新一代人工智能中學教材發布通過代碼實踐把理論知識“教學資源化”

2018-11-06 14:34:46來源：北國網

我們所處的這個時代，科技發展日新月異，其中人工智能作為新工業革命的基礎驅動力量，正在引領諸多行業的變革，也在重塑我們的生活。

當前，國家政策及行業力量都在推動人工智能在教育環節的應用。另一方面，國家層面的重視以及行業的熱度，使得專業的人工智能教材建設成為亟待解決的工作。于是，這本面向中學階段的新一代人工智能教材《人工智能》應運而生。

該書由北京師范大學副教授趙亮及中央財經大學副教授、大數據中心負責人張寧擔任主編，寓樂灣創始人兼CEO劉斌立、鯨媒體創始人兼CEO遲耀明擔任副主編，從籌備到完稿，耗時兩年。

因為中學階段的人工智能教育正處于起步階段，可供參考的資料和標準很少，編者征詢了教師、學生、科研人員以及行業從業者的意見和建議，盡可能地考慮中學階段的知識水平和接受能力;注意構建能與后續專業課程銜接的知識體系;在注重內容的完整性和邏輯性的同時，也強調實際操作技能;并且還介紹和使用了當前的主流技術與開發工具。

融入深度學習和代碼實踐，打造新一代人工智能教材

趙亮提到，傳統的人工智能教材以基于統計的機器學習為主，通常是與計算機相關的學院在大學本科階段開設的專業選修課。從專業方向來看，傳統的專業設置方案中并沒有人工智能方向，與此相關的方向叫做自動控制亦或是智能科學與技術。

而作為新一代的人工智能輔助教材，《人工智能》不再以傳統的機器學習為唯一內容，還增加了深度學習的知識。除此之外，全書使用人工智能第一語言Python編寫代碼，通過代碼實踐把理論知識“教學資源化”，通過案例進行知識傳輸。

在書中，編者首先以時間為脈絡，梳理了人工智能的前世今生，自古時中外神話傳說中的故事講解至現代人工智能的興起。

書中稱，雖然人工智能的概念出現不過短短數十年，但是人們對人工智能的追求與探索其實始終貫穿于人類文明的歷史進程之中。古希臘神話中的鍛造之神赫菲斯托斯曾制作了一組金質女機器人，這些女機器人能夠幫助他完成高難度的鍛造工作，甚至能開口說話;16-18世紀，歐洲的“自動機”、日本的機關人偶，都是人工智能的初期形態。回看中國古代，從女媧摶土造人，到西周偃師制作的歌舞人偶，再到三國時期的指南車與木牛流馬，也有眾多涉及人工智能的文獻記載。

張寧表示，以上這些雖然可以納入廣義的人工智能范疇，但是與現代意義的人工智能相比，最大的差距是在心智上仍然與人類有著天壤之別。現代意義的人工智能大抵可以分為傳統機器學習和新一代深度學習兩部分。

在傳統的機器學習部分，書中介紹了決策樹(配合毒蘑菇測試案例)、樸素貝葉斯(配合患病測試案例)等分類算法;介紹了K平均聚類算法(配合籃球運動員的行為分析案例);還介紹了使用神經網絡實現的線性分類算法，并將其付諸識別鳶尾花的案例。

在傳統機器學習的基礎上，編者繼續介紹了深度學習，包括用Keras工具進行數字識別和人臉識別的案例;配合斷詞識文案例進行自然語言處理與理解的講解;最終編者又帶我們走向未來，介紹未來已來的自動駕駛……

從“無”到“有”，要做中學生人工智能教材的先行者

《新一代人工智能發展規劃》中提到“在中小學階段設置人工智能相關課程”，但當前中學階段的人工智能教育是薄弱的、更是稀缺的。作為北京師范大學數學科學學院副教授，趙亮發表了20余篇科研論文，參與了人教版《普通高中教科書數學》的編寫工作，并主持了數個人工智能產品的設計與開發;作為中央財經大學副教授、教育部人文社會科學重點研究基地中國精算研究院大數據中心主任，張寧也曾主持國家和省部級項目8項，發表多篇人工智能和計算機領域的科研論文。以上種種，皆可體現二位在知識層面、專業領域的深厚功底。

與此同時，兩位還作為教育行業媒體鯨媒體的學術指導和科學顧問，與鯨媒體一起，走在教育行業的最前線，接觸教育行業的一線生存狀況和發展需求，探索如何推動教育行業變得更好的解決辦法。

“我們努力推動中學人工智能教育，不是說我們的工作有多重要，但在我們看來至少是一個嘗試。現在做這個事情的人不多，但是必須得有人做，在沒有標準和參考的情況下，至少得有人先做出來才能做得越來越好。”趙亮說道。

教材付梓之際，恰是秋季學期伊始，編者希望該書能夠作為送給中學生朋友的一份開學禮。張寧表述說：“讓大家對人工智能建立一定的認知水平，并通過實踐獲得實際應用的能力，是我們最大的快樂。”

目前，這本面向中學生的新一代人工智能教材，或許不足以改變很多。但編者希望，未來在縱向延伸方向，能夠沿著整個人工智能認知進階體系，繼續編寫上至面向大學生的教材，下至面向更低齡少年兒童的人工智能啟蒙讀物。而在橫向外延方面，編者會繼續進行人工智能與其它行業相結合的書稿的編寫工作，豐富人工智能的理論體系與應用領域。

而鯨媒體，作為一家誕生于2015年12月的教育行業垂直媒體，自成立伊始，就始終站在行業的最前線，敢于剖析教育行業亂象，致力于把最深度、最精華的部分帶給教育行業。

在成立至今近3年的時間里，既產出上千篇充滿深度的原創性內容，又統計了精準的每季度及每年的投融資事件，既打造出科技含量極高的AI媒體矩陣，又研發了實時監控和分析教育行業和公司輿情的“鯨輿”，還有每年如期而至的回看教育行業一年的《鯨字塔》，以及視頻訪談節目《鯨視角》、《教條》……

此次關于人工智能教材的參與編纂，關于人工智能大會(TEC教育創想大會)的組織主辦，是鯨媒體愿意深度剖析教育行業的又一次全新嘗試。其實我們的目標沒有那么宏大，我們只是希望能夠秉持對中國的教育事業嚴肅、認真的態度，并且希望通過一己之力為中國的教育事業做出努力和貢獻。

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