自上世纪50年代中期人工智能（AI）概念正式提出，人工智能引发了巨大的科学突破，催生了一批颠覆性的技术，对人类社会的生产和生活都产生了巨大而深远的影响。社会对于AI人才的需求不断增加，如何培养出更多优质的AI专业人才来助力国家的发展，以及如何提升整个国家国民的AI素养以使其更好地适应现代生活成了教育行业的热门话题。

　　国家发布了一系列政策提出要加强人工智能教育，市场和学校中也涌现出一大批人工智能课程。然而，这些课程大多局限于编程和机器人教学、缺乏对学生思维能力的培养、对电子设备的依赖太大。因此，米思齐团队下的AI思维工作室针对以上市场痛点，正在开发面向3-10岁儿童的不插电AI思维产品。2021年4月11日，工作室开办了第一次不插电AI思维活动。不插电AI思维活动到底以怎样的形式开展？相对于插电的课程活动有什么特别之处？本文将带你一探究竟！

　　工具简介

　　AI思维工作室为幼儿园及小学低年段提供儿童AI思维培养产品及服务，其中产品包括AI思维套件、配套学习课程、儿童探究性绘本和教师/家长指导手册，服务包括教师培训服务、AI思维实验室搭建服务和网络学习社区搭建服务等。

 

　　

　　图 1 儿童AI思维培养产品及服务体系

 

　　AI思维套件拟针对不同年龄段分别设计，可以以多种形式呈现，其中卡牌套件是最成熟的典型范例——卡牌可以呈现多样的图文信息，不仅可以表示人工智能中的不同对象，还可以用以表示对象的各种特征和特征值，延展性很强。与市场上同类产品相比，AI思维套件具有健康无电、价格低廉、拓展性强等优点，能够在以保护学生视力健康、符合学生认知水平的形式有效培养学生的AI思维。

　　课程介绍

　　本次AI思维活动分两次课，分别以“请送我回家”和“模仿游戏”为线索教学分类算法（决策树）和图灵测试的相关内容，具体介绍如下：

　　模仿游戏——图灵测试

　　在“模仿游戏”中，共有四种身份卡牌，分别对应四种身份——回答者X、Y，监督员以及投票员。一个男生和一个女生分别抽取身份卡牌X、Y（不告诉其他人、隐藏身份），然后回答投票员提出来的问题。男生需要以女生的方式回答问题，努力让投票员相信自己抽到的卡牌对应的回答是女生的回答，而女生则需要努力证明自己抽到的卡牌对应的回答是女生的回答。监督员公布X、Y卡牌对应的两个回答后，投票员需要猜出身份卡牌X、Y背后哪一个是真正的女生。（也可以反过来，由女生假扮男生，男生证明自己的卡牌背后是男生）

 

　　图 2 四种身份卡牌

 

　　

　　图 3 两种任务卡牌

 

　　经过几轮游戏后，同学们基本熟悉了“模仿游戏”的规则。老师紧接着由“模仿游戏”引出图灵测试的概念，然后说明了图灵测试和人工智能的关系。

　　这一节课以游戏为主，知识性较弱，更多地是作为先导课引出人工智能的概念，激发学生对于不插电AI课程的兴趣。

　　请送我回家——分类算法

　　在“请送我回家”的故事背景中，草原上A、B、C、D四家人都养了很多羊，一天他们放养回来发现少了不少羊，而这些走失的羊都混在了一起。而整节课的任务则是找到这些走失小羊对应的家。在任务中，学生首先需要根据对象卡牌找到区分四家羊的关键特征，这四家羊在颜色、是否有斑点、标记颜色和标记形状四个方面有差别，而标记的颜色和形状则是区分四家羊的关键特征——A、B家的羊打蓝色的标记（O，X），C、D家的羊打红色的标记（O，X）。

 

　　

　　图 4 部分对象卡牌示例

 

　　找到区分四家羊的特征后，学生需要以小组为单位在白色卡纸上面画出树形枝干，并且用双面胶把特征卡牌、特征值卡牌和对象值卡牌贴在对应的位置，由此来制作树形卡片，帮助小羊回家。

 

　　图 5 特征卡牌

 

　　

　　图 6 特征值卡牌

 

　　

　　图 7 对象值卡牌

 

　　

　　图 8 树形卡片

 

　　随后，老师从本节课活动中完成的分类任务出发，介绍人工智能中的分类算法，并且介绍常见的分类算法如决策树，以及分类算法的应用。

　　这一节课相对于“模仿游戏”一节课来说知识性更强，目的是为了让学生理解分类算法的基本概念和步骤。

　　活动过程

　　本次课程由北京师范大学教育技术学专业本科生王雯主讲，同专业本科生廖婉婷和于舒为助教进行辅助教学。课程通过丰富有趣的情景和任务提升学生的AI思维，活动过程如下所示：

　　模仿游戏——图灵测试

　　情景引入：老师问同学们男生和女生有哪些不同，并且提出问题——“我们是否能通过一个人说话的内容、怎么回答问题去判断他的性别？”
趣味活动：老师抽一个男生A和一个女生B抽取身份卡牌，并且回答同学们的问题。同学们在询问三个问题后判断哪张身份卡牌背后是真正的女生，哪张身份牌背后是假扮女生的男生。此游戏玩两轮，第二轮由女生以男生的方式回答，同学们猜测哪张身份卡牌背后是真正的男生。

 

　　

　　图 9 男生A和女生B在答题卡上写下回答

 

　　知识讲解：老师由“模仿游戏”出发，讲解图灵测试的含义以及其与人工智能的关系。

　　送小羊回家——决策树

　　情景引入：老师说明故事背景和任务——A、B、C、D四家的部分羊走失了，需要根据四家羊的特征将小羊送回家。

 

　　

　　图 10 老师进行情景引入

 

　　趣味活动1：学生分成三个小组，每个小组根据拿到的四叠卡牌（对应A、B、C、D四家已回家的羊）找出区分他们的关键特征。

 

　　

　　图 11 学生寻找同一家羊的共性

 

　　

　　图 12 学生完成对四家羊的分类

 

　　趣味活动2：学生分为三个小组使用特征卡牌、特征值卡牌以及对象值卡牌制作树形卡片。

 

　　

　　图 13小组共同制作树形卡片

　　

　　图 14 富有小组特色的树形卡片成品

 

　　知识讲解：活动后，老师对分类算法、决策树的相关知识进行讲解。并且带领同学们进行例题练习——在一定的情境下利用决策树，根据现有信息做出判断。

　　总结

　　本次不插电AI活动是对这一系列课程进行实践的首次尝试。此次活动摒弃了“AI教育=编程教育”的固有方式，采取健康无电、富有趣味、易于协作的不插电方式，让低龄学生在游戏中了解AI知识、锻炼AI思维，解决了传统AI课程依赖电子设备、缺乏思维训练的问题。在活动过程中，学生们积极参与，完满地完成了每一个任务，并且在活动结束后表示了对不插电AI活动的喜爱。

　　在此次活动后，AI思维工作室准备对本次课程进行迭代升级，并且开发出适合幼儿园、小学各年龄段的，形式更加丰富的系列不插电AI思维课程。希望不插电AI思维教学能够在今后进行大范围推广，让更多的儿童以更加健康、有趣的方式进行AI思维学习！