AI時代，如何更好開展STEM教育？

日前，聯(lián)合國教科文組織總干事哈立德·阿納尼到訪中國并為國際STEM教育研究所揭幕。國際STEM教育研究所是聯(lián)合國教科文組織一類中心首次落戶中國。在研究所高級別專家研討會暨首屆理事會上，全球頂尖科學(xué)家以及研究所理事共同深入探討AI時代STEM教育的未來方向和發(fā)展戰(zhàn)略。跟教育小微一起來看——

當(dāng)前，隨著科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的加速推進，STEM（Science、Technology、Engineering、Mathematics）教育受到國際社會廣泛關(guān)注，被看作各國應(yīng)對全球挑戰(zhàn)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的戰(zhàn)略力量。

5月14日，，標(biāo)志著該研究所正式開始運行。

研討會上，包括諾貝爾獎得主、圖靈獎得主、菲爾茲獎得主在內(nèi)的全球頂尖科學(xué)家以及研究所理事圍繞STEM教育與未來人才培養(yǎng)發(fā)表主旨演講，深入探討AI時代STEM教育的未來方向和發(fā)展戰(zhàn)略。

AI時代STEM教育更加重要

“今天的科技進步可能表明，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)比如說微積分或者代數(shù)已經(jīng)過時了，但事實恰恰相反，現(xiàn)在的AI系統(tǒng)是根植于數(shù)學(xué)的，沒有數(shù)學(xué)，就沒有AI。”菲爾茲獎得主、南方科技大學(xué)講席教授埃菲·杰曼諾夫第一個發(fā)言。

杰曼諾夫由此提出另一個問題：我們在中小學(xué)和大學(xué)只應(yīng)該學(xué)習(xí)與AI相關(guān)的數(shù)學(xué)嗎？答案是否定的。

“人工智能讓基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程更加重要。”杰曼諾夫認(rèn)為，今天人工智能由深度學(xué)習(xí)算法主導(dǎo)，但未來新算法、新方法必將涌現(xiàn)，無人能確定它們將依賴數(shù)學(xué)的哪些部分，但有一點很明確，即擁有扎實核心數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的人，能夠自信掌握新方法。

杰曼諾夫提到，全球頂尖AI公司的所有首席執(zhí)行官曾聯(lián)合發(fā)表一封公開信，信中稱“我們更愿意聘用精通基礎(chǔ)的學(xué)生，而非僅對最新工具或軟件淺嘗輒止的人。”

諾貝爾物理學(xué)獎得主、布朗大學(xué)/蘇州大學(xué)教授約翰·邁克爾·科斯特利茨在回答“如何培養(yǎng)未來的諾貝爾獎得主”時，也強調(diào)必須筑牢扎實基礎(chǔ)。

“我們必須夯實基礎(chǔ)，沒有學(xué)科基礎(chǔ)的創(chuàng)造力走不遠(yuǎn)，只有站在堅實地基上才最有力量。”科斯特利茨認(rèn)為，扎實的基礎(chǔ)包括數(shù)學(xué)、科學(xué)推理、實驗理解、語言與清晰表達(dá)，這些正是STEM教育所培養(yǎng)的思維方式。

圖靈獎得主，清華大學(xué)人工智能學(xué)院、交叉信息研究院院長姚期智也表示，憑借扎實的STEM教育，清華學(xué)生正在助力推動AI在各領(lǐng)域的應(yīng)用，加速AI發(fā)展，把AI從被動的工具轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥难芯炕锇椤?/p>

未來人才的核心能力是什么

“STEM教育應(yīng)該認(rèn)真且全面應(yīng)用AI工具，也許STEM后續(xù)還要加一個AI，成為STEMAI。”姚期智認(rèn)為，教育必須區(qū)分AI可輔助的技能和人類必須構(gòu)建的核心能力。

那么，未來人才要培養(yǎng)什么樣的核心能力？

“本質(zhì)上我們希望培養(yǎng)的人才具有適應(yīng)性，即使技術(shù)持續(xù)進步，人才也能夠持續(xù)學(xué)習(xí)，在未來有一席之地。”姚期智介紹，清華大學(xué)要求每一個學(xué)科、每一個院系都重新明確人工智能時代的核心能力，系統(tǒng)性重構(gòu)課程體系與學(xué)術(shù)規(guī)范。

“這些核心能力包括定義問題而不是解決問題，批判性判斷什么是好、什么是壞，有足夠能力辨別AI的答案，協(xié)作、統(tǒng)籌，以及非常重要的學(xué)術(shù)誠信。”姚期智說。

在格魯伯神經(jīng)科學(xué)獎得主、中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明看來，未來3至10年通用人工智能（AGI）在學(xué)習(xí)、推理與通用問題解決能力上將達(dá)到或超越人類水平。

“社會與教育體系將發(fā)生重大變革。”蒲慕明認(rèn)為，傳統(tǒng)STEM教育側(cè)重認(rèn)知和分析智能訓(xùn)練，和AGI比并不占優(yōu)勢，未來需在STEM教育中加入情感和社會智能要素，“因為這是AGI最難，甚至有人認(rèn)為是AGI不可能具備的能力”。

AI和STEM教育雙向賦能

“任何一個國家最大的資源不是土地里面埋著的礦產(chǎn)，而是人們的思想和能力。有好的STEM教育，兼具科技能力和創(chuàng)造力的人才，能真正改變社會。”非洲科學(xué)院前執(zhí)行主任佩吉·奧蒂-博阿滕說。

然而，STEM教育在全世界并不是完全可及的、包容的，尤其是在全球南方國家，學(xué)校缺乏實驗室、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與合格教師。人工智能時代，這種差距正在加大。

佩吉認(rèn)為，AI有能力進一步加速人類發(fā)展，與此同時它也有能力加劇不平等。“實際上AI已經(jīng)把不平等清楚地暴露出來，所以我們要合作打造一個道德的、包容的、以人為中心的AI系統(tǒng)，團結(jié)人類而不是分裂人類。”佩吉說。

而這正是國際STEM教育研究所面向智能時代的使命任務(wù)。

“破解上述挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，在于把握人工智能發(fā)展機遇，通過構(gòu)建雙向賦能生態(tài)體系強化STEM教育，讓世界所有人能夠受益，而不僅是發(fā)達(dá)國家。”世界工程組織聯(lián)合會前主席龔克認(rèn)為，一方面STEM教育為人工智能時代培育新一代人才，另一方面人工智能助力STEM教育打破學(xué)科壁壘，支撐學(xué)生開展自主性、高效率學(xué)習(xí)，“這種良性循環(huán)，正是我們所需的發(fā)展加速器”。

龔克倡議，要把AI倫理和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)融入STEM教育的課程中，確保人工智能發(fā)展可持續(xù)、包容、向善。要投資于基礎(chǔ)設(shè)施，投資于AI工具、開放平臺和教師發(fā)展，要確保所有地區(qū)都能公平獲得機會。要構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，鼓勵跨部門合作，把實踐項目作為AI和STEM教育雙向賦能的載體。

“AI已經(jīng)有足夠的能力、足夠的智慧極大地改變課堂體驗，但我仍然相信有一個現(xiàn)實的課堂，有一個現(xiàn)實的教師站在前面?zhèn)鞯朗跇I(yè)解惑是至關(guān)重要的，這不僅僅是知識傳授，也關(guān)乎人際交往。”菲爾茲獎得主、清華大學(xué)丘成桐數(shù)學(xué)科學(xué)中心教授考切爾·比爾卡爾尤其強調(diào)教師的作用，他建議為不同地區(qū)的教師直接提供專業(yè)發(fā)展支持，并且共享面向所有人的高質(zhì)量STEM教育資源。

文字 | 歐媚

來源 |《中國教育報》，中國教育電視臺，鳳凰衛(wèi)視視頻號

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