四年级小朋友不只懂AI还学会了写代码

（原标题：我上了一节小学AI课，发现四年级小朋友不只懂AI，还学会了写代码）

郭一璞 发自 崂山

量子位 报导 | 群众号QbitAI

“用最快的速度，从文件夹中所有的相片里找到这个人”

接到这个使命后，周涵敏捷的启动了代码编辑器，熟练地输入了几行Python句子，调用了几个脑海中了解的函数，编译，运转。

接下来是等待时刻了，1，2，3……她坐在电脑前读秒。

检测图片张数：128

耗时：19.82

尽管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的作用，尽管只差0.16秒，但仍然很不满足。

所以，她敏捷调整重来，从头运转，1，2，3……

检测图片张数：128

耗时：19.38

周涵敏捷的冲上台去，更新了作用。

这下，没有其他团队更快了，她心满足足的回到了自己的机位，理了理身上的小校园服裙，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试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，当堂编程运转，凭借云端的算力跑出作用，考虑AI技能的落地与运用，乃至还会安排考试。

像崂山二小这样开设AI课的校园，在青岛一共有100所，从小学、初中到高中，逾越20000论理学生在讲堂上探寻人工智能终究是什么。

四年级的AI课

在青岛，AI课程是校本课程必修课，学生从小学四年级开端上，每周安排一节课。到了接近结业的时分，比方小学六年级、初中八年级，考虑到孩子们的升学压力，只会安排半个学期的AI课程。

咱们听到的这节课，便是最低年级小学四年级的课程。揭露课的地点选在了阶梯教室，上课的舞台上预备了3张圆桌，各摆了6台电脑。

领导说话完毕后，1位女教师和18名九岁左右的小朋友就来到了教室，这节课开端了。

由于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能，因而这节课的主题是人脸聚类。

课程开端，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，可是教师将包含刘彦凯在内的学生们的相片都放在了一同，没有依照人名归类，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，没有人能在短时刻内将刘彦凯的相片悉数找出来。

所以，教师介绍了手机相册里的相片分类功用，能够依照每张相片上不同的人物主角，主动将相片分门别类，这便是人脸聚类的运用。

之后开端了第二项活动，从一群同学的相片中，找到特定的同学。每逢教师念到一个同学的姓名，学生们总能敏捷的从12张单人照中找到TA：“第X行第X个！”

这项活动之后，教师引导学生总结经历，学生们说，他们是依据一个人的性别、表面、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……

可是，仅凭这些描绘，是无法认出特定的一个人的。

此刻，讲堂进入正题，教师向学生介绍了特征提取，依据相似度百分比进行人脸比照和辨认、人脸聚类等进程，告知学生们机器是怎么依据相似度的判别，然后辨认特定面孔的。

由于这是面向小学生的课，所以不会详细讲有什么模型、模型的每一层详细做什么这样细节的常识，更多是对机器完结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，居然还有编程实践的进程，并且用的不是面向儿童的Scratch，而是在业界更为干流的Python，来处理开始那个从许多相片中找到刘彦凯相片的问题。此前校园开的机器人课上，学生们现已对Python言语有所触摸。

当然，编程实践的难度不会有多高：

程序运转完毕之后，每个圆桌小组的同学汇报了自己的运转作用，并填在教师的PPT里：

一个组的孩子说：“咱们先翻开AI这个文件夹，然后将它运转，提取了人脸的特征，最终机器告知咱们用时19.66秒，检测128张相片。”

另一个组的孩子说：“咱们先把软件翻开，让软件辨认人脸是什么姿态的，最终软件告知咱们用时19.38，检测128张相片。”

而中心一组的女生周涵，乃至在运转速度被其他同学逾越后再次运转，跑出更好的作用，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（最先进的作用）了。

这儿的运转进程，其实是在专门为AI课程树立的云端超算中心上完结的，青岛市教育局为了给中小学生开AI课预备了4个超算中心，由于开课的学生十分多，这些核算资源也不行学生们一起运用，需求各个校园班级和谐时刻。

在常识教育和体会之后，到了“落地”环节。教师启示同学们评论了身边的聚类运用，学生们力争上游的举出了包含废物分类、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、物流分拣等比方。

玩机器人的少年

依照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。

正在这所校园上四年级的贾子墨同学就觉得学AI十分有用。他是一位机器人爱好者，从六岁半起就开端学少儿编程了，现在会用乐高的EV3编程（Scratch言语）完结简略的功用。别的他也正在学Python。

贾子墨是校园机器人社团的成员，他十分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。

尽管AI有各种不同的运用，不过明显，会动的机器人是孩子们最喜欢的范畴。这几名小爱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，以及参加比赛。

“最喜欢的一节课是教师用各种软件指令操控屏幕上的机器人举动。”孙可瑜说。

而贾子墨比她多学了一段时刻，渐渐的变成了了小朋友中的“专业”玩家：“我最近参加一个青岛国际博览会的比赛，先做一个机器人，然后用一个很杂乱的软件来编程。可是程序是教师写好的，然后咱们应该调试它”。

谈起心爱的机器人，贾子墨喋喋不休：“二年级、三年级的同学都去了，不过他们玩的是机械臂。咱们班去的也有许多。”可见泛核算机类的常识和爱好活动，在小学生中有巨大的商场。

尽管现在玩的炽热，但关于未来的开展和生长，小朋友们倒没有做太多名利而实践的计划。

贾子墨说，“当（AI、机器人方面的）专家却是没大想过，由于我也有其他感爱好的课，”别的他预备升学后参加比赛。

孙可瑜则告知咱们说，她的爸爸妈妈觉得说不定将来学好了之后能够往这方面开展。

从小学到高中，AI课程教什么？

结合讲堂自身和小朋友们的爱好及认知水平，咱们咱们能够看出，其实面向小学的AI课程，几乎不触及杂乱的技能原理，更多是给孩子们实践感触的作用，揭掉奇特的面纱，让AI不再是电影里的超级机器人，而是切当的知道AI背面是有必定科学原理的，是核算机运转的进程。

或许说，这堂课并非着重AI原理常识或许AI工程技能，而是针对小学生的逻辑思辨和正确的知道国际的教育。

在这节揭露课上授课的郭教师也说，人工智能课的教育要点在于让孩子们了解接纳这些常识原理，而非单纯的编程或相似的技能课程：“主要是讲做事情的逻辑，假如我讲if句子、while句子，课程就失掉爱好，孩子们就会失掉爱好。”

那么从大局来看，除了这节课讲的“聚类”，青岛现在在中小学教授的AI课程详细都讲些什么呢？

咱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《人工智能根底》三个系列的书，预备 呼唤神龙 为咱们全体的揭秘一下这些课程的内容。

小学版：《人工智能启蒙》

小学版的讲义一共六册，这儿展现的是第一册，只需117页，共12个章节，前半部分在说AI的一些根底方向和原理，包含核算机视觉、机器学习等，后半部分就到了运用环节，包含人脸辨认、AR、辨认音乐、智能修图、引荐系统等，中心交叉AI相关的道德和价值百科观。

原理十分粗浅，仅限于让小学生知道机器学习是经过许多数据把握事物特征，核算机视觉需求让机器看许多标示过的图片，语音辨认需求先辨认声母韵母再连成单词或一句话，给孩子一些根本的常识。

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

因而，它也很合适对AI的认知停留在电影黑科技阶段的成年人阅览，是一本十分粗浅的通俗读物，考虑到小学讲义都是插图，因而尽管有100多页，但成年人或许只需一两个小时就能够细细的看完它，树立从小白到常识的AI认知。

书中还有许多实践环节，比方让学生体会形色智能识花App、讯飞语音输入法、小度语音帮手、谷歌翻译等运用，感触人工智能究竟能完结怎样的功用。

别的，为了解说一些AI技能究竟有什么用，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方展现，能够说全体十分日子化了。

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》就十分硬核了。

硬核到什么境地呢？一共分为四本书，400页左右，并且从第二章开端就要学编程了。

先不看细节，感触一下目录：

第一章 人工智能概述

第二章Python编程开始——用程序与小车对话

第三章 多传感器测距

第四章 图画处理根底

第五章 机器学习初探

第六章 自然言语处理——智能英文文章剖析

第七章 深度图画了解

第八章 言语辨认与人机交互

第九章 宝石收集：决议计划和规划

第一章仍是人人看得懂的群众读物，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、运用中的问题动身，介绍相关科学原理、图表函数和需求编程处理的问题，结构有些相似于中学的数理化讲义。能够说，比较小学版，初中版是从科普到真正学常识和运用的跃迁。

不过，这套书全体十分工程向，你们感触下：

真的很多题啊……假如想看看孩子有没有参加比赛的爱好和天分，无妨来学习一下这本书。

高中版：《人工智能根底》

高中版其实是出的最早的，其时也引起了一阵颤动。

量子位上一年就读完了这本书，假如想看详细内容，能够点击查阅上一年的报导。

在高中版的教材里，卷积神经网络、生成对立网络、无监督学习等各种AI理论概念总算呈现了，并且全体的原理叙述的十分详尽。

假如说初中讲义要培育未来的工程师的话，高中讲义就更像培育未来的科学家了。当然，关于有必定数理思想根底的成年人来说，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。

最终，在各地的实践教育中，三套书并不是严厉对应小初高的次序，各地会依状况决议运用哪一套。

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咱们了解的AI公司：商汤科技。

青岛市教育局副巡视员姜林说，现在成系统出教材的只需商汤一家，此外还有渠道支撑，有AI教育研讨院落户青岛协助训练教师，给孩子们教的内容有质量有规范。

当然，并非悉数都是商汤完结的，商汤教育事业部总经理尚海龙介绍，从开始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编撰的越来越少，教研员和一线教师参加的渐渐的变多。

由于开始编写高中AI教材的时分，高中的AI教育全球都没有标杆，要确保讲的是真的AI，因而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，因而引入了许多一线教师，商汤的研讨人员把根本元素界定好之后，详细教材的言语和安排逻辑是一线信息技能教师来编写，确保孩子们能够承受这样的内容。

别的，还要同步参阅数学、物理等课程的进展，让学生们在学习相关AI课程的时分有必定的数理根底。

这些一线教师里，就有商汤就挖来的北京十一校园、上海星河湾双语校园等名校的教师，其间有《2018年人工智能教育（根底教育）开展陈述》的中心编委，也有多年从事AP（美国大学预科班）核算机课程的教育工作的教师，此外还有许多闻名高校的教授博士们来做导师，他们都曾经在核算机相关范畴的教育中堆集过经历。

乃至，AI课还有考试，包含一小部分常识检验，还有实践项目、自主立异的项目、沟通展现会等等活动。

有了教材，还要考虑授课的教师。由于此前没有专门教AI的小初高教师，因而商汤人工智能教育研讨院专门分五六批训练了300多名在青岛各校园授课的教师，并安排日常备课。

据青岛教育局介绍，这些教师中只需少量是AI相关专业结业的，一开端只需核算机专业的教师参加，后来又有学物理、学数学的教师参加，乃至还有文科教师自学编程参加进来。

据商汤的工作人员泄漏，现在商汤AI根底教育已推行至青岛、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多所校园。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，实践能做出什么作用才是他们最关怀的。

贾子墨说：“其实我觉得手动编程就很单调，但后边的作用让人很激动，假如将来到时分能让人工智能来主动编程、语音输入程序，不必电脑操控就更好了。”

文中周涵为化名。