AI时代,如何更好开展STEM教育
当前,随着科技革命和产业革命的加速推进,STEM(Science、Technology、Engineering、Mathematics)教育受到国际社会广泛关注,被看作各国应对全球挑战和培养创新人才的战略力量。
5月14日,联合国教科文组织国际STEM教育研究所高级别专家研讨会暨首届理事会在上海举行,标志着该研究所正式开始运行。
研讨会上,包括诺贝尔奖得主、图灵奖得主、菲尔兹奖得主在内的全球顶尖科学家以及研究所理事围绕STEM教育与未来人才培养发表主旨演讲,深入探讨AI时代STEM教育的未来方向和发展战略。
AI时代STEM教育更加重要
“今天的科技进步可能表明,传统的数学比如说微积分或者代数已经过时了,但事实恰恰相反,现在的AI系统是根植于数学的,没有数学,就没有AI。”菲尔兹奖得主、南方科技大学讲席教授埃菲·杰曼诺夫第一个发言。
杰曼诺夫由此提出另一个问题:我们在中小学和大学只应该学习与AI相关的数学吗?答案是否定的。
“人工智能让基础数学课程更加重要。”杰曼诺夫认为,今天人工智能由深度学习算法主导,但未来新算法、新方法必将涌现,无人能确定它们将依赖数学的哪些部分,但有一点很明确,即拥有扎实核心数学基础的人,能够自信掌握新方法。
杰曼诺夫提到,全球顶尖AI公司的所有首席执行官曾联合发表一封公开信,信中称“我们更愿意聘用精通基础的学生,而非仅对最新工具或软件浅尝辄止的人。”
诺贝尔物理学奖得主、布朗大学/苏州大学教授约翰·迈克尔·科斯特利茨在回答“如何培养未来的诺贝尔奖得主”时,也强调必须筑牢扎实基础。
“我们必须夯实基础,没有学科基础的创造力走不远,只有站在坚实地基上才最有力量。”科斯特利茨认为,扎实的基础包括数学、科学推理、实验理解、语言与清晰表达,这些正是STEM教育所培养的思维方式。
图灵奖得主,清华大学人工智能学院、交叉信息研究院院长姚期智也表示,凭借扎实的STEM教育,清华学生正在助力推动AI在各领域的应用,加速AI发展,把AI从被动的工具转变为主动的研究伙伴。
未来人才的核心能力是什么
“STEM教育应该认真且全面应用AI工具,也许STEM后续还要加一个AI,成为STEMAI。”姚期智认为,教育必须区分AI可辅助的技能和人类必须构建的核心能力。
那么,未来人才要培养什么样的核心能力?
“本质上我们希望培养的人才具有适应性,即使技术持续进步,人才也能够持续学习,在未来有一席之地。”姚期智介绍,清华大学要求每一个学科、每一个院系都重新明确人工智能时代的核心能力,系统性重构课程体系与学术规范。
“这些核心能力包括定义问题而不是解决问题,批判性判断什么是好、什么是坏,有足够能力辨别AI的答案,协作、统筹,以及非常重要的学术诚信。”姚期智说。
在格鲁伯神经科学奖得主、葡京网投app_澳门葡京游戏-【在线*平台】:脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明看来,未来3至10年通用人工智能(AGI)在学习、推理与通用问题解决能力上将达到或超越人类水平。
“社会与教育体系将发生重大变革。”蒲慕明认为,传统STEM教育侧重认知和分析智能训练,和AGI比并不占优势,未来需在STEM教育中加入情感和社会智能要素,“因为这是AGI最难,甚至有人认为是AGI不可能具备的能力”。
AI和STEM教育双向赋能
“任何一个国家最大的资源不是土地里面埋着的矿产,而是人们的思想和能力。有好的STEM教育,兼具科技能力和创造力的人才,能真正改变社会。”非洲科学院前执行主任佩吉·奥蒂-博阿滕说。
然而,STEM教育在全世界并不是完全可及的、包容的,尤其是在全球南方国家,学校缺乏实验室、设备、网络与合格教师。人工智能时代,这种差距正在加大。
佩吉认为,AI有能力进一步加速人类发展,与此同时它也有能力加剧不平等。“实际上AI已经把不平等清楚地暴露出来,所以我们要合作打造一个道德的、包容的、以人为中心的AI系统,团结人类而不是分裂人类。”佩吉说。
而这正是国际STEM教育研究所面向智能时代的使命任务。
“破解上述挑战的关键,在于把握人工智能发展机遇,通过构建双向赋能生态体系强化STEM教育,让世界所有人能够受益,而不仅是发达国家。”世界工程组织联合会前主席龚克认为,一方面STEM教育为人工智能时代培育新一代人才,另一方面人工智能助力STEM教育打破学科壁垒,支撑学生开展自主性、高效率学习,“这种良性循环,正是我们所需的发展加速器”。
龚克倡议,要把AI伦理和可持续发展目标融入STEM教育的课程中,确保人工智能发展可持续、包容、向善。要投资于基础设施,投资于AI工具、开放平台和教师发展,要确保所有地区都能公平获得机会。要构建创新生态系统,鼓励跨部门合作,把实践项目作为AI和STEM教育双向赋能的载体。
“AI已经有足够的能力、足够的智慧极大地改变课堂体验,但我仍然相信有一个现实的课堂,有一个现实的教师站在前面传道授业解惑是至关重要的,这不仅仅是知识传授,也关乎人际交往。”菲尔兹奖得主、清华大学丘成桐数学科学中心教授考切尔·比尔卡尔尤其强调教师的作用,他建议为不同地区的教师直接提供专业发展支持,并且共享面向所有人的高质量STEM教育资源。
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