如何培育面向未來的AI創(chuàng)新者——第二屆國際人工智能奧林匹克學(xué)術(shù)活動觀察

　　選手化身人工智能（AI）工程師，通過編程操控一米多高的人形機器人，精準抓取桌面上的4樣物品放入籃筐，隨后避開重重障礙，將籃筐運送至貨架。這是第二屆國際人工智能奧林匹克學(xué)術(shù)活動（IOAI）現(xiàn)場的一幕。
　　
　　8月2日—9日，第二屆IOAI在京舉行，吸引了61個國家和地區(qū)的77支代表隊參加。活動聚焦青少年AI教育，致力于培育面向未來的AI創(chuàng)新者與研究者。這場全球青少年AI高手的對決，為我們開展中小學(xué)AI教育提供了哪些啟示？
　　
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　　學(xué)用結(jié)合
　　
　　聚焦真實問題解決能力
　　
　　在入口簽到處，記者發(fā)現(xiàn)了一家“智能超市”，擔(dān)任“售貨員”的是北京銀河通用機器人有限公司提供的機器人Galbot G1，這也是學(xué)生比賽時使用的機器人。當顧客在屏幕上選購好商品后，Galbot G1能精準定位貨品，并用機械臂自然流暢地遞出。
　　
　　“本次賽事面向?qū)嶋H問題的解決。”IOAI國際科學(xué)委員會代表、北京市十一學(xué)校人工智能課程首席教師鄭子杰介紹，例如團隊挑戰(zhàn)創(chuàng)設(shè)“未來工廠”情景，要求選手設(shè)計具身智能機器人算法，完成個性化生產(chǎn)任務(wù)，讓學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)知識解決真實問題。
　　
　　在個人挑戰(zhàn)中，有一道試題令中國隊隊員、北京市十一學(xué)校學(xué)生姜惠康印象深刻：試題給出了一個男盥洗室的圖標，要求選手在100多個圖標中找出對應(yīng)的女盥洗室圖標。“如果只是依賴傳統(tǒng)的圖片分析模型難以得高分。有選手另辟蹊徑，通過顏色出現(xiàn)頻率識別圖標獲得了成功。”姜惠康意識到，真實場景是復(fù)雜多變的，需要打開視野，培養(yǎng)發(fā)散性思維和創(chuàng)新思維。
　　
　　中國隊領(lǐng)隊張煒其認為，IOAI考察的能力較為綜合，既需要數(shù)學(xué)建模思維和對AI底層邏輯的理解，也需要工程實踐能力。
　　
　　“我們持續(xù)推動產(chǎn)學(xué)研用融合，培育AI領(lǐng)域頂尖人才。”北京市海淀區(qū)委教育工委書記、區(qū)教委主任杜榮貞介紹，今年，北京中關(guān)村學(xué)院與海淀區(qū)教育委員會聯(lián)合推動設(shè)立北京少年人工智能學(xué)院（海淀），旨在通過“早進項目、早進產(chǎn)業(yè)、早進科技前沿”的培養(yǎng)路徑，構(gòu)建跨學(xué)段、長鏈條的貫通式培養(yǎng)體系。
　　
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　　跨界融合
　　
　　讓AI成為學(xué)科創(chuàng)新載體
　　
　　機器人操控背后是跨學(xué)科知識的融合。參與IOAI團隊挑戰(zhàn)命題及評審的北京市十一學(xué)校教師范爽解析，機器人行走最優(yōu)路徑規(guī)劃，需要數(shù)學(xué)知識；在機器人移動和抓取執(zhí)行中，需要物理知識；學(xué)生對復(fù)雜任務(wù)進行目標拆解，同時理解仿真到真機的差別，需要工程思維。
　　
　　“AI教育不僅是教授技術(shù)，更是培育能夠借助AI進行深度思考的人才。這要求我們?nèi)诤隙嘣暯牵囵B(yǎng)具備跨學(xué)科能力的人才。”北京市十一學(xué)校技術(shù)學(xué)科負責(zé)人聶璐說。
　　
　　在北京市十一學(xué)校，各學(xué)科都積極引入AI開展跨學(xué)科項目式學(xué)習(xí)，比如將歷史和信息技術(shù)相結(jié)合，通過提煉兵馬俑面部特征生成3D模型，還能讓兵馬俑做自我介紹。此外，學(xué)校還構(gòu)建了完善的AI課程體系，涵蓋機器學(xué)習(xí)、機器人設(shè)計、無人駕駛等多個方向，為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)選擇。
　　
　　“我們將AI作為開展跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的重要載體。”中國人民大學(xué)附屬中學(xué)信息技術(shù)教研組組長武迪介紹，學(xué)校創(chuàng)建了橫向跨學(xué)科、縱向分層次的AI課程體系，已建立起相應(yīng)的課程群，涉及30多門課程。
　　
　　“在AI時代，好的創(chuàng)意有時比技術(shù)本身更重要。”澳門隊領(lǐng)隊、澳門培正中學(xué)教師林建源在學(xué)校課后項目小組中鼓勵學(xué)生探索AI家居服務(wù)機器人方向，“面對未知領(lǐng)域，學(xué)生需主動請教專家、查閱資料。這個過程常讓他們學(xué)到遠超課堂的新知識”。
　　
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　　主動作為
　　
　　補齊AI師資短板
　　
　　從2017年開始接觸AI的林建源常感到一種“本領(lǐng)恐慌”。“AI迭代太快，需持續(xù)學(xué)習(xí)前沿知識，更存在不確定性，我們難以預(yù)知今天教授的內(nèi)容，在學(xué)生未來踏入社會時是否仍有用武之地。”林建源說。
　　
　　師資是中小學(xué)AI教育的關(guān)鍵。在IOAI學(xué)術(shù)交流會上，北京中關(guān)村學(xué)院院長劉鐵巖認為，教師要學(xué)會善用AI工具，教學(xué)與生活要跟AI深度結(jié)合。只有教師率先垂范，才能讓學(xué)生理解AI是用來解決困難問題、改變世界的抓手。
　　
　　擁抱技術(shù)需要教師主動作為。聶璐介紹，2024年初，學(xué)校探索成立“AI星項目組”，吸引了12個學(xué)科的教師參加，開展了一系列創(chuàng)新實踐，如利用智能工具輔助命題、構(gòu)建知識庫、支持實驗數(shù)據(jù)分析等。
　　
　　杜榮貞坦言，師資培養(yǎng)是目前面臨的主要挑戰(zhàn)。“AI發(fā)展快、迭代快，培養(yǎng)師資有其周期，這是一個漸進的過程。”他表示，海淀區(qū)正大力加強本土教師培養(yǎng)，面向全區(qū)教師開展4期“教師智能教學(xué)素養(yǎng)提升”通識培訓(xùn)，并制定激勵政策，設(shè)立“人工智能教育應(yīng)用帶頭人”及“人工智能育人先進個人”評選，旨在有效調(diào)動教師學(xué)習(xí)和應(yīng)用AI技術(shù)的積極性。
　　
　　“目前，中小學(xué)AI專業(yè)領(lǐng)域師資欠缺是中國乃至世界的共性難題。”鄭子杰建議，一方面，通過與高校、企業(yè)的合作創(chuàng)新引進模式，加大對AI專業(yè)領(lǐng)域人才的吸納；另一方面，鼓勵教師自主擴展AI等跨學(xué)科知識和技能的學(xué)習(xí)，為AI教育提供更加專業(yè)的師資保障。