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 “用最快的速度，從文件夾中所有的照片里找到這個(gè)人”

接到這個(gè)任務(wù)后，周涵迅速的啟動(dòng)了代碼編輯器，熟練地輸入了幾行Python語(yǔ)句，調(diào)用了幾個(gè)腦海中熟悉的函數(shù)，編譯，運(yùn)行。

接下來(lái)是等待時(shí)間了，1，2，3……她坐在電腦前讀秒。

檢測(cè)圖片張數(shù)：128
耗時(shí)：19.82

雖然AI搜尋已經(jīng)比人工一張張查找快了很多，但當(dāng)周涵看到旁邊小組耗時(shí)19.66的成績(jī)，雖然只差0.16秒，但依然很不滿意。

于是，她迅速調(diào)整重來(lái)，重新運(yùn)行，1，2，3……

檢測(cè)圖片張數(shù)：128
耗時(shí)：19.38

周涵迅速的沖上臺(tái)去，更新了成績(jī)。

這下，沒有其他團(tuán)隊(duì)更快了，她心滿意足的回到了自己的機(jī)位，理了理身上的小學(xué)校服裙，坐在了板凳上。

是的，這是小學(xué)生的操作，讀四年級(jí)的她，正在青島嶗山區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)的校舍里上人工智能課，量子位全程旁聽了這節(jié)課。

在他們的課堂上，孩子們不僅要學(xué)原理，還要寫代碼實(shí)踐，當(dāng)堂編程運(yùn)行，借助云端的算力跑出結(jié)果，思考AI技術(shù)的落地與應(yīng)用，甚至還會(huì)安排考試。

像嶗山二小這樣開設(shè)AI課的學(xué)校，在青島一共有100所，從小學(xué)、初中到高中，超過20000名學(xué)生在課堂上探尋人工智能究竟是什么。

四年級(jí)的AI課

在青島，AI課程是校本課程必修課，學(xué)生從小學(xué)四年級(jí)開始上，每周安排一節(jié)課。到了臨近畢業(yè)的時(shí)候，比如小學(xué)六年級(jí)、初中八年級(jí)，考慮到孩子們的升學(xué)壓力，只會(huì)安排半個(gè)學(xué)期的AI課程。

我們聽到的這節(jié)課，就是最低年級(jí)小學(xué)四年級(jí)的課程。公開課的地點(diǎn)選在了階梯教室，上課的舞臺(tái)上準(zhǔn)備了3張圓桌，各擺了6臺(tái)電腦。

領(lǐng)導(dǎo)講話結(jié)束后，1位女老師和18名九歲左右的小朋友就來(lái)到了教室，這節(jié)課開始了。

由于本學(xué)期學(xué)生們已經(jīng)上到了第8節(jié)人工智能課，了解過人臉檢測(cè)是怎樣的一項(xiàng)技術(shù)，因此這節(jié)課的主題是人臉聚類。

課程開始，老師提到了一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的問題：

劉彥凱同學(xué)要競(jìng)選大隊(duì)委，需要做一個(gè)電子相冊(cè)，但是老師將包括劉彥凱在內(nèi)的學(xué)生們的照片都放在了一起，沒有按照人名歸類，所以需要在大量照片中找到劉彥凱的照片。

同學(xué)們?cè)诟髯缘碾娔X上手動(dòng)試了幾分鐘后，沒有人能在短時(shí)間內(nèi)將劉彥凱的照片全部找出來(lái)。

于是，老師介紹了手機(jī)相冊(cè)里的照片分類功能，可以按照每張照片上不同的人物主角，自動(dòng)將照片分門別類，這便是人臉聚類的應(yīng)用。

之后開始了第二項(xiàng)活動(dòng)，從一群同學(xué)的照片中，找到特定的同學(xué)。每當(dāng)老師念到一個(gè)同學(xué)的名字，學(xué)生們總能迅速的從12張單人照中找到TA：“第X行第X個(gè)！”

這項(xiàng)活動(dòng)之后，老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生們說(shuō)，他們是根據(jù)一個(gè)人的性別、外貌、五官等方面的特征，從12張照片找到特定同學(xué)的。

那么一個(gè)人有哪些特征呢？他們以授課老師為例，描述了老師的人臉特征：臉圓圓的、眼睛不大不小、鼻子剛剛好……

但是，僅憑這些描述，是無(wú)法認(rèn)出特定的一個(gè)人的。

此時(shí)，課堂進(jìn)入正題，老師向?qū)W生介紹了特征提取，根據(jù)相似度百分比進(jìn)行人臉對(duì)比和識(shí)別、人臉聚類等過程，告訴學(xué)生們機(jī)器是如何根據(jù)相似度的判斷，從而識(shí)別特定面孔的。

由于這是面向小學(xué)生的課，所以不會(huì)具體講有什么模型、模型的每一層具體做什么這樣細(xì)節(jié)的知識(shí)，更多是對(duì)機(jī)器完成一項(xiàng)功能大致過程的介紹。

不過令人驚喜的是，這堂四年級(jí)的課程中，竟然還有編程實(shí)踐的過程，并且用的不是面向兒童的Scratch，而是在業(yè)界更為主流的Python，來(lái)解決開頭那個(gè)從許多照片中找到劉彥凱照片的問題。此前學(xué)校開的機(jī)器人課上，學(xué)生們已經(jīng)對(duì)Python語(yǔ)言有所接觸。

當(dāng)然，編程實(shí)踐的難度不會(huì)有多高：

程序運(yùn)行結(jié)束之后，每個(gè)圓桌小組的同學(xué)匯報(bào)了自己的運(yùn)行成果，并填在老師的PPT里：

一個(gè)組的孩子說(shuō)：“我們先打開AI這個(gè)文件夾，然后將它運(yùn)行，提取了人臉的特征，最后機(jī)器告訴我們用時(shí)19.66秒，檢測(cè)128張照片。”

另一個(gè)組的孩子說(shuō)：“我們先把軟件打開，讓軟件識(shí)別人臉是什么樣子的，最后軟件告訴我們用時(shí)19.38，檢測(cè)128張照片。”

而中間一組的女生周涵，甚至在運(yùn)行速度被其他同學(xué)超越后再次運(yùn)行，跑出更好的成績(jī)，更新到老師的PPT里。小小年紀(jì)，就像做研究的大人們一樣追求state-of-the-art（最先進(jìn)的結(jié)果）了。

這里的運(yùn)行過程，其實(shí)是在專門為AI課程搭建的云端超算中心上完成的，青島市教育局為了給中小學(xué)生開AI課準(zhǔn)備了4個(gè)超算中心，因?yàn)殚_課的學(xué)生非常多，這些計(jì)算資源也不夠?qū)W生們同時(shí)使用，需要各個(gè)學(xué)校班級(jí)協(xié)調(diào)時(shí)間。

在知識(shí)教學(xué)和體驗(yàn)之后，到了“落地”環(huán)節(jié)。老師啟發(fā)同學(xué)們討論了身邊的聚類應(yīng)用，學(xué)生們爭(zhēng)先恐后的舉出了包括垃圾分類、超市產(chǎn)品分類，外賣分類配送，還有圖片搜索、電商按圖搜索產(chǎn)品、物流分揀等例子。

玩機(jī)器人的少年

按照6周歲上學(xué)計(jì)算，這些四年級(jí)的小朋友只有九歲、十歲左右。給他們講特征提取、講聚類，他們真的能理解嗎？

可別小看現(xiàn)在的小朋友。

正在這所學(xué)校上四年級(jí)的賈子墨同學(xué)就覺得學(xué)AI非常有用。他是一位機(jī)器人愛好者，從六歲半起就開始學(xué)少兒編程了，目前會(huì)用樂高的EV3編程（Scratch語(yǔ)言）實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的功能。另外他也正在學(xué)Python。

賈子墨是學(xué)校機(jī)器人社團(tuán)的成員，他非常享受用各種命令去指揮機(jī)器人的過程，其中的各種傳感器都會(huì)拿來(lái)研究一下，看看它們的功能是什么。

同班的另一位同學(xué)孫可瑜也學(xué)了樂高機(jī)器人。孫可瑜說(shuō)，除了他們二人之外，班里還有10名左右的同學(xué)也在學(xué)習(xí)機(jī)器人。

雖然AI有各種不同的應(yīng)用，不過顯然，會(huì)動(dòng)的機(jī)器人是孩子們最喜歡的領(lǐng)域。這幾名小愛好者除了校內(nèi)每周的人工智能課、計(jì)算機(jī)課和機(jī)器人社團(tuán)之外，還會(huì)去校外學(xué)機(jī)器人，以及參加比賽。

“最喜歡的一節(jié)課是老師用各種軟件命令控制屏幕上的機(jī)器人行動(dòng)。”孫可瑜說(shuō)。

而賈子墨比她多學(xué)了一段時(shí)間，已經(jīng)成為了小朋友中的“專業(yè)”玩家：“我最近參加一個(gè)青島國(guó)際博覽會(huì)的比賽，先做一個(gè)機(jī)器人，然后用一個(gè)很復(fù)雜的軟件來(lái)編程。但是程序是老師寫好的，然后我們需要調(diào)試它”。

談起心愛的機(jī)器人，賈子墨滔滔不絕：“二年級(jí)、三年級(jí)的同學(xué)都去了，不過他們玩的是機(jī)械臂。我們班去的也有很多。”可見泛計(jì)算機(jī)類的知識(shí)和趣味活動(dòng)，在小學(xué)生中有巨大的市場(chǎng)。

雖然現(xiàn)在玩的火熱，但關(guān)于未來(lái)的發(fā)展和成長(zhǎng)，小朋友們倒沒有做太多功利而實(shí)際的打算。

賈子墨說(shuō)，“當(dāng)（AI、機(jī)器人方面的）專家倒是沒大想過，因?yàn)槲乙灿衅渌信d趣的課，”另外他準(zhǔn)備升學(xué)后參加競(jìng)賽。

孫可瑜則告訴我們說(shuō)，她的父母覺得說(shuō)不定將來(lái)學(xué)好了之后可以往這方面發(fā)展。

從小學(xué)到高中，AI課程教什么？

結(jié)合課堂本身和小朋友們的興趣及認(rèn)知水平，我們可以看出，其實(shí)面向小學(xué)的AI課程，幾乎不涉及復(fù)雜的技術(shù)原理，更多是給孩子們實(shí)踐感受的作用，揭掉神奇的面紗，讓AI不再是電影里的超級(jí)機(jī)器人，而是確切的知道AI背后是有一定科學(xué)原理的，是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程。

或者說(shuō)，這堂課并非強(qiáng)調(diào)AI原理知識(shí)或者AI工程技能，而是針對(duì)小學(xué)生的邏輯思辨和正確的認(rèn)識(shí)世界的教育。

在這節(jié)公開課上授課的郭老師也說(shuō)，人工智能課的教學(xué)重點(diǎn)在于讓孩子們了解接收這些知識(shí)原理，而非單純的編程或類似的技能課程：“主要是講做事情的邏輯，如果我講if語(yǔ)句、while語(yǔ)句，課程就失去趣味，孩子們就會(huì)失去興趣。”

那么從全局來(lái)看，除了這節(jié)課講的“聚類”，青島目前在中小學(xué)教授的AI課程具體都講些什么呢？

我們集齊了面向小學(xué)生的《人工智能啟蒙》、面向初中生的《人工智能入門》和面向高中生的《人工智能基礎(chǔ)》三個(gè)系列的書，準(zhǔn)備 召喚神龍 為大家整體的揭秘一下這些課程的內(nèi)容。

小學(xué)版：《人工智能啟蒙》

小學(xué)版的課本一共六冊(cè)，這里展示的是第一冊(cè)，只有117頁(yè)，共12個(gè)章節(jié)，前半部分在說(shuō)AI的一些基礎(chǔ)方向和原理，包括計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等，后半部分就到了應(yīng)用環(huán)節(jié)，包括人臉識(shí)別、AR、識(shí)別音樂、智能修圖、推薦系統(tǒng)等，中間穿插AI相關(guān)的倫理和價(jià)值觀。

原理非常淺顯，僅限于讓小學(xué)生知道機(jī)器學(xué)習(xí)是通過大量數(shù)據(jù)掌握事物特征，計(jì)算機(jī)視覺需要讓機(jī)器看大量標(biāo)注過的圖片，語(yǔ)音識(shí)別需要先識(shí)別聲母韻母再連成單詞或一句話，給孩子一些基本的常識(shí)。

當(dāng)然，這些信息現(xiàn)在或許還不是廣義上的社會(huì)常識(shí)，但10年、20年之后，這些一定是常識(shí)了。

因此，它也非常適合對(duì)AI的認(rèn)知停留在電影黑科技階段的成年人閱讀，是一本非常淺顯的通俗讀物，考慮到小學(xué)課本都是插圖，因此雖然有100多頁(yè)，但成年人可能只要一兩個(gè)小時(shí)就可以細(xì)細(xì)的看完它，建立從小白到常識(shí)的AI認(rèn)知。

書中還有很多實(shí)踐環(huán)節(jié)，比如讓學(xué)生體驗(yàn)形色智能識(shí)花App、訊飛語(yǔ)音輸入法、小度語(yǔ)音助手、谷歌翻譯等應(yīng)用，感受人工智能到底能實(shí)現(xiàn)怎樣的功能。

另外，為了解釋一些AI技術(shù)到底有什么用，編者還放了百度搜索“珠穆朗瑪峰的高度”和淘寶拍立淘作為例子展示，可以說(shuō)整體非常生活化了。

初中版：《人工智能入門》

相比前面的小學(xué)課本，定位初中教材的《人工智能入門》就非常硬核了。

硬核到什么地步呢？總共分為四本書，400頁(yè)左右，而且從第二章開始就要學(xué)編程了。

先不看細(xì)節(jié)，感受一下目錄：

第一章 人工智能概述

第二章 Python編程初步——用程序與小車對(duì)話

第三章 多傳感器測(cè)距

第四章 圖像處理基礎(chǔ)

第五章 機(jī)器學(xué)習(xí)初探

第六章 自然語(yǔ)言處理——智能英文文章分析

第七章 深度圖像理解

第八章 語(yǔ)言識(shí)別與人機(jī)交互

第九章 寶石采集：決策和規(guī)劃

第一章還是人人看得懂的大眾讀物，除了語(yǔ)言表述不那么兒童化之外，跟小學(xué)課本沒太大區(qū)別。

但到了第二章，仿佛是突然地文理分班，先是Python函數(shù)、變量、運(yùn)算符，接著進(jìn)入實(shí)際問題，有公式有計(jì)算，有例題有編程。

而之后的每一章，都是從實(shí)際生活、應(yīng)用中的問題出發(fā)，介紹相關(guān)科學(xué)原理、圖表函數(shù)和需要編程解決的問題，結(jié)構(gòu)有些類似于中學(xué)的數(shù)理化課本?？梢哉f(shuō)，相比小學(xué)版，初中版是從科普到真正學(xué)知識(shí)和應(yīng)用的躍遷。

不過，這套書整體非常工程向，你們感受下：

真的好多題啊……如果想看看孩子有沒有參加競(jìng)賽的興趣和天賦，不妨來(lái)學(xué)習(xí)一下這本書。

高中版：《人工智能基礎(chǔ)》

高中版其實(shí)是出的最早的，當(dāng)時(shí)也引起了一陣轟動(dòng)。

量子位去年就讀完了這本書，如果想看具體內(nèi)容，可以點(diǎn)擊查閱去年的報(bào)道。

在高中版的教材里，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)等各種AI理論概念終于出現(xiàn)了，而且整體的原理講述的非常細(xì)致。

如果說(shuō)初中課本要培養(yǎng)未來(lái)的工程師的話，高中課本就更像培養(yǎng)未來(lái)的科學(xué)家了。當(dāng)然，對(duì)于有一定數(shù)理思維基礎(chǔ)的成年人來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)一下這本書也是深入了解人工智能的一個(gè)極好的途徑。

最后，在各地的實(shí)際教學(xué)中，三套書并不是嚴(yán)格對(duì)應(yīng)小初高的順序，各地會(huì)依情況決定使用哪一套。

其實(shí)，在青島的AI課堂上，主導(dǎo)這些教學(xué)內(nèi)容的是一家我們熟悉的AI公司：商湯科技。

青島市教育局副巡視員姜林說(shuō)，目前成體系出教材的只有商湯一家，此外還有平臺(tái)支撐，有AI教育研究院落戶青島幫助培訓(xùn)教師，給孩子們教的內(nèi)容有質(zhì)量有標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，并非全部都是商湯完成的，商湯教育事業(yè)部總經(jīng)理尚海龍介紹，從最初編寫的高中課本到后來(lái)的小學(xué)課本，編寫過程中需要商湯直接撰寫的越來(lái)越少，教研員和一線教師參與的越來(lái)越多。

因?yàn)樽畛蹙帉懜咧蠥I教材的時(shí)候，高中的AI教育全球都沒有標(biāo)桿，要確保講的是真的AI，因此編寫團(tuán)隊(duì)中一半是一線教師，一半是商湯的研究人員。

而到初中小學(xué)階段，商湯的教授博士們很難降維到小朋友的水平，因此引入了大量一線教師，商湯的研究人員把基本元素界定好之后，具體教材的語(yǔ)言和組織邏輯是一線信息技術(shù)老師來(lái)編寫，保證孩子們可以接受這樣的內(nèi)容。

另外，還要同步參考數(shù)學(xué)、物理等課程的進(jìn)度，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)相關(guān)AI課程的時(shí)候有一定的數(shù)理基礎(chǔ)。

這些一線教師里，就有商湯就挖來(lái)的北京十一學(xué)校、上海星河灣雙語(yǔ)學(xué)校等名校的老師，其中有《2018年人工智能教育（基礎(chǔ)教育）發(fā)展報(bào)告》的核心編委，也有多年從事AP（美國(guó)大學(xué)預(yù)科班）計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)工作的老師，此外還有許多知名高校的教授博士們來(lái)做導(dǎo)師，他們都曾經(jīng)在計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)中積累過經(jīng)驗(yàn)。

甚至，AI課還有考試，包括一小部分知識(shí)測(cè)驗(yàn)，還有實(shí)踐項(xiàng)目、自主創(chuàng)新的項(xiàng)目、交流展示會(huì)等等活動(dòng)。

有了教材，還要考慮授課的老師。因?yàn)榇饲皼]有專門教AI的小初高老師，因此商湯人工智能教育研究院專門分五六批培訓(xùn)了300多名在青島各學(xué)校授課的老師，并組織日常備課。

據(jù)青島教育局介紹，這些老師中只有少數(shù)是AI相關(guān)專業(yè)畢業(yè)的，一開始只有計(jì)算機(jī)專業(yè)的老師參與，后來(lái)又有學(xué)物理、學(xué)數(shù)學(xué)的老師加入，甚至還有文科老師自學(xué)編程加入進(jìn)來(lái)。

據(jù)商湯的工作人員透露，目前商湯AI基礎(chǔ)教育已推廣至青島、上海、北京、深圳、晉中、香港、澳門、哈爾濱、鄭州、成都、貴陽(yáng)等17個(gè)城市，500多所學(xué)校。其中不乏成都七中、青島二中、鄭州二中、哈工大附中、上海市西中學(xué)這樣的名校，而山西晉中更是已經(jīng)在全市高中開設(shè)了AI課。

不過對(duì)于這群正在學(xué)AI的小朋友來(lái)說(shuō)，實(shí)際能做出什么效果才是他們最關(guān)心的。

賈子墨說(shuō)：“其實(shí)我覺得手動(dòng)編程就很枯燥，但后面的結(jié)果讓人很激動(dòng)，如果將來(lái)到時(shí)候能讓人工智能來(lái)自動(dòng)編程、語(yǔ)音輸入程序，不用電腦控制就更好了。”

文中周涵為化名。