本文译自树莓派基金会文章 Play, pedagogy, and real-world impact: What we learned from the AI Quests webinars。原文
怎样教 AI,才能让 11-14 岁的孩子在课上完很久之后还记得?树莓派基金会与 Google Research、Google DeepMind 和斯坦福学习加速器一起做了 AI Quests——一套嵌在课堂里的游戏化体验,学生用 AI 概念解决真实问题。
游戏里的导师 Sky 教授有一句台词,概括了整套课的核心信息:
“你将体验到的 AI 技术很了不起,但它不是魔法。成败取决于你做的决定。”
第一关:集市沼泽
第一个任务叫 Market Marshes,学生要帮主角 Luna 保护一个河边集市不被洪水淹掉。
玩家四处走动,收集候选数据——从降雨统计到镇上的传言——清洗数据、挑选相关特征、训练模型。如果模型表现不好,就迭代,跟真实的 AI 开发者做的事一样。
每个任务都以一个真实的研究项目为原型,并复现完整的 AI 项目生命周期:定义问题 → 准备数据 → 训练 → 测试 → 部署。
基金会的学习经理 Emma Staves 指出一个关键时刻——学生测试自己的模型时:
“课程明确告诉学生,用来测试模型的是历史数据。”
这个看起来简单的设计选择,能引出很有价值的讨论:什么叫验证,什么叫可靠,以及对于真实决策来说“多准才算够准”。
设计依据:四种手法
课程与斯坦福学习加速器的学习科学家合作开发。斯坦福 AI 与教育方向负责人 Victor Lee 用“持久理解”来描述目标:
“持久理解讲的是,人怎样发起并设计 AI 应用,去应对人类一些最大的未解难题。”
为保持这个焦点,团队混合了四种手法:
- 情境学习——用一个具体的洪水场景,而不是抽象练习
- 教学型角色——会推一把、会示范、会解释的游戏角色
- 嵌入式反馈与有效失败——通过尝试、修改、再尝试来学
- 自我解释提示——“学习票”,要求学生说清楚自己在做什么、为什么这么做
一句话:有目的地玩。
课堂上老师看到了什么
北利物浦学院的计算机科学课程主管 Dave Cross 先在七年级试用,之后扩展到了 GCSE 班级:
“我们认为它会成为后续学习一个非常扎实的基础。”
他还看到了很强的跨学科联系:地理科的同事发现防洪那一关在他们自己的单元里有“巨大的机会”,更大范围的教师讨论则转向了数字公民、数据素养和公平性。
AI 的跨学科性质越来越明显——所以 AI 素养不该被限制在信息技术课里,学生需要在多个学科和日常生活中遇到它。
原型是真实的研究:提前几天预测洪水
第二场研讨会把课堂体验接回了它所基于的真实项目——Google Research 的洪水预报。产品经理 Gila Loike 介绍:
“我们的研究团队开发 AI 模型,在洪水发生前五到七天预测全球范围内的洪水。”
带队的研究科学家 Deborah Cohen 解释说,传统模型很难预测数据稀少地区的洪水,而 AI 可以通过综合河流、天气预报和卫星的信息来填补这些空白,在世界各地给出准确的预警。
编者按:两处设计值得记下。
“测试用的是历史数据”——它没有把模型评估藏起来,而是变成一个可以讨论的问题:多准才算够准。
“AI 素养不该只留在信息技术课里”——孩子遇到 AI 的场合本来就不止一门课。