時間:2024-02-29 14:37:33
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇人工智能教育政策范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
1 人工智能定義和發展階段
人工智能的英文是Artificial Intelligence, 簡稱AI, 人工智能的內容不斷豐富和發展, 至今還沒有統一的定義。比較權威的說法認為[3]:人工智能是關于人造物的智能行為, 主要包括知覺、推理、學習、交流和在復雜環境中的行為。人工智能的長期目標是發明出可以像人類一樣或能更好地完成以上行為的機器, 短期目標是理解這種智能行為是否存在于機器、人類或其他動物中, 所以它包含了科學和工程雙重目標。根據其功能強弱, 人工智能分為三類, 即弱人工智能、強人工智能還有超級人工智能。人工智能的發展大體上經歷了三個階段, 第一階段是20世紀50~60年代, 提出人工智能的概念。主要以命題邏輯、謂詞邏輯等知識表達和啟發式搜索算法為代表;第二階段是20世紀70~80年代, 提出了專家系統, 同時基于人工神經網絡的算法研究發展迅猛, 伴隨著半導體技術計算硬件能力的逐步提高, 人工智能逐漸開始突破;第三階段是自20世紀末以來, 尤其是2006年開始進入了大數據和自主學習的認知智能時代。隨著移動互聯網的快速發展, 人工智能的應用場景也開始增多, 特別是深度學習算法在語音和視覺識別上實現了巨大的突破[4,5]。人工智能的技術體系主要分為四個方面, 即機器學習、自然語言處理、圖像識別以及人機交互等。當今擊敗世界圍棋冠軍李世石的Alpha GO主要應用了機器學習中的深度學習算法。
2 人工智能應用狀況與反思
2017年, 阿里的無人超市落地杭州, 進店、挑選商品、付款支付一氣呵成, 消費者幾乎在完全自主的狀態下完成購物。與此類似, 昆山富士康公司裁員6萬名工人, 全用機器人代替。京東、淘寶引入的智能機器人替代了原來的倉庫管理、人工客服等崗位。因此有學者悲觀地斷言:在人工智能時代, 因為很多職業崗位或技能將被智能機器人所代替, 職業院校畢業生很有可能面臨畢業就失業的窘境。筆者認為, 我們不應該重蹈歷史上英國制定的限制汽車推廣使用的《紅旗法案》的悲劇。正是這個在今天看來毫無道理的, 但卻持續了三十年的法案讓德國和美國的汽車工業完全趕上來, 最終遠超英國。人工智能應用必將淘汰或替代很多現有就業崗位, 但同時又會創造新的就業崗位, 這是一個伴隨著產業智能升級的、長期的艱難過程, 對于職業教育來說, 這既是一個嚴峻的挑戰, 也是一個難得的機遇。
3 人工智能時代職業教育的發展策略
為了更積極地適應人工智能時代, 除了國家層面的統籌規劃、科學指導和政策、經費支持之外, 建議還要做好以下幾個方面的發展規劃。
3.1 解放思想, 更新理念與制度
中國工程院院士潘云鶴提出, 人工智能走向2.0階段的真正原因是世界正從原來由人類社會與物理空間構成的二元空間, 向著由物理空間、人類社會與信息空間構成的新三元空間演變[6]。因此, 職業教育在教學和管理過程中應該加入人工智能等相關理念和技術, 同時其辦學定位、人才培養方案、專業建設、課程內容、考核評價標準等方面都需要做出相應的改進。比如當前大多數職業院校非計算機類專業的課程安排中, 信息技術類課程課時偏少, 數據處理、編程類或人工智能課程幾乎沒有, 這樣的安排不利于提升學生的信息素養, 必須做出相應的調整, 同時適當減少將來可被人工智能應用替代的技能課程的課時, 比如電算會計、環境監測等。
3.2 善用人工智能, 提升教學與管理
在人工智能背景下, 教師們現有的重復性工作和大量數據積淀的教學任務, 比如批改作業或閱卷或課堂考勤都可能被人工智能取代, 因此, 教師能騰出更多的時間, 更充分地關注學生的個性差異, 從而為學習者提供更精確的個性化學習服務, 教師也能夠及時調整教學方法和手段, 優化教學評價方式, 補充教學資源, 減少備課重復性工作, 提升教學效率, 真正地做得因材施教, 同時學生們的學習方法和方式將不同程度地得到重構, 基于大數據的智能在線學習平臺大量出現, 不同的學校、學科及專業課程不再封閉, 學習時時處處都可以進行, 碎片化與個性化學習將日益普遍。教師能完整地跟蹤學生的整個學習過程, 比如學生上課是否睡覺、是否玩手機、是否在教室里與其他同學合作學習等, 都能夠根據監測數據進行智能解析, 有利于更有效、更全面地對學生進行過程性評價。大部分課程考試將全部自動化, 考生資格審查利用人臉識別、監考與閱卷都由智能機器來完成。上述人工智能給教學帶來的這些變化既需要網絡硬件設施和相關軟件系統來支撐, 更需要職業教育的教師們繼續提升信息技能、深化和加強信息素養。
3.3 深化產教融合、優化實訓筑牢就業
在人工智能時代, 職業院校應與相關行業統籌發展, 深化產教融合, 拓寬企業參與的途徑, 深化引企入教改革, 支持引導企業深度參與職業院校的教育教學改革, 多種方式參與學校專業規劃、教材開發、教學設計、課程設置、實習實訓, 促進企業需求融入人才培養環節;鼓勵以引企駐校、引校進企、校企一體等方式吸引優勢企業與學校共建共享生產性實訓基地;全面推行現代學徒制和企業新型學徒制, 推動學校就業與企業招工無縫銜接。比如職業教育將出現新師徒制, 行業領域的行家里手將通過互聯網以VR或者AR技術言傳身教的方式, 帶領規模龐大的徒弟用碎片時間進行學習與實踐。
3.4 完善終身學習的職業教育體系
隨著人工智能應用的深入推廣, 職業院校培養的技能型人才所掌握的技能如果不及時進行充電升級, 中低端的重復性強的工作將面臨被智能機器人不同程度進行替代的危險。所以對于不少技能崗位, 守著一門技術吃一輩子老本的時代將一去不復返。因此, 職業教育要繼續完善終身教育體系, 為職業教育學生的充電升級鋪就一條縱深的通道。
3.5 人文教育為道, 智能教育為用
在人工智能的幫助下, 簡單重復性的工作將被機器替代, 人們將從重復繁瑣的事務中解脫出來, 轉去從事更具有創造性、創新性或者更具有情感類的工作, 這些工作需要人與人之間的合作與溝通, 因此, 職業教育更需要注重學生思想道德水平、人文綜合素質的培養, 這是做人之道, 在此基礎之上激發學生們的學習主動性和創造力, 促進跨界思維的形成, 更好地掌握人工智能時代的相關職業崗位知識和相應的智能技能。著名理論物理學家霍金曾說:完全人工智能的研發可能意味著人類的末日。Tesla汽車和Space X公司創始人馬斯克說:我們必須非常小心人工智能。如果必須預測我們面臨的最大現實威脅, 恐怕就是人工智能了[7]。一群沒有良好道德水平的, 但掌握了智能技術或設備的人們是危險的, 所以職業教育應該從學生入學起就開始, 不斷提升學生的思想道德水平, 熱愛社會、熱愛生活、樂于助人、與人為善。只有這樣, 人工智能應用才能更好地服務人們、造福社會。
4 結論
人工智能正在快速又深刻地改變我們的教學、生活和工作方式, 也對職業教育提出了嚴峻的挑戰, 同時也是一個巨大的機遇。職業教育在面對人工智能時代的變革時, 須要從國家政策、理念與制度、教學管理、產教融合、終身學習等方面做好應對, 切實地把握人文教育之道對智能教育之用的統領原則, 培養能很好地掌控人工智能技術和應用的人才。
參考文獻
[1]謝青松.人工智能時代職業教育的轉型和發展[J].教育與職業, 2018 (8) :50-56.
[2]蘇令.人工智能來了, 教育當未雨綢繆[EB/OL].[2018-05-15].
[3]Nils J.Nilsson.人工智能[M].鄭扣根, 莊越挺, 譯.北京:機械工業出版社, 2000.
[4]王璐菲.美國制定人工智能研發戰略規劃[J].防務視點, 2017 (3) :59-61.
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.197
1 中學教育現狀
教育乃立國之本,而中學教育乃是重中之重。一方面,中學生處于青春的成長期,各項綜合素質逐漸完善中,中學教育意義和責任重大;另一方面,中學教育仍然是應試教育為主,仍然需要面對千軍萬馬過獨木橋的“中考”“高考”,中學教育很大程度左右了學生的未來。
目前的中學教育資源,分為公共教育資源――公辦/民辦學校教育,和社會教育資源――私人家教、補習班等,有如下兩個特點。
1.1 學生得到的公共教育資源不足
學校班級結構的構成是:一名班主任教師,多名科任教師。在大多數學校中,無論是班主任教師,還是科任教師,均會承擔其他班級的教學任務。可以看出,教師資源是非常有限的,加上“中考”“高考”的上線壓力,教師往往會將有限的精力分散關注在所有的學生上,每個學生得到的公共教育資源并不多。
1.2 學生獲取的社會教育資源不公
學生若在學校無法獲取更多的教育資源,將不得不轉向社會教育資源去求助。據統計,學生參與社會教育資源的成本在200元/小時,學習費用成本過高,進一步造成普通學生的社會教育資源也無法獲取。
本文要探討的,正是通過人工智能這一現代信息化技術,構建智能輔助學習系統,使中學生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
2 智能輔助學習
2.1 人工智能簡介
人工智能(Artificial Intelligence)是計算機科學的一個分支,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科,能夠對人的意識、思維等信息過程進行模擬。隨著計算機科學技術的發展,特別是近年來大數據技術的成功應用,人工智能在越來越多的行業展現出蓬勃的沖擊力。以谷歌圍棋機器人“阿爾法”、微軟助理機器人“小娜”等為代表的虛擬智能機器人,能像人那樣思考,也具備超過常人的智能。
在國內,人工智能在教育領域的理論研究和教學實踐表現得越來越活躍,盡管人工智能并不是為教育專門研發的,但是人工智能的不斷發展,使得其在教育中的應用也越來越廣泛,教育的智能化一直是教育界和教育技術領域的理想和目標。
2.2 智能輔助學習系統
智能輔助學習系統,其表現形式是能夠為每個學生,配備一個虛擬教師。學生能夠通過電子設備(如手機、計算機),與虛擬教師進行交流對話,咨詢虛擬教師各學科的問題,并得到有效的學習輔助。
該智能輔助學習系統,具備以下幾個特征。
2.2.1 虛擬教師跨學科能力
與傳統的教師專一某一學科不同,虛擬教師并沒有學科邊界劃分。只要學習系統研發出某一學科的學習算法,該虛擬教師就能夠獲取該門學科的能力。
2.2.2 虛擬教師深度自學習
虛擬教師的“智能”來源于三方面。一是學生基本信息檔案,該檔案涵蓋了從小學教育開始的學科成績、綜合能力、愛好特長等,虛擬教師得到學生的人物畫像。二是虛擬教師對學生的自學習,每一次雙方的溝通交流,虛擬教師都能夠不斷更新發展學生的畫像。三是虛擬教師對學校課堂內容的自學習,虛擬教師并不是獨立于學校教育存在的,而是作為學習教育資源的一個補充,虛擬教師能夠掌握課堂進展、作業部署、考試動態等信息。
2.2.3 接近自然語義的溝通
學生與虛擬教師之間,可以通過自然語義的語音和文字進行溝通,如 “今天數學作業第2題不會”“《荷塘月色》全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他計算輔助手段為補充,如上傳某道數學題圖片,虛擬教師通過圖形識別匹配,給出該題的解題思路和講解。
2.3 優勢分析
智能輔助學習系統,有三大核心優勢。
一是“即學即問”,相比目前的學校教育和社會教育,學生在學習遇到困難時,只有有限的時間與教師交流,在智能輔助學習系統中學生將不受空間、時間限制,隨時隨地可以與虛擬教師互動,獲取充足的教育資源。
二是“定制教學”,相比目前的教育形式,課堂上教師與學生是一對多的關系,教師不可能專為某個學生定制教學方案,在智能輔助學習系統虛擬教師與學生是一對一的關系,虛擬教師能夠更了解學生,根據學生的具體情況制訂最佳學習方案。
三是“受眾廣闊”,相比目前的公共教育資源緊缺、社會教育資源費用昂貴,智能輔助學習系統一旦推廣,受眾學生可無限增加,邊際效應非常明顯。并且計算機系統設計特有的水平擴展能力,能夠隨著學生人數的增加而增加,支撐廣大的學生輔助學習。
2.4 前景預測
筆者比較看好人工智能在中學輔助教育中的落地前景,除了前文所述的人工智能技術發展,為中學教育帶來的價值外,當前國家政策和社會環境也非常有利。
第一,未來10年國家政府和教育部門會大幅增加在教育信息化產業上的投入,隨著《國家中長期教育改革和發展綱要(2010―2020年)》和《教育信息化十年發展規劃(2011―2020年)》等相關規劃相繼出臺,各級地方政府和教育部門都非常重視教育信息化產業的投入,人工智能+云計算是重中之重,人工智能技術的興起必將教育信息化推向一個新的高度。
第二,教育信息化逐漸成為風口,根據前瞻產業研究《中國在線教育市場前景與投資戰略規劃分析報告》統計,2015年在線教育市場規模大約為479億美元,而這一數字在2020年預計將增長到504億美元。這個持續迅猛增長的市場正在吸引越來越多的創意和資本,教育領域中的人工智能也很快會成為熱點,涉足其中的高科技公司也會越來越多。
3 結 論
本文通過智能輔助學習系統,探索了人工智能在中學輔助教育中的一個應用。雖然沒有介紹具體的技術實現、系統研發,但對現狀痛點、應用前景做了綜合性分析概述,相信隨著科學技術的持續發展、教育領域的融合開放,本文探索的這個應用將實現于市場,使廣大中學生能夠獲取到更多、更公平的教育資源。
參考文獻:
[1]何維貴.利用現代化教學手段打造高效課堂[J].廣西教育(中等教育),2013(6).
產業鏈格局已現,上游技術成型、下游需求倒逼,計算機視覺產業應用最成熟。產業鏈初步格局已現,從基礎層和底層技術,再到應用技術,最后再到行業應用,除了近年來底層核心技術的突破,下游行業需求倒逼也是人工智能應用技術發展的重要動力,諸如人機互動多元化倒逼自然語義處理、人口老齡化倒逼智能服務機器人、大數據精準營銷倒逼推薦引擎及協同過濾,等等。其中計算機視覺應用技術的發展可能是最先發力的,國內不乏世界一流水平公司。
2B應用首先爆發,“人工智能+金融、安防”應用前景廣闊。“人工智能+”將代替之前的“互聯網+”,在各行業深化應用,安防、金融、大數據安全、無人駕駛等等。生物識別和大數據分析在安防和金融領域的應用則是目前技術最為成熟、產業化進程較快,如智能視頻分析、反恐與情報分析、地鐵等大流量區域的監控比對;金融領域的遠程開戶、刷臉支付、金融大數據采集、處理、人工智能自動交易、資產管理等。相關推薦標的:東方網力、佳都科技、川大智勝,建議關注大智慧、遠方光電。
推薦組合:
從基礎層、技術層、應用層的劃分上,短期關注能成功商業化的企業。建議關注新三板企業海鑫科金(430021.OC)、捷尚股份(832325.OC)
在主流的機器學習框架下,從人工智能的數據+算法+計算能力的三要素構成上考慮,建議關注地平線機器人和中科寒武紀。
在細分領域,建議關注圖像和視覺識別的曠視科技(face++)、格靈深瞳、商湯科技、云從(佳都科技),語音識別領域的捷通華聲(Q169597)、云知聲、思必馳,智能客服領域的智臻智能(834869.OC)、中通網絡(835426.OC),服務機器人相關的圖靈機器人、優必選,智能駕駛相關的Minieye、馭勢科技、國科微(新三板待掛牌)等。
行業觀點
算法+數據+計算能力三輪驅動人工智能加速到來:人工智能的發展經歷兩起兩落,目前是第三次崛起。算法、數據和計算能力不同程度的造成了人工智能歷史上發展的低谷期。深度學習是目前最主流的機器學習方法和基礎算法框架,也在不斷的發展和完善中,現在使用不同算法的結合在圖像和語音處理中取得了更好的效果。機器學習的目標是真正實現無監督學習,在朝這個目標發展的過程中,遷移學習和聚焦模型是最有前景的方向之一。人工智能所需要的計算能力未來將適應“云+端”的模式,在IOT時代,用于“端”的機器學習計算能力,低功耗、低成本、低體積均是重要的發展目標。
政策助力,巨頭加碼,人工智能發展如火如荼:發達國家已充分認識到人工智能的戰略意義,紛紛從國家戰略層面對人工智能加緊布局。美國、歐盟和日本均開始大腦研究計劃。國內對于人工智能的相關扶植政策已出臺。互聯網公司和科技巨頭也加大力度進行人工智能領域的布局,人才爭奪激烈。人工智能相關的創業公司也不斷涌現,風險資本競相進入。
人工智能的技術逐漸成熟,應用逐步落地:語音識別、圖像和視頻識別是相對成熟的技術,國內公司在相關領域處于世界領先水平。自然語言處理是認知智能的更高層級目標,未來進步空間巨大。隨著技術的不斷走向成熟,各細分領域的應用已開始逐步落地。
“+人工智能”成為行業和場景未來智能化的趨勢:人工智能是未來產業變革的基礎力量,對不同行業和場景的智能化改造是未來趨勢。安防、金融、醫療、汽車、制造業、教育、廣告、傳媒、法律、智能家居、農業等均是人工智能落地的方向。
隨著我國教育的迅猛發展,作為科學教育重中之重的小學科學教育逐漸開始被大眾所關注,所以探索小學科學教育的新思路已成為教育改革的關鍵之一。多年來,我國不斷借鑒發達國家的教育改革理念與經驗,并進行本土化研究,促進我國教育發展。
一、研究背景
HPS教育作為西方20世紀80年代盛行的理論,引入中國已有20余年。作為極其受歡迎的教育理念,憑借著自身優勢在中國教育課程改革中占據了一席之地,也為中國科學教育提供了新思路。
(一)HPS的概念界定
HPS的提出源自科學內部對科學反思和科學外部人員對科學本質認識的思考。最初,HPS指的是科學史(HistoryofScience)和科學哲學(PhilosophyofScience)兩大學科領域,但在20世紀90年代科學建構論流行后,科學社會學與科學知識社會學被引入科學教育,HPS逐漸演化成科學史(HistoryofScience)、科學哲學(PhilosophyofScience)和科學社會學(SociologyofScience)三者的統稱[1]:科學史即研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史;科學哲學則是對科學本性的理性分析,以及對科學概念、科學話語的哲學思辨,比如科學這把“雙刃劍”對人類社會的影響;科學社會學則討論科學處在社會大系統中,社會種種因素在科學發展過程中的地位和作用,這包括了政治、經濟、文化、技術、信仰等因素[2]。在國外,德國科學家和史學家馬赫最早提倡HPS教育,突出強調哲學與歷史應用至科學教學中的作用。我國HPS相關研究開始晚且研究規模較小,首都師范大學的丁邦平教授認為HPS融入科學課程與教學是培養學生理解科學本質的一個重要途徑[3]。
(二)HPS教育理念融入小學科學課程的必要性
運用科學史、科學哲學等進行教學是目前國際上小學科學教育改革的一種新趨勢。2017年,教育部頒布的《義務教育小學科學課程標準》標志著我國科學教育步入了新階段,其不僅要求達成科學知識、科學探究的相應目標,也要養成相應的科學態度,思考科學、技術、社會與環境的融洽相處。該標準提出了“初步了解在科學技術的研究與應用中,需要考慮倫理和道德的價值取向,提倡熱愛自然、珍愛生命,提高保護環境意識和社會責任感”。HPS教育與小學科學課程的結合是教學內容由知識到能力再到素養的過程,是小學科學教育的新維度,改變了小學科學課程的教學環境。將科學課程中融入HPS教育的內容,可以幫助學生理解科學本質,研究科學知識是如何產生的,科學對社會的多方面影響以及科學和科學方法的優、缺點等。當《小學課程標準》將科學態度和價值觀視為科學教育的有機組成部分時,小學科學課程就有望成為HPS教育的天然載體,同時為小學科學課程滲透HPS教育提出了挑戰。目前,我國小學科學課程雖已有部分設計融入了HPS教育理念,但該融入過程仍停留在表面,融入程度低,融入方式單一。所以,研究HPS教育理念融入小學科學課程十分有必要。
(三)HPS教育理念融入小學科學課程的可行性
縱觀國內外已有的研究,將HPS教育融入小學科學課程可分為基于傳統課堂模式的正式教育課程和基于科技館、研學機構等的非正式教育課程。由皖新傳媒、中國科學技術大學先進技術研究院新媒體研究院、中國科學技術大學出版社三方通力合作、聯合打造的《人工智能讀本》系列叢書自出版以來已發行八萬套,在安徽省多個市區的小學得以應用,是青少年人工智能教育上的一次全新探索。該套叢書分三年級至六年級共四套,涵蓋了16個人工智能前沿研究領域知識點,每一節課都設有場景引入、讀一讀、看一看、試一試4個模塊。小學《人工智能讀本》作為闡述新興科技的讀本,以親切的場景對話和可愛幽默的插畫等形式吸引了眾多小學生的興趣,不僅可作為學校科學課讀本,也可以應用于課外場景。本文則以小學《人工智能讀本》為例,對HPS教育進行初步摸索與實踐,以期對小學科學教育帶來教益。
二、HPS教育理念融入小學科學的典型案例
《人工智能讀本》作為HPS教育理念融入小學科學實踐的典型案例,側重引導學生多維度、科學辯證地認識人工智能,內容包括機器學習、決策職能和類腦智能,以及人工智能的不同發展階段,帶領學生思考人工智能帶來的倫理問題以及其他挑戰,培養學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。本研究將以《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”為例,分析HPS教育理念融入小學科學的實踐。
(一)科學史:提升課程趣味性
小學科學教育作為培養具有科學素養公眾的重要步驟,提升過程的趣味性則十分重要。過去傳統的小學科學教育注重知識的傳遞而忽略了學習過程,填鴨式教學導致學生失去對科學的興趣與探索欲,不利于公民科學素養的整體提高。而科學史作為研究科學(包括自然科學和社會科學)和科學知識的歷史,已經逐漸滲透到科學教育中來。科學史常常介紹科學家的事跡,某一知識誕生所面臨的困難和曲折過程,而將科學史融入課程可以帶學生重回知識誕生的時刻,切身體會科學。讀本作為在小學科學教育中不可或缺的工具,利用科學史內容,以敘事方式可以將科學哲學與科學社會學的思想融入教學過程中,在讀本中融入歷史,可以提升課程趣味性,幫助學生更加容易探求科學本質,感受科學家不懈努力、敢于質疑的精神,提升科學素養。例如《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”引入部分即以時間順序展開,介紹人工智能的發展與面臨的困境。在“看一看”中機器人索菲亞是否可以結婚的故事不僅為本章節提供了豐富的內容,提升了課程的趣味性,而且還融入了科學與哲學,引發讀者對于人工智能的思考。
(二)科學社會學:提升課程社會性
科學社會學是研究一切科學與社會之間的聯系與影響,包含科學對社會的影響和社會對科學的影響。科學是一種社會活動,同時也受到政治、經濟、文化等多方面影響,比如蒸汽機的誕生表明科學促進社會的發展。在科學教育的課堂中融入科學社會學不僅可以幫助學生理解科學問題,還可以通過介紹科學與社會之間的復雜關系,培養學生靈活、批判看待科學問題的思維能力。如六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,在介紹個人與技術的基礎上引入了政府和環境這兩個要素,使學生在更宏觀的背景下,獲得這樣一種認知:環境與技術之間有一把“雙刃劍”,個人與技術、政府與技術之間是相互促進的主客體關系。《人工智能讀本》并不全是說教性質的文字,在“試一試”中的辯論賽環節讓同學通過親身實踐,更加了解人工智能對于社會的多方面影響。通過對于科技是一把“雙刃劍”這一事實的了解,同學們可以更好地將學習知識與社會的背景聯系在一起,深刻體會科學中的人文素養,增強社會責任感。
(三)科學哲學:提升課程思辨性
以往研究發現,國內學科教材中關于科學史和科學社會學內容較多而且呈顯性,而對于科學哲學的融入內容不夠,且不鮮明。[3]科學哲學融入科學教育無疑可以提升學生的思辨性,幫助學生建立起對于科學正確而全面的認識。例如,《人工智能讀本》六年級第四單元“人工智能倫理與其他挑戰”中,引入人工智能倫理,通過介紹人工智能面對的挑戰、人工智能的具體應對策略,讓小學生了解人工智能技術發展的同時也要重視可能引發的法律和倫理道德問題,明白人與人工智能之間的關系以及處理這些關系的準則。通過“讀一讀”先讓學生明白倫理概念,再用一幅畫讓學生思考在算法的發展下,人類與機器人的關系如何定義,向學生傳遞樹立人類與人工智能和諧共生的技術倫理觀。通過這種方式,可以幫助學生逐步建立完整的科學觀,全面且思辨地看待科學,提升學生思辨性,進而提升科學素養。
三、HPS教育理念融入小學科學課程的實踐建議
《人工智能讀本》作為一套理論與實踐相結合,具有知識性與趣味性的兒童科普讀物,著重引導小學生培養科學創新意識,提升人工智能素養,產生求知探索欲望。但《人工智能讀本》作為HPS融入小學科學課程的初始,仍存在教育資源不充分、內容結合較淺等不足,為了將HPS教育更好融入小學科學課程,可從以下三方面加以改進。
(一)開發HPS教育資源
HPS教育需要教育資源的支撐。HPS教育資源來源廣泛,無論是學生的現實生活,還是歷史資料,都可以提供契機和靈感。《人工智能讀本》中收集了大量與人工智能相關的故事和現實案例,都可以作為教育資源,從各個角度達到科普的目的。在新媒體時代,進行HPS教育資源開發時,應當注意借助最新的信息與通信技術增強資源的互動性,如互動多媒體技術、虛擬現實技術、增強現實技術、科學可視化技術等。在傳統的科學課堂教學中,主要是通過圖片文字講解,實驗演示及互動來開展。這種形式對于現實中能接觸到的實驗內容,如常見的動植物、可操作的物理化學實驗等,比較容易開展。而對于地球與宇宙科學領域的知識,或者一些已經不存在的動植物,則只能通過圖片視頻進行展示,不容易進行實驗展示。通過虛擬現實技術、增強現實技術等,則可以虛擬出世界萬物,如不易操作的物理化學實驗、已消失的動植物等都可以通過虛擬現實的手段得以呈現。這些技術或能使教學內容變得生動形象,或通過營造沉浸感以使學生有更佳的情境體驗,或讓學生與教學資源進行交互從而自定義內容,服務于學生科學素養提升的終極目的。
(二)對小學科學教師進行培訓
HPS教育的關鍵是從社會、歷史、哲學等角度對自然科學內容進行重新編排,并不是將大量的內容或學科知識簡單相加,這對教師能力也提出了更高要求。目前,人工智能教學領域常常出現“學生不會學、老師不會教”的狀況,《人工智能讀本》作為內容翔實有趣的讀本可以彌補一部分缺失。但與此同時,也需要提升教師的教學能力與知識儲備。HPS教育理念不僅僅針對歷史中的科學人物,所有的學生主體也是歷史中的主體,他們也身處于社會中,并且對于生活中的各種科學現象有著自己的思考。所以教師身為引導者,需要注意到學生的思考,深入挖掘,鼓勵他們對所思內容進行反思并付諸實踐。科學史和科學哲學應當成為科學教師教育項目中的一部分,這能讓科學教師更好地理解他們的社會責任。為此,對職業科學教師進行HPS培訓便是必要的。
(三)多場景開展小學科學教育
科學素養不是空洞的,它來自學生的認識體驗,并從中獲得生動、具體的理解和收獲。《人工智能讀本》作為方便攜帶的讀本,不僅可以在小學科學課堂中作為教材使用,也可以應用在其他場景,如研學旅行、科技館等場所。課堂學習只是小學科學教育中的一個環節,家庭、科技館等也可以進行科學教育。例如,科技館與博物館可以以科學家和歷史科學儀器為主題舉辦展覽,展覽中融入HPS教育理念,學生在參觀和學習過程中學習有關科學內容。一些歷史上大型的科學實驗,學校教室或實驗室無法滿足條件,但在大型的場館中可以實現。例如,研學旅行作為目前科學教育中最受歡迎的方式之一,已被納入學校教育教學計劃,列為中小學生的“必修課”,正逐漸成為學生獲得科學知識的另一個途徑。研學旅行作為一種集知識性、教育性、趣味性和娛樂性為一體的旅游形式,通常伴隨著知識教育的過程,包括科學知識的普及,所以也是開展小學科學教育的重要場所。在該場景下,運用《人工智能讀本》等新興手段進行科學教育往往取得事半功倍的效果。
結語
目前,HPS教育理念已經積極嘗試運用到小學科學教育中,包括學校內的正式學習以及學校外如科技館、博物館、研學旅游中的非正式學習之中。其中,科技史以時間維度為線索創造豐富資源的同時也可以提升課程趣味性;科學社會學以科學與社會之間的相互關系幫助學生理解科學本質,提升科學素養;科學哲學則以哲學的視域審視科學的誕生提升學生思辨能力。未來,HPS教育結合小學科學則需要更深入,在資源開發、教師培訓以及應用場景等方面加以改進,為提升國民科學素養做出努力。
參考文獻:
[1]袁維新.國外科學史融入科學課程的研究綜述[J].比較教育研究,2005,26(10):62-67.
[2]張晶.HPS(科學史,科學哲學與科學社會學):一種新的科學教育范式[J].自然辯證法研究,2008,24(9):83-87.
2016年12月29日到2017年1月4日,一個名叫 “Master”的神秘網絡圍棋手橫掃中、韓、日圍棋界。它憑借驚人的穩定性一路高唱凱歌,獲勝60場,沒有敗績。最終神秘的“Master”揭開了廬山真面目,宣布自己就是“阿爾法圍棋”。
2017年1月,谷歌Deep Mind公司宣布推出真正2.0版本的“阿爾法圍棋”,成為第一個不借助讓子,在全尺寸19×19的棋盤上擊敗職業圍棋棋手的電腦圍棋程序,其特點是擯棄了人類棋譜,只靠“深度學習”的方式成長起來挑戰圍棋的極限。
圍棋是人類最具智慧的競技之一,而人工智能(Artificial Intelligence,簡稱AI)研發是人類最具挑戰性的科技探索。人機大戰的經典對決將被同時載入圍棋史冊和科技史冊。它的意義已經遠遠超出圍棋本身,人們熱衷談論“阿爾法圍棋”更多是出于對AI技術的關切。從誕生到日益成熟,AI理論和技術的應用領域在不斷擴大,不知不覺間滲透到人類當代生活的各個方面。AI時代,互聯網、金融、醫療、教育、物流、娛樂、傳媒等行業都在加速自己智能化的進程。可以想見,未來人工智能帶來的科技產品,將會是人類智慧的“容器”。 而與此同時,人類命運和機器智慧的沖突與共存,已經由人機大戰開始不斷升溫。
“人工智能百年研究”項目
2014年秋季,美國斯坦福大學開啟了“人工智能百年研究”(AI100)項目。這是一個超大型長期項目,該項目發起人――美國人工智能發展協會會長、前微軟研究員埃里克?霍維茨博士表示,“我們的職責是研究人工智能在2030年前對人類社會生活方方面面所產生的影響,尤其是在北美地區”,而“研究的核心是,人類不能喪失對人工智能的控制能力”。 “人機大戰”
2016年9月1日,“人工智能百年研究”項目的第一項成果《人工智能與2030年的生活》。這是一份試圖定義北美城市在未來10多年間將要面臨的可以模擬人類行為的計算機和機器人系統 (即人工智能)問題的報告,涉及交通、家庭/服務、健康醫療、教育、低資源社區、公共安全與防護、就業、娛樂等關注領域,目的是推動相關政策的制定。業內人士認為,工業界和學術界目前正在聯手倒逼政府出臺人工智能的相關政策,希望可以獲得更大力度的資金和法律扶持。
《人工智能與2030年的生活》所列舉的關注領域,均面臨著人工智能的影響和挑戰。例如開發安全可信賴的硬件的困難(交通工具和服務機器人),獲得工作信賴的困難(低資源社區和公共安防),對勞動力可能被邊緣化的擔憂(就業和職業),以及人際交往減少帶來的社會副作用(娛樂)等等。
1.交通:自動駕駛的汽車、卡車、無人機投遞將改變城市里的工作、購物和休閑娛樂模式,但需要增加可靠性、安全性和用戶接受度,并根據新的交通模式改進當前的相關法規和基礎設施。
2.家庭/服務機器人:現在進入家庭的掃地機器人或特種機器人能夠為家庭和工作場所提供清潔和安保服務,當務之急是技術方面的挑戰和機器人成本過高的問題。
3.健康醫療:個人健康監測裝備與手術機器具有極大的發展潛力,人工智能軟件將最終對某些疾病自動進行診斷和治療。目前的關鍵是獲取醫療從業者的信任。
4.教育:互動輔導系統在幫助學生進行語言、數學以及其他技能的學習方面已經發揮出作用,自然語言處理的發展將為這一領域的應用帶來全新的方式。當務之急是教育資源分配不均的問題,以及教、學雙方直接互動的減少會帶來哪些消極影響。
5.低資源社區:投資最新技術領域有助于更充分地發揮人工智能的優勢,比如避免鉛污染和改進食品分配等,重要的是讓公眾參與進來以增強相互信任。
6.公共安全與防護:利用相機、無人機和軟件進行犯罪模式分析,應用人工智能技術來降低人類判斷的主觀偏見,與此同時在不侵犯個人自由和尊嚴的情況下增強安全性。目前需注意的是如何保護隱私和避免固有偏見。
7.就業和職業:隨著全球經濟的快速發展,傳統崗位開始被新崗位取而代之,有關人類如何適應這種新變化的相關工作需要立即展開,比如如何妥善處理勞動力下崗以及人工智能對新工作崗位不適應的問題。
8.娛樂:內容創建工具、社交網絡和人工智能的結合,將開創全新的媒體內容收集、組織和分發模式。但問題是新的娛樂方式如何在個人價值和社會價值之間取得平衡。
《人工智能與2030年的生活》在回顧發展歷程和展望發展趨勢時指出,人類正加速在人工智能領域的研究,試圖建立一個能與人高效協作的智能系統。其中最重要的是機器學習的成熟,它受到了數字經濟崛起的部分影響――數字經濟為機器學習提供了大量數據。此外其他影響因素包括云計算資源的崛起,以及消費者對語音識別和導航支持等技術服務的需求。研究人員認為,不管是從基本方法上還是應用領域,包括大規模的機器學習、深度學習、增強學習、機器人、計算機視覺、自然語言處理、協作系統、眾包和人類計算、算法游戲理論和計算的社會選擇、物聯網、神經形態芯片在內的研究趨勢,共同促進了人工智能研究的熱潮。
這份報告試圖嚴肅地討論這樣一個問題:如何更好地引導人工智能來豐富和服務于人類生活,同時推動和激勵這一領域的創新。因為人類目前并不能清晰而完美地預測未來的人工智能技術及其影響,所以一定要對相關政策進行評估。未來幾年公眾在交通和醫療等領域內應用人工智能的機會日漸增多,因此必須以一種能構建信任和理解的方式將其引入,確保在尊重人權和公民權利,保護隱私和安全,維護廣泛而公正的利益分配等方面措施周備。 世界經濟論壇說,機器人和人工智能到2020年可以取代510萬個工作崗位。
研究人員指出,傳統的人工智能范式已被數據驅動型范式成功取代,對于定理證明、基于邏輯的知識表征與推理這些程序的關注度在降低。作為20世紀七八十年代人工智能研究的一根支柱,規劃( Planning )強烈依賴于建模假設,難以在實際應用中得到滿足;視覺方面基于物理的方法和機器人技術中的傳統控制與制圖,正讓位于通過檢測手邊任務的動作結果來實現閉環的數據驅動型方法;還有曾頗受歡迎的貝葉斯推理和圖形模式,在數據和深度學習的顯著成果前也顯得相形見絀。在未來15年中,針對人類意識系統開發,按照能夠互動的人類特點進行建模和設計人工智能系統成為人們的興趣點。在考慮社會和經濟維度的人工智能時,物聯網型的系統變得越來越受歡迎。數據驅動型產品的數量及其市場規模將會擴大。
“為機器人安裝‘死亡開關’”
2017年1月,歐洲議會法律事務委員會召開會議,呼吁制定“人類與人工智能/機器人互動的全面規則”。議公布的報告對機器人可能引發的安全風險、道德問題、對人類造成的傷害等情況進行了討論,探討是否需要為機器人安裝“死亡開關”、研究機器人搶走人類工作的應對措施等等,要求歐盟為民用機器人制訂法律框架。專家認為,這或將是首個涉及管制機器人的立法草案,將有利于人類應對機器人革命帶來的社會震蕩。
會議認為,人工智能和機器人發動的新工業革命可能影響到所有的社會階層。機器人可能創造無限的繁榮,與此同時將影響人類未來的就業情況。機器人取代人類在許多行業是大勢所趨。在德國,每1萬個雇員中就有301個是工業機器人。報告要求歐盟委員會對各國民眾的就業情況進行調查,重點關注極易被機器人取而代之的職位。如果機器人成為職位“殺手”,歐盟各成員國應考慮為國民提供基本的生活保障。埃里克?希爾根多夫是一名德國法律教授,他非常認同歐洲議會討論的這項議題。“這不僅在政治上是可取的,從法律角度也是必要的,這樣我們才能及時應對機器人革命帶來的社會震蕩。”他指出,“即使是銀行顧問、教師和記者等要求嚴格的職業,未來也無法在這場科技洪流中幸免。”
會議強調,因為人工智能在幾十年內可能超越人類的智力,將對人類控制機器人構成挑戰。隨著機器人自我意識的崛起,甚至可能威脅人類的生存。近年來,機器人“殺人”的事件時有發生:2015年6月,在德國大眾汽車公司,一名工人安裝機器人時反被它抓起推向金屬板壓死;2016年6月,美國一家汽車零件生產商的一名女員工正在修理出現故障的機器人時,它突然啟動,將修理女工活活壓死。
報告參照美國科幻小說作家艾薩克?阿西莫夫提出的“機器人學三大法則”,將其作為立法框架,對機器人自我意識覺醒后的行為規范做出規定。“機器人學三大法則”包括: 1.機器人不得傷害人,也不得見人受到傷害而袖手旁觀。2.機器人應服從人的一切命令,但不得違反第一法則。3.機器人應保護自身的安全,但不得違反第一、第二法則。由于規則無法轉化為代碼,歐洲議會正在著手建立一個針對機器人和人工智能研發的機構,為設計、生產和操作機器人的人員提供技術、倫理和監管方面的專門知識等。
報告還提出:1.在設計新型機器人時,設計師應該尊重人類的基本人權,事先獲得道德研究委員會的批準。2.必須為機器人注冊,以便在調查事故時查找涉事的機器人。3.確保機器人安裝有“死亡開關”,可以隨時被關閉。4.機器人不能對使用者造成“身體或心理傷害”。如果釀成事故,機器人不能逃脫責任。機器人所負擔的責任應該與其接收的實際指令及其自主程度相對應:它的學習能力和自主性越高,那么人的責任就較低;倘若它“受教育”的時間越長,教它的“老師”負的責任就越大。報告還指出,機器人的生產商或擁有者將來需要購買保險,來承擔機器人可能造成的損失。
人類與機器人的關系將會引起一場涉及私隱、尊嚴和安全的大討論,在歐洲議會投票贊成立法之前,各成員國政府將對此做進一步的辯論和修正。
“機器人應當納稅”
英國牛津大學近期一項調查結果顯示,今后數十年間,自動化改變生產線的速度將超過20世紀。在經濟合作與發展組織(OECD)成員國,57%的工作崗位有被自動化取代的風險。英國中央銀行英格蘭銀行預測,在自動化浪潮中,危在旦夕的英國工作崗位多達1500萬個。美國白宮2016年預測,機器人取代時薪低于20美元以下崗位、介于20~40美元崗位和時薪40美元以上崗位的概率分別為83%、31%和4%。
在美國微軟公司創始人比爾?蓋茨看來,為暫時性減緩自動化蔓延速度,很有必要向企業為雇用機器人員工而征稅,稅單將是阻止機器人取代人類工作崗位的殺傷性武器。如果機器人將大范圍取代人類工作崗位,那它們至少應為此買單。“目前一個人類員工在工廠中創造了5萬美元的價值,這個價值會被征稅。人類員工需要繳納各種稅,如所得稅、社會保障稅以及其他稅款。如果一個機器人在工廠做與某個工人同樣的事情,我們也應按同等水平向它征稅。”
蓋茨同時認為,盡管一些工作崗位可能被機器人取代,但人們可以在那些所需技能是機器人無法復制的領域里繼續工作。世界需要抓住機遇解放勞動力,讓人們從事更好的工作,例如關愛老人和幫扶特需群體。在這些領域,人類具有獨特的同情心和理解力。
法國社會黨總統候選人伯努瓦?阿蒙也呼吁法國對機器人征稅,部分稅收用于補貼全民基本收入保障。越來越多的政界人士和硅谷富翁支持推出全民基本收入保障,以化解自動化引發的大范圍失業。而反對機器人稅的人士則持這樣的觀點:自動化即使在短期也可以借助提高生產率創造新的就業崗位。
“人類需要成為‘半機器人’”
一、引言
人工智能的不斷發展與拓展促進了我國各個領域的發展,同時對各個行業產生巨大沖擊,很多需要人工機械作業的領域將會使用機器人,造成大量人員的失業。面對如此現狀,今后我們高中生如何做好職業生涯規劃成為當務之急,只有深刻把握社會發展趨勢,加強學習方向與時代潮流的匹配性,才能迎接挑戰、抓住機遇、趨利避害,做好職業選擇和規劃,更好地適應今后的社會發展。
二、人工智能的發展現狀和趨勢
(一)人工智能的發展現狀
“人工智能”一詞最初是在1956年Dartmouth學會上提出的。它是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科。從計算機應用系統的角度出發,人工智能是研究如何制造智能機器或智能系統,來模擬人類智能活動的能力,以延伸人們智能的科學。目前,人工智能技術在美國、歐洲和日本呈現飛速發展趨勢。隨著人工智能技術的快速發展,人工智能已經在各個行業得到廣泛應用,其中比較典型應用主要包括符號計算、模式識別、機器翻譯、機器學習、問題求解、邏輯推理和定理證明、自然語言處理、智能信息檢索技術以及專家系統等,這些在計算機領域、化學領域、醫學領域以及礦物勘測領域等得到廣泛應用,并取得較好效果。
(二)人工智能的發展趨勢
技術的發展總是超乎人們的想象,要準確地預測人工智能的未來是不可能的。但是,從目前的一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會綜合模糊處理、并行化、神經網絡和機器情感等進行全方位發展。隨著全球化趨勢的不斷增強,今后人工智能會向著全球國際標準的方向發展。人工智能技術不斷地在就業領域應用及發展,因此高中階段就對自己的職業生涯有著規劃是未來發展的必然趨勢,并且美國、加拿大等先進國家早早的就把高中生職業規劃教育課程安排在了高中階段,相比之下安排職業規劃教育課程的高中畢業生,甚至大學畢業生對自己的規劃都有著明確的方向,我國目前某些地區高中階段已經安排了職業規劃類型的課程,相信不久高中生職業規劃的課程也會出現在更多地區的校園。
(三)人工智能發展對就業的影響
隨著機器眼下正在取代的首當其沖的是那些簡單機械操作的勞動者,比如說我國工廠里的初級工人正在面臨自動化的威脅。還有美國福特公司,不僅大量裁減藍領工人,而且還要把工廠搬到別的州或國家去,那里稅收更低、政策環境更寬松、工會更友善的,在這些地方使用機器人不僅可以提高作業效率和質量,而且能夠極大的降低各種成本,能夠為企業創造更多的效益。
隨著人工智能的快速發展,人工智能對各個領域的就業產生了重大影響,我國也在往這個方向發展,對于IT行業,今后會大量使用機器人進行工作,制造業也在逐漸增加使用機器人。技術的進步,使得個人的生產效率得到了巨大的提升。雖然就短期而言,機器是不會一下子取代大多數人,但我們必須未雨綢繆、防患于未然。有一些機械的、長時間集中精神的、固定套路的工作,比如流水線工、司機、配藥師等,機器比人還擅長,這些領域將會淘汰大量的工人,導致很多人員失業。而很多工作需要人搭配機器做才最高效,這些工作是主流的新工作,但是需要注意的是,在人和機器協作的過程中,機器一定會不斷智能優化的,在單一專業的工作內容中,機器逐漸又會替代人,因此也會造成人員失業。對于人際溝通事務,由于需要人與人之間的交流,還是人比較擅長。審美是模糊的、社會性的,這個還是人比較擅長。
對于我們高中生而言,勤動腦,勤動手,不斷創新,是未來立足之本。因此不僅要埋頭學習知識,還要培養創新能力和實踐能力,以應對迎接人工智能的挑戰。
(四)高中生應該怎樣規劃職業生涯
面對人工智能的快速發展,今后我們高中生應當趨利避害,努力做好職業生涯規劃,實現自我價值的增值,具體來說應當從以下幾個方面入手:
1.增強職業規劃的意識
高中生要根據自身的主觀因素以及外界的環境因素,分析、歸納、選擇自己的職業發展方向,并且制定相應的學習、培養計劃,采取必要行動去實現目標。這種確定人生方向的規劃問題應該在高中階段每一個學生都應該對自己有著清醒的認識,并且得到自身的重視,對選考科目的選擇及大學志愿的填報就不會盲目、無頭緒,在高中階段有了明確的目標會使自己的學習方向更加準確,學習積極性更加強勁,同時在就業選擇上也可以盡量地少走彎路。
2.選擇高水平的職業指導教師
高中生實現從學校到社會或者更高層學校的過程中職業規劃具有重要的導向作用,因此在高中階段一個好的職業規劃指導教師對學生的影響有著重要的意義。首先我們選擇的職業規劃指導教師必須具備一定的任職條件,目前國家也一再的強調任職職業資格的嚴格性;其次就是指導教師要善于啟發式指導學生,增強學生的獨立思考能力,在教師的幫助下充分認識自己的天賦、特長、興趣、能力、心理等方,發現和挖掘自己多方面的潛能,學會正確利用各方面條件充分發展。同時,要注意避免指導教師的思想左右了我們的思想,只有準確的認識自己,才能促使我們帶著自己的職業規劃繼續努力進步。
3.自己的高中生涯規劃
高中的三年,對一個高中生的人生有著重要的意義,因此高中階段可以進行分階段的自我管理培養。高一階段:剛進入學校,通過學習了解學科特點,利用學校、教師、網絡、社會了解就業動向,自我優勢結合人才需求,明確選考科目,初步制定職業發展意向。高二階段:正確處理選考科目學習與學考科目學習的關系,既突出專業知識又兼顧知識廣度。高三階段:更要處理好語文數學英語必考科目學習與選修科目深化拓展的關系,既要提高高考成績又要深化拓展專業素養;既要強化高考復習又要重視面試培訓,為參加高校自主招生考試或“三位一體”考試做好充分準備。因為近年來重點大學通過高考統一招生錄取的名額正在減少,而自主招生或“三位一體”的名額大量增加,有志于就讀名牌大學的學生要注意這方面的情況。同時高中生要根據自己的理想多去了解高校情況,多去了專業設置的情況,為報考適合自己的學校及專業做好信息準備。
4.積極參加選修課程,為今后的職業生涯做好基礎
按照教育部有關規定,高中學校要開設選修課程。我們可以根據自己的興趣愛好,選取自己喜歡的課程進行學習,這不僅可以及早的發現我們的喜好和特長,為我們的職業生涯做規劃有著重要的參考意義,同時對我們的基礎知識的培養也很重要,拓寬了我們的見識寬度,為今后的職業生涯奠定堅實的基礎。
參考文獻:
[1]劉界,黃冠,王冰潔.關于人工智能教育如何彌補當前教育缺陷的思考[J].內蒙古民族大學學報,2006,12(3):50-51.
[2]焦加麟,徐良賢,戴克昌.人工智能在智能教學系統中的應用[J].計算機仿真,2003.20(8).
機器學習是一種高級形態的模式識別,能夠讓機器通過分析大量數據來做出判斷。這有望大大輔助人類思維。但這種與日俱增的能力引發了近乎“科學怪人”(Frankenstein)式的擔憂:開發人員能否控制他們創造出的機器?
加州大學伯克利分校計算機科學教授、人工智能專家斯圖亞特?拉塞爾表示,自動系統的失誤(就像去年駕駛一輛特斯拉汽車,部分自動駕駛汽車的美國駕車者死亡那樣)促使人們關注安全。他表示:“這種事件可能會嚴重阻礙行業的發展,因此這里有著非常直接的經濟自身利益。”
除了移民和全球化,對人工智能驅動的自動化的擔憂,正引發公眾對于不平等和就業安全的擔憂。唐納德?特朗普當選美國總統以及英國投票退出歐盟在一定程度上就是受到這類擔憂的推動。盡管一些政治人士聲稱,保護主義政策將有利于勞動者,但很多行業專家表示,多數就業損失是由科技變革(主要是自動化)造成的。
英國《金融時報》與高通聯合開展的Essential Future調查發現,全球精英(那些收入和受教育程度高、生活在首都城市的人)τ詿蔥亂比普通大眾熱情得多。除非彌合這種差距,否則它將繼續引發政治摩擦。
美國企業家、撰寫道德和科技文章的學者維微克?瓦德瓦認為,新的自動化浪潮具有地緣政治上的潛在影響:“科技公司必須對他們所創造出的東西承擔責任,并與用戶和政策制定者合作,緩解風險和負面影響。他們必須讓員工花時間思考哪里可能出錯,就像他們花時間宣傳產品那樣。”
人工智能行業正在準備應對反彈。人工智能和機器人領域的進步,已經把自動化引入白領工作領域,例如法律文書和分析財務數據。麥肯錫的一項研究稱,在美國員工的工作時間中,大約有45%用在可以借助現有技術實現自動化的任務上。
為了確保人工智能有利于人類,已經建立了一些行業和學術計劃。其中包括由IBM等公司創建的人工智能造福人類和社會合作組織,以及涉及哈佛大學和麻省理工學院的一項2700萬美元計劃。得到埃隆?馬斯克和谷歌支持的OpenAI等組織已取得進展,拉塞爾教授表示:“我們看到了一些論文,它們針對安全性的技術問題。”
這方面有一些過去應對新技術影響努力的回聲。微軟首席執行官薩蒂亞?納德拉將其與15年前相比,當時比爾?蓋茨動員公司的開發人員抗擊電腦惡意程序。他發起的“可信計算”倡議是一個分水嶺。納德拉在接受英國《金融時報》采訪時表示,他希望采取類似的舉措以確保人工智能造福于人類。
然而,人工智能帶來了一些棘手的問題。機器學習系統從大量數據中得出見解。
微軟高管埃里克?霍維茨去年底在美國參議院聽證會上表示,這些數據集可能本身就存在問題。他表示:“我們的很多數據集是在假設我們可能并不深入理解的情況下收集的,我們不希望讓我們的機器學習應用放大文化偏見。”
新聞機構ProPublica去年進行的一項調查發現,美國司法機構用來確定刑事被告人是否有可能再次犯罪的算法存在種族偏見。再次犯罪風險較低的黑人被告比白人被告更容易被標記為高風險。
提高透明度是一條出路,比如明確人工智能系統使用了哪些信息。但深度學習系統的“思維過程”不容易加以審查。霍維茨表示,人類很難理解這種系統。“我們需要理解如何證明(它們的)決策合理,以及這種思考是如何完成的。”
隨著人工智能影響更多政府和企業決策,影響將是廣泛的。“我們如何確保我們‘培訓’的機器不會固化和放大困擾社會的人類偏見?”麻省理工學院媒體實驗室主任伊藤穰一問道。
納德拉等高管認為,答案將是結合政府監督(言外之意,這包括對算法的監管)和行業行動。他計劃在微軟成立一個道德委員會,以處理人工智能帶來的任何棘手問題。
他說:“我希望有一個道德委員會,它會這樣說,‘如果我們要在任何作出預測、可能具有實際社會影響的場合使用人工智能,那么它不帶有內置的一些偏見’。”
確保人工智能在不會帶來一些意想不到的后果的情況下造福人類,是很困難的。拉塞爾教授說,人類社會無法界定自身想要什么,因此通過編程讓機器為最多數量的人謀求最大幸福是存在問題的。
這就是人工智能所謂的“控制問題”:智能機器將一心追逐武斷的目標,甚至當這些目標并不可取的時候也是如此。“機器必須考慮到人類真正想要的東西具有不確定性,”拉塞爾教授說。
那么目前,人工智能在中國的發展條件如何,中國距離成為真正的人工智能強國還有多遠?7月13日,《中國人工智能發展報告2018》在清華大學主樓接待廳。
報 告中稱,目前中國人工智能的發展已經具備非常優越的條件,然而要成為真正的人工智能強國,中國還任重道遠。中國在論文總量和高被引論文數量上都排在世界第 一,但中國在人才總量,以及杰出人才占比偏低。在產業上,中國的人工智能企業數量排在全球第二,不過,中國人工智能領域的投融資占到了全球的60%,成為全球最“吸金”的國家。
報 告指出,中國必須加強基礎研究,優化科研環境,培養和吸引頂尖的人才,在人工智能的新基礎領域實現突破,保證人工智能發展的根基穩固。同時,要大力鼓勵產 學研合作,讓企業成為人工智能創新的主導力量。積極參與到人工智能全球治理機制的構建中,在人工智能未來的技術發展、風險防范、道理倫理規范制定等領域發 揮中國獨特的作用。
這份報告由清華大學中國科技政策研究中心、清華公共管理學院政府文獻中心、北京賽時科技有限公司、科睿唯安、中國信息通信研究院和北京字節跳動科技有限公司聯合。
論文總量世界第一,杰出人才占比偏低
報告中稱,在論文產出上,中國人工智能論文總量和高被引論文數量都是世界第一。中國在人工智能領域論文的全球占比從1997年4.26%增長至2017年的27.68%,遙遙領先其他國家。
高校是人工智能論文產出的絕對主力,在全球論文產出百強機構中,87家為高校。中國頂尖高校的人工智能論文產出在全球范圍內都表現十分出眾。
不僅如此,中國的高被引論文呈現出快速增長的趨勢,并在2013年超過美國成為世界第一。
但在全球企業論文產出排行中,中國只有國家電網公司的排名進入全球20。
從學科分布看,計算機科學、工程和自動控制系統是人工智能論文分布最多的學科。國際合作對人工智能論文產出的影響十分明顯,高水平論文中國通過國際合作而發表的占比高達42.64%。
專利申請上中國專利數量略微領先美國和日本。中國已經成為全球人工智能專利布局最多的國家,數量略微領先于美國和日本,三國占全球總體專利公開數量的74%。
全球專利申請主要集中在語音識別、圖像識別、機器人、以及機器學習等細分方向。中國人工智能專利持有數量前30名的機構中,科研院所與大學和企業的表現相當,技術發明數量分別占比52%和48%。
企業中的主要專利權人表現差異巨大,但中國國家電網近五年的人工智能相關技術發展迅速,在國內布局專利技術量遠高于其他專利權人,而且在全球企業排名中位列第四。
中國的專利技術領域集中在數據處理系統和數字信息傳輸等,其中圖像處理分析的相關專利占總發明件數的16%。電力工程也已成為中國人工智能專利布局的重要領域。
雖然在論文總量和高被引用論文數量上中國排名領先,但在人才投入上,中國表現并不突出。
根據該報告,截至2017年,中國的人工智能人才擁有量達到18232人,占世界總量8.9%,僅次于美國(13.9%)。高校和科研機構是人工智能人才的主要載體,清華大學和中國科學院系統成為全球國際人工智能人才投入量最大的機構。
然而,按高H因子衡量的中國杰出人才只有977人,不及美國的五分之一,排名世界第六。企業人才投入量相對較少,高強度人才投入的企業集中在美國,中國僅有華為">華為一家企業進入全球前20。
中國人工智能人才集中在東部和中部,但個別西部城市如西安和成都也表現十分突出。國際人工智能人才集中在機器學習、數據挖掘和模式識別等領域,而中國的人工智能人才研究領域比較分散。
中國人工智能企業數量全球第二,但投融資規模最大
報告稱,中國人工智能企業數量從2012年開始迅速增長,截至2018年6月,中國人工智能企業數量已達到1011家,位列世界第二,但與美國的差距還非常明顯(2028家)。
中國人工智能企業高度集中在北京、上海和廣東。在全球人工智能企業最多的20個城市中,北京以395家企業位列第一,上海、深圳和杭州也名列其中。中國人工智能企業應用技術分布主要集中在語音、視覺和自然語言處理這三個技術,而基礎硬件的占比很小。
風險投資上,從2013到2018年第一季,中國人工智能領域的投融資占到全球的60%,成為全球最“吸金”的國家。但從投融資筆數來看,美國仍是人工智能領域創投最為活躍的國家。
在國內,北京的融資金額和融資筆數都遙遙領先其他地區,上海和廣東的人工智能投資也很活躍。從2014年開始,國內人工智能投融資活動的早期投資的占比逐漸下降,投資活動日趨理性,但A輪融資還是占主導地位。
縱觀今年新增的本科專業,有幾大門類吸引目光:新文科、新農科建設風生水起,人文與科技更多的“融合”,意味著傳統意義上基礎學科和應用學科的界線開始變得模糊。數據科學與大數據技術專業繼續成為熱門,加上今年新開設相關專業的196所高校,目前,全國已有近500所學校開設此專業;35所高校首次設立人工智能專業,這意味著,高校開始體系化培養人工智能行業后備軍。與幼兒養育相關的專業繼續增設,這不僅是因為全面二孩政策的實施,更是由于人們越來越重視對下一代的培養。
“新增專業彌補了我省有關專業的布點空白,進一步優化了專業結構。”省教育廳高教處副處長王國銀介紹,此次省屬高校新增專業主要圍繞數字經濟“一號工程”、戰略性新興產業、高新技術產業和萬億產業開設,這些專業瞄準國家戰略需要和社會經濟發展急需,進行創新型、復合型、應用型人才儲備。
夯實基礎
新文科、新農科未來可期
作為近年來高等教育中最時髦的詞匯之一,新工科對于考生和家長來說已經不陌生了,但如果說起新文科、新農科,很多人可能就要打個問號。
去年10月,教育部等部門決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0,在基礎學科拔尖學生培養計劃中,首次增加了心理學、哲學、中國語言文學、歷史學等人文學科,“新文科”概念浮出水面。今年4月,教育部、科技部等13個部門正式聯合啟動“六卓越一拔尖”計劃2.0,全面推進新工科、新醫科、新農科、新文科建設。
新文科“新”在何處?打破舊壁壘,跨界尋方法,歸納真規律,新文科意味著對傳統基礎學科的一次重新整合。
“相對于傳統文科,新文科有兩個特色。”南開大學傳播學系主任陳鵬說。其一,新文科是問題導向的,新文科面對的是社會發展變化中的新現象、新問題、新變化,有些現象和問題是人類歷從未遇到過的,如大數據、區塊鏈、5G、人工智能等,需要突破傳統文科的框架,采用新方法、新視野去探索新理論、新規律。其二,新文科為了尋求對社會和人類自身的研究,需要通過“跨界”方式進行革新,這種“跨界”不僅僅發生在文科的各學科之間,甚至出現在文科和理科、工科、醫科等學科之間,需要多學科之間的交叉和深度融合。
當前,清華大學、中國人民大學等高校開設的人文科學實驗班,西安交通大學、華東師范大學等高校開展的學院式教學模式,都被視為我國新文科建設的重要經驗。一位資深文科研究專家表示,當前,文科與其他學科有一些結合,比如考古學和技術結合,就形成了科技考古;信息技術和藝術結合,就形成了藝術設計的網絡化等,但還遠遠無法滿足現在社會的需求。新文科就是一種有效路徑。
2018年4月,浙江大學召開文科大會,提出面向2035年發展目標和“文科十條”,進一步推進文科發展強主流、上一流。省內其他高校也紛紛積極為新文科創建搭建平臺。浙江工商大學整合資源打造文科綜合實驗教學中心,打造跨學科綜合性實驗教學平臺;浙江農林大學推出新文科求真實驗班,幫助學生打牢知識儲備金字塔的穩固塔基,再漸次進入專業學習,形成堅實塔身和更高聳的塔尖……
在浙江大學傳播研究所教授、博士生導師邵培仁看來,建設新文科,其實也是對傳統文科的反思。他指出,新文科有利于構建立足中國文化土壤、具有中國特色,具備整體性、包容性、互動性、共享性特質的面向全球、面向全人類的大文科。
不難看出,未來新文科相關專業或將成為熱門。不僅如此,使用文文互鑒、文理交叉、文工融合的思維方法解決問題,還將為高校人才培養和評價體系帶來新變革。
除了新文科,新技術的出現也讓一些專業被賦予了新的內涵,比如新農科。
當前,隨著生態文明建設的持續推進,生態學、環境科學等專業畢業生越來越受歡迎。今年,杭州師范大學就新增了生態學專業。該專業相關老師介紹,隨著國家對生態學專業人才的需求增多,生態學專業人才培養規模逐漸加大,未來掌握生態學及植物學、動物學、微生物學、地理學等基礎知識、分析方法和應用技能的人才會很搶手。
“浙江是‘兩山’理論誕生地,‘農’字頭的專業發展空間很大。”浙江農林大學主要負責人表示,“新農科”建設是鄉村振興實踐、高等教育改革、人才需求變化和社會經濟進步的必然選擇,原先注重高度專業化、技術化的教育教學方式和人才培養模式已無法適應新時代農林高等教育的新需求,亟需探索實現農科學生全面發展的“新農科”建設之路。
順應趨勢
大數據、人工智能紛紛開班
順應當下人工智能行業的熱潮,今年新增的熱門本科專業,均與大數據、人工智能、機器人等信息技術關鍵詞相關。
梳理發現,數據科學與大數據技術專業在短短三四年間,從無到有,并一躍成為熱門專業。2015年度的審批結果中,北京大學、對外經濟貿易大學、中南大學3所高校成為首批獲批設立該專業的高校;2016年度又有32所高校設立該專業;到了2017年度,獲批設立這一專業的高校數量達到250所;加上2018年度新增的196所,目前,共有481所高校開設這個專業。
今年,我省有湖州師范學院、寧波工程學院、寧波財經學院、浙江大學城市學院等9所高校新增備案數據科學與大數據技術專業。一位專業課老師表示,社會在不斷發展進步,現在的一些“新專業”也許尚無足夠的辦學經驗,但可能恰恰是未來社會發展的需求所在。
在新增專業中,人工智能專業的熱度也在逐年遞增。繼去年杭州電子科技大學、浙江理工大學成為我省首批開設智能科學與技術專業的高校后,今年,我省又有一批高校在人工智能人才培養上“摩拳擦掌”,積極增設相關“硬核”專業,改進人才培養思路。
浙江大學今年新增機器人工程和人工智能兩個專業,還將在竺可楨學院新設圖靈班。入選圖靈班的學生可以在計算機科學與技術、人工智能、信息安全三個專業中確認專業。從入學開始,每位學生可從學院的優選導師庫中選擇一名學業導師,還將有國外頂尖大學的教學大師和科研領軍人物到浙大給圖靈班學生單獨授課。
除了浙大以外,省內其他高校也在結合各自特色專業,構建人工智能專業的課程體系。比如,浙理工把專業發展方向和學校的優勢結合起來,重點在智能穿戴等領域取得突破,還專門成立紡織工業人工智能研究院;浙工大結合了安防產業、智慧交通、“城市大腦”等浙江省的優勢領域,與企業合作,開拓專業方向。
“打造新專業特色成了各高校的當務之急和立足之道。”杭州電子科技大學人工智能學院副院長呂強說,針對人工智能人才培養帶來的新挑戰,杭電人工智能學院提出了多方協同育人的理念,并將其作為教學改革項目進行探索,“人工智能對數理基礎要求較高,我們在數學課程中增加了矩陣論、離散數學等原來研究生學習階段才會有的課程內容,努力幫學生打好基礎,在暑假,我們還計劃舉辦夏令營,邀請企業名師進校園培訓,共同開發專業課程等。”呂強說。
值得關注的是,人工智能已經從獨立的專業教育,擴展到更廣的層面。今年,浙江財經大學向非計算機類專業學生推出了人工智能“微專業”,其中包括了Python程序設計、高級數據庫、機器人編程與實踐等課程。“人工智能在信息金融、金融科技等領域有非常多的應用場景。財經類專業學生的數理基礎比較好,這些知識將為他們的未來打下更好的基礎。”浙財大教務處副處長石向榮說,可以預見的是,未來社會需要大量具有具體專業背景,同時又掌握人工智能相關知識的復合型人才。
緊盯兒童
醫教類專業持續擴招
當下,伴隨著“全面二孩”政策施行,各大醫院產科分娩量走高,目前助產人才無論從數量上還是質量上都難以滿足社會需求,臨床急需本科層次助產人才。助產學專業于2016年首次開設,當時僅有4所高校獲批開辦此專業,2017年有20多所高校新增此專業。
近兩年,我省先后有浙江中醫藥大學、溫州醫科大學、杭州醫學院等3所高校新增了助產學專業。溫州醫科大學的助產學專業設在護理學院,目標是培養掌握護理學和助產學的基礎理論和護理技能,具有基本的臨床護理和臨床助產能力,在各類醫療衛生保健機構中能夠從事臨床助產、圍產期護理,以及母嬰保健工作的高級助產人才。今年,臺州學院、溫州醫科大學仁濟學院也開設了助產學專業。
一位從事醫學教育多年的教授表示,當前社會大眾對醫療的需求,不僅體現在量上,更體現在質上。雖然現在醫療行業整體水平保持著上升態勢,但人們對優質醫療的需求增長更快,所以仍然感覺醫療資源緊缺。
不久前,由中國工程院院士鄭樹森擔任院長的浙江樹人大學樹蘭國際醫學院揭牌成立。作為樹蘭國際醫學院首個設置的重點專業,臨床醫學專業面向全國招生100人。學院擁有國際醫學專家、博士生導師等組成的高水平師資隊伍,以及一批高水平的基礎醫學與臨床醫學實驗平臺。
同樣,面對強烈的社會需求,溫州醫科大學今年增加了普通本科計劃數。臨床醫學(定向培養)從30人增加到60人,面向蕭山區等30個縣(市、區)招生;麻醉學專業從61人增加到93人,其中省內普招增加16人。
值得一提的是,今年,浙江中醫藥大學新增食品衛生與營養學專業,這也是我省開辦該專業的高校(不含獨立學院)。該校招生辦相關負責人介紹,食品衛生與營養學作為一門綜合性的交叉學科,涉及預防醫學、食品科學、營養學等多個學科,在提升健康素養,保障食品安全,促進疾病的營養學防治完善健康保障方面大有作為。
縱觀今年我省的新增專業,從撫養、就醫,再到教育,與幼兒養育相關的專業成為熱門,除了新增兒科學、中醫兒科學、助產學等專業外,學前教育、小學教育等師范類專業的報考也很火爆。