xué)生利用人工智能技術(shù)制作自己設(shè)計的創(chuàng)意作品，了解人工智能融入生活以后的樣子，在動手操作中體會人工智能的強大之處，高年級后，可以進(jìn)行深入甚至是底層性的研究。

人工智能主題的創(chuàng)客空間，在現(xiàn)行條件下，對于學(xué)校來說，最基礎(chǔ)的首先還是機房，在機房里，孩子們體驗語音和圖像相關(guān)的人工智能應(yīng)用，體驗炫酷的效果，更快地把人工智能技術(shù)當(dāng)工具。其次是封裝度比較高的機器人，作為孩子們學(xué)會自由創(chuàng)作的一個中間“腳手架”。再次是可以隨意搭建加入傳感器的機器人，孩子們可以自由實現(xiàn)自己的想法。等到自由搭建的環(huán)節(jié)，就需要3D打印機、激光切割機這類產(chǎn)品，還可以加上畫筆這些藝術(shù)類的工具，讓人工智能作品更親和也更有個性。到綜合階段，創(chuàng)客作品往往是一種技術(shù)融合的體現(xiàn)，選擇人工智能主題作為創(chuàng)客空間建設(shè)的切入點可能與教師的個人特色和學(xué)校的整體規(guī)劃有關(guān)，但是到了高級階段實際上是殊途同歸的。

吳俊杰：軟硬件結(jié)合一直都是創(chuàng)客教育的一大特色，但是我發(fā)現(xiàn)所接觸的開展人工智能教學(xué)比較好的老師，他們的工作方式好像更偏“軟件工程師”，而且人工智能確實是一個“算法先行”的領(lǐng)域，所以我們常常把創(chuàng)客空間人工智能的學(xué)習(xí)比喻成“智力擔(dān)當(dāng)”，但又要處理好普及和提高的關(guān)系，不能是單純的智力選拔。

張冰：縱觀科技的發(fā)展史，每一次進(jìn)步都是新需求催生出新技術(shù)，讓該需求得以實現(xiàn)，真正的學(xué)習(xí)應(yīng)該就蘊含在孩子的探究與創(chuàng)造過程中，花開無聲，教化無形。

作為一線教師，我還是習(xí)慣用具體的例子來呈現(xiàn)教學(xué)效果。第一個例子叫“臥室智能燈”，這個例子源于我的孩子在二年級時，開始要分屋睡，但關(guān)掉燈后他有點害怕，他想讓燈按下開關(guān)后停一會再滅。于是我就跟他一起用Scratch分析這個問題，首先我們畫了一盞由“按鈕”開關(guān)控制的燈，按鈕與燈之間是通過廣播與接收實現(xiàn)控制的，如何讓它按下按鈕后停五秒再關(guān)燈？加一個“等待”積木塊就可以了。然后，孩子又問能不能躺在床上就可以直接發(fā)命令？于是又想到了用聲音做開關(guān)，于是模擬出了類似走廊的聲控?zé)簟?/p>

只是聲音控制的話難免會出差錯，那么燈能不能聽懂我們說的話，而不只是聲響？自然而然解決問題就用到了“人工智能的語音識別”，Scratch滿足不了的情況下，我們用mBlock中的“人工智能應(yīng)用服務(wù)”讓燈“聽懂”了我們的話。

其實這個例子是在純軟件中模擬的，如果硬件具備，很輕松就能實現(xiàn)上述的一系列過程，讓孩子的思維轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實，做出一盞真正的人工智能燈。

總之，我認(rèn)為人工智能教育的切入點是源自生活，通過“蘇格拉底式的提問”帶孩子一步步去探索，去思考。每個案例都要迭代很多次，逐步形成成品。可以說，每次迭代記錄下的并不是單純的程序，而是面對問題我們思考的路徑，都隱含著非常具有普適性的問題解決方法。要知道每個例子的精髓并不是成品而是思維過程，我們的教育是在跟孩子完成一次內(nèi)功心法的修煉。

但是學(xué)校也有很多不可替代性，首先從社會分工的角度來講，孩子上學(xué)可以省下家長帶孩子的人力。此外，從教育角度上來講，學(xué)校的功能不僅僅是教學(xué)，更重要的還有育人，這就需要營造特定氛圍，學(xué)校目前提供的同齡人社交氛圍是單獨面對冰冷的機器無法達(dá)到的。再具體到每一節(jié)課中，傳統(tǒng)課程最大的優(yōu)勢在于它為每個學(xué)生提供了一個與教師面對面交流的機會，而網(wǎng)絡(luò)課程則無法達(dá)到這一效果。這個過程不僅是接受知識，同時也為學(xué)生與老師交流思想、與同齡人交流、學(xué)會自己思考提供了機會。教師的引導(dǎo)與約束、同學(xué)的啟迪與鼓勵更大程度上促進(jìn)了學(xué)習(xí)效果的達(dá)成，也促進(jìn)了學(xué)生心理和思想的健康發(fā)育。我想，這也是由于新冠疫情上半年全國普遍都在上網(wǎng)課，但媒體卻頻頻報道效果不佳的原因所在。

吳俊杰：人工智能教育帶來的教學(xué)內(nèi)容的變化和教學(xué)形式、教學(xué)供給、教學(xué)評價的變化都可以看作是一個教育大發(fā)展的機會，但如何維護(hù)好人工智能教育背景下的教育公平，仍然是一個值得關(guān)注的問題，我也沒有想到我們推廣編程、人工智能這么多年，在今年兩會上丁磊委員“將少兒編程納入學(xué)業(yè)水平考試”的提案仍然會掀起那么多的關(guān)于教育公平的討論。

張冰：教育公平，我個人認(rèn)為從絕對值的角度來分析是維護(hù)不了的?；A(chǔ)教育發(fā)展到今天，其他科目教育公平了嗎？也還沒有，但是我們一直在努力，包括很多支教政策的出臺與信息化基建的投入。

所以我們只能討論：人工智能教育是加劇了教育不公平還是讓教育更公平，而不是人工智能教育是否能讓教育公平。相對于以往，互聯(lián)網(wǎng)的到來、網(wǎng)速的提升與慕課的流行很大程度上促進(jìn)了教育的公平，將鄉(xiāng)村學(xué)校與城市孩子享受到的教育拉近了一點距離。

以上說到的是技術(shù)支持了教學(xué)，但人工智能教育本身，到目前為止，我感覺還處在較初級的階段，起碼在我們本地的教材中是沒有呈現(xiàn)的。雖然我們逐漸意識到了它的重要性，但如果不能大面積地在常規(guī)教學(xué)中推廣，那么結(jié)果只能是城市、校外都學(xué)了，農(nóng)村等不發(fā)達(dá)地區(qū)卻沒有學(xué)。這會不會是更大的不公平？

甚至我們還可以想象，如果農(nóng)村孩子上了大學(xué)，發(fā)現(xiàn)城市孩子習(xí)以為常的東西自己完全沒見過……那么他是能咬牙撐過來，還是直接被現(xiàn)實擊暈？“課堂教學(xué)是人工智能教育的最后一公里”，我認(rèn)為當(dāng)下教育公平最緊要的就是能夠在全國的課堂教學(xué)中普惠式地開展人工智能教育課程，不讓每一個孩子錯過這個時代。

吳俊杰：剛才說家庭教育也是教育供給的一個來源，現(xiàn)在不少家長也稍微懂一些編程，在學(xué)校沒有開設(shè)人工智能課程的條件下，能不能發(fā)揮家庭教育的作用呢？您這邊有什么樣的建議？

張冰：家長是孩子的第一任老師，這很重要，而且是老師替代不了的。有很多家長在公眾號后臺問我能不能給他的孩子上網(wǎng)課輔導(dǎo)一下。我想他們誤解了我的意思，我在公眾號分享的課例都是從兒子小學(xué)一年級開始，我將我們父子倆的學(xué)習(xí)經(jīng)歷分享出來也是希望父母能夠?qū)W會后將其作為跟孩子交流的小甜點。家長如果也懂一些編程，可以像我前面例子提到的帶孩子用編程實現(xiàn)一些人工智能的功能，這個過程不是說教，而是拿出時間與孩子一起完成小例子探究與思考的過程。孩子行為習(xí)慣的養(yǎng)成不在于我們說教了多少，而在于家長在陪伴的過程中觀察、發(fā)現(xiàn)與適時地引導(dǎo)。孩子在與家長一起完善作品的同時，不光收獲了思維方式的豐富，更會收獲行為習(xí)慣與學(xué)習(xí)品質(zhì)的塑造。

此外，從人工智能主題結(jié)合編程的內(nèi)容上看，以家庭為單位的學(xué)習(xí)也是很有必要的。孩子在學(xué)校學(xué)到的大量知識因為受學(xué)科壁壘影響，都處在“知其然而不知其所以然”的維度，當(dāng)他面對一個沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題時，無法拆解問題到可以解決的范疇，因此就會出難以回答。生活的培養(yǎng)一定是要讓孩子在看到事物的同時，理解事物為什么會是這樣，思考自己能不能讓它變得更好。家長不妨蹲下來，站在孩子的視角去思考問題的存在以及解決方法，盡可能地鼓勵、支持孩子自己想出來，去嘗試，去創(chuàng)造，去驗證，去迭代。放下所有的焦慮、擔(dān)憂、恐慌，就是單純地與孩子共同參與這一件事，去悅納、欣賞這個真實的孩子，任思維自由地跳舞，這將會是親子教育中最美好的時光。

吳俊杰：聽您最后的表達(dá)，特別想看看您開家長會的樣子。人工智能會改變很多，但改變不了的是師者的一份愛心。最后一個問題是，您理解的人工智能是一個漸變的過程還是一個革命性的質(zhì)變？

張冰：人工智能對我們生活的影響每時每刻都發(fā)生著量變，人工智能技術(shù)雖然還沒發(fā)生質(zhì)變但有望引起質(zhì)變，關(guān)鍵點是能夠帶動新一輪的技術(shù)紅利，拉動經(jīng)濟。我們目前身在這個變化的過程中，會覺得這是一個漸變的過程，多年之后回頭再看則會是一場突然的質(zhì)變。

從整個教育環(huán)境來看，現(xiàn)在人工智能教育的形態(tài)對于社會、學(xué)校、教師和家長來說都是新鮮的，大家都在摸著石頭過河。當(dāng)下也不可能會通過某個文件就能讓一切就緒，這與我們工作的過程是一樣的，很多時候不是領(lǐng)導(dǎo)力排眾議把事情從零開始搞好，而是領(lǐng)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)事情有可以搞好的趨勢，有合適的土壤，才會抓住機會，力排眾議，促成事情的逐漸達(dá)成。這個土壤，我覺得就是漸變。

后記：張冰老師是一位勤奮、溫暖而踏實的教師，在一同拓展人工智能與創(chuàng)客空間2.0的疆界的時候，我能夠感覺到張老師是一位值得信任的同行者。創(chuàng)客空間可以看作是一所STEM特色的“校中校”，從這個角度來看，每一位創(chuàng)客空間的教師都可以嘗試著結(jié)合這一期的論題，探索一下如何去當(dāng)這所自己心中的“校中?！钡呢?fù)責(zé)人，如何去處理主干課程、融合課程、學(xué)生自學(xué)、家校關(guān)系。這需要經(jīng)驗，更需要擔(dān)當(dāng)，還好，作為創(chuàng)客空間2.0當(dāng)中的“智力擔(dān)當(dāng)”，學(xué)習(xí)人工智能不會讓學(xué)生變傻，從當(dāng)下以智力考核為主的評價機制來看，遇到的阻力會小一些，估計也會順利一些。但顯然人工智能教育有更大的發(fā)展?jié)摿Γ瑥钠占熬幊痰慕嵌壬现v是讓下一代人重新學(xué)會“寫字”的過程，提升勞動力素質(zhì)，更主要的是在社會人力資源和社會資源的優(yōu)化配置的方面，其意義更大。雖然目前還不敢說這是一種“歷史的必然”，也并不確定除去了“教育的偶然”的評價改革會引起多大的風(fēng)波，但作為師者的那份愛心仍然是人工智能教育中的不可或缺的成分，立德樹人從自身做起永遠(yuǎn)是教育的不二法則。