麻省理工AI日:培养未来AI素养教育

Day of AI,即人工智能日,起源于2021年6月的麻省理工学院。由MIT RAISE(负责任的人工智能与教育)的教员和研究人员领导,该项目致力于为所有背景和能力的学生提供准备,使他们能在人工智能日益普及的社会中成功、负责任地参与。MIT RAISE团队为K-12教师提供了免费的人工智能素养课程和教师专业发展培训。

人工智能日的影响力远超预期,短短一年内在美国30个州和40个国家开展教学。第二年,人工智能编程课程在全50个州和110多个国家的学校中开设,课程翻译成多种语言,并根据不同地区进行了调整。

外部评估显示,学生在完成课程后,在人工智能理解和利用人工智能塑造未来的态度和能动性方面均产生了显著影响。教师完成人工智能日专业发展培训后的调查和访谈表明,他们对人工智能素养的理解、满意度和教授学生人工智能素养的能力均为“高”或“极高”。这些结果在所有年龄段的学生和所有学科领域的教师中都是一致的。

为了满足对项目的急剧需求,2024年8月,Day of AI在MIT的基础上成立了一个独立的非营利实体,继续利用MIT RAISE的研究人员和科学家的资源,Day of AI教育者、技术专家和培训师团队将项目的重点从基本的K12学生人工智能素养扩展到支持教师在实践中利用人工智能和人工智能工具,并与学校领导者合作,通过设计和实施适当的学校人工智能政策来确保学生的安全和公平。

一、助力教师专业发展

Day of AI团队为教师提供了多种形式的专业学习机会,为对基本人工智能素养感兴趣的学校和学区服务,包括管理员、教师、学生和家庭。提供线上线下为期一天、三天或全年的研讨会,以及免费且提供证书的课程。

在线上课程中,您将学习关于生成式AI的知识。您将探索如何使用生成式AI工具来协助您的教学实践,通过节省日常任务的时间、个性化教学以满足学生需求以及以创新的方式增强课程和活动。Gemini和ChatGPT是使用对话提示的生成式AI工具的例子;换句话说,您向AI工具提出请求,它会回应您的请求。在整个课程中,您将发现与AI工具合作的验证策略,并练习使用这些工具来计划和更新课程、准备教学材料、管理班级等等。

Day of AI还提供专业发展机会,帮助教师和学校深入了解如何在教学中有效地使用AI,并为学生提供基本的AI素养教育。这些课程和培训旨在确保学生能够安全、负责任地使用AI技术,并理解其在日常生活中的应用。

二、人工智能素养的三个主打课程

Day of AI课程旨在帮助K-12年级的学生理解AI的基本概念、应用以及相关的伦理问题。课程内容免费提供,教育者只需在网站上注册即可获取。所需的教学设备主要包括笔记本电脑、互联网连接,以及基本的课堂材料,如笔、纸、白板或黑板。部分课程材料甚至不需要任何技术设备或互联网访问。

值得注意的是,Day of AI还推出了聚焦数据科学与气候变化的新课程,旨在通过气候变化的视角,引导学生了解数据素养的基本概念。这些课程适用于8至18岁的学生,鼓励他们通过观察自然环境,收集和分析数据,从而加深对气候变化的理解。

1. 人工智能素养基础(AI Literacy Foundations)

人工智能素养基础是Day of AI的核心课程,旨在为学生提供关于人工智能的基本概念和技术的入门知识。通过这一课程,学生将理解AI的功能、应用及其对社会的影响。(适用年龄:8-18岁)

教学目标:

- 帮助学生形成对人工智能技术的初步理解。
- 提升学生的批判性思维能力和对技术的独立判断力。
- 激发学生对科技领域,特别是AI的兴趣和探索热情。

主要内容:

- AI基本概念:介绍AI的定义及其工作原理,探讨AI与机器学习的关系,了解AI系统如何通过数据学习和预测。
- AI技术应用:展示AI在日常生活中的应用,如语音助手、推荐系统和图像识别,并通过案例分析帮助学生理解AI如何改善生活和工作。
- 伦理与社会影响:探讨AI的潜在偏见问题及其社会影响,引导学生思考隐私、算法公平性和透明度的重要性。
- 动手实践:提供互动活动,如简单的编程任务或模拟AI系统处理数据的实验,让学生直观感受AI的工作方式。

2. AI应用(AI Applications)

AI应用课程聚焦于展示AI在现实世界中的多种应用场景。通过具体案例和实践活动,帮助学生理解AI如何影响并改善日常生活,同时培养他们的批判性思维和创造力。(适用年龄:5-18岁)

教学目标:

- 帮助学生认识AI在不同领域的广泛应用及其社会影响。
- 培养学生对AI技术的兴趣和批判性思维能力。
- 激发学生对AI创新和应用的思考,鼓励他们未来从事相关领域。

主要内容:

- 日常生活中的AI应用:讲解语音助手(如Siri、Alexa)、推荐系统(如Netflix、YouTube)和智能家居(如智能恒温器、灯光控制)的工作原理及其在生活中的应用。
- 行业中的AI应用:探讨AI在医疗保健、金融、教育和交通运输等领域的具体应用,如疾病诊断、欺诈检测、个性化学习平台和自动驾驶汽车。
- AI的潜力和局限性:分析AI能够解决的问题和场景,探讨当前AI技术的局限性,如算法偏见和决策能力的不完全自主性,教育学生理解AI的社会责任。
- 动手活动与项目:通过模拟AI应用的实践活动,如创建简单的推荐系统或数据分析,帮助学生直观了解AI的工作方式,并通过小组讨论或案例分析思考AI的益处与潜在社会问题。

3. 超越人工智能素养(Going Beyond AI Literacy)

超越人工智能素养课程旨在深化学生对AI的理解,超越基础知识层面,激发他们对技术创新和社会责任的探索。该课程设计更为高阶,适合已掌握AI基础知识的学生,帮助他们将所学应用于复杂的现实问题中,同时培养批判性视角和创造性思维。(适用年龄:13-18岁)

教学目标:

- 帮助学生深入理解AI技术的原理及其复杂的社会和伦理问题。
- 引导学生思考如何负责任地设计和应用AI系统。
- 培养学生解决问题的能力、创新精神及跨学科思维。

主要内容:

- AI的深入探索:探讨机器学习和深度学习的高级概念,了解神经网络的基本原理,深入理解数据驱动的决策在AI系统中的作用,以及大数据的意义和挑战。
- AI系统设计:引导学生了解从问题定义到AI解决方案开发的完整流程,培养系统性思维。
- AI在社会中的复杂角色:讨论AI技术在伦理、公平性和透明度方面面临的挑战,评估AI对不同社会群体的潜在影响,尤其是在就业、隐私和社会平等等领域。
- 政策与法规:让学生了解AI技术的监管和政策背景,认识AI发展的法律框架。
- 应用与创新:通过项目驱动的学习,让学生团队合作设计和开发简单的AI模型,解决现实社会问题,如环境保护、健康监测或教育改进,鼓励跨学科创新。
- 未来展望:介绍前沿AI技术的发展方向,如生成式AI和强化学习,探讨与AI相关的职业路径,包括研究、工程和政策制定等。
- 教育活动与实践:设计复杂的实验或模拟项目,如创建基于数据的预测系统,鼓励学生提出并实践自己的AI项目创意。

Day of AI通过精心设计的三大主打课程,为K-12年级的学生提供了全面的AI教育资源,帮助他们在科技迅速发展的时代中掌握关键技能,培养创新思维和社会责任感。无论是初学者还是已经具备一定基础的学生,都能在这些课程中找到适合自己的学习内容。

三、小结

Day of AI网站是由麻省理工学院(MIT)与合作伙伴推出的一项教育计划,旨在为教师和学生提供关于人工智能(AI)的基础知识、应用场景和伦理问题的免费教育资源。它通过有趣的、针对不同年龄段设计的课程,帮助学生了解AI如何塑造我们的世界,并激发他们对AI的兴趣。

这个项目适合教育工作者免费使用,提供教学计划、活动和实践指南,帮助学生掌握AI的核心概念,例如机器学习、数据隐私、算法偏见等,同时培养他们对AI社会影响的批判性思考能力。

如果你对将AI教育融入自己的教学或研究中感兴趣,Day of AI的资源可能对你很有帮助!

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