作者：陈怡
图片：季俊辉、主办方提供
人工智能赋能教育是教育史上近400年来的大挑战和大机遇，chatgpt更为教育革新按下了“加速键”。近日，美国高中生基于加州理工学院的研究，挖掘美国国家航空航天局（nasa）某项任务的“沉睡的数据”，并以独著身份在天文学顶级期刊发文的新闻又一次牵动了人们对于重新定义学习和教育问题的注意力。面对推动教育智能化转型的变革需求，如何通过技术赋能实现教学精准化、学习个性化、素养培育立体化？如何实现人工智能时代下“教”与“学”的角色重塑？
为落实“科技、教育、人才三位一体”发展战略，在青少年教育主体间凝聚共识、探索实践路径推动上海市青少年科技教育高质量发展，5月17日，由上海市科学技术协会、上海市教育委员会主办，上海科技报社、上海市科技艺术教育中心等联合承办的“2025年上海市青少年科技教育校长沙龙”在上海科学会堂举行。沙龙聚焦“人工智能时代青少年教育的变革”主题，近百位中小学校长、教育专家及ai行业实践者共同与会，探讨ai技术与教育深度融合的创新场景，为新时代青少年科技教育高质量发展提供“上海方案”。
高水平人机协同的智能教育时代已经来临
上海大学未来技术学院副院长岳晓冬教授做题为《科创项目驱动的人工智能人才培养探索》的主旨报告，分享了通过“项目牵引贯通学习+多学科交叉+科产教融合”路径激发学生创新思维与实践能力，配套导师制个性化培养与智慧教学平台建设等相关思考与探索举措。他指出，人工智能技术无法简单替代教师的角色，但是不了解的人工智能技术的教育者将落后于时代，高水平人机协同的智能教育时代已经来临。
在岳晓冬看来，要应对智能时代人才培养带来的挑战和机遇，主要要回答两个问题，一是人工智能如何助力人才培养，二是如何培养高水平的人工智能人才。
从第一个问题出发，哈佛大学在导论课程中新增了gpt大模型主题讲座，介绍近期火爆的gpt-4是如何工作的，以及如何利用gpt-4构建ai应用。哈佛大学初级编程课教师正在测试一款基于chatgpt的人工智能助教。据悉，该课程每学期大约面向1000名学生。课程负责人表示：“我们希望通过人工智能最终在cs50课程（哈佛大学最受学生欢迎的一门计算机科学导论性课程）中达到1：1的师生比例，为他们提供全天候的智能助教，以最适合他们个人的速度和方式提高自主学习能力。我们基于gpt-3.5和chatgpt-4模型实现人工智能助教。”
由麻省理工学院及哈佛大学商学院毕业生萨尔曼·可汗(sal khan)在2006年创立的非营利教育机构——可汗学院(khan academy)，通过网络在线提供系列免费教材，已于youtube载有超过5600段教学影片，内容涵盖数学、历史、医学、金融、物理、化学、生物学、天文学、经济学及计算机科学。2023年，可汗学院宣布将使用gpt-4为其人工智能助手“khanmigo”提供技术支撑，khanmigo既可以作为学生的虚拟导师，也可以作为教师的课堂助手。可汗学院与openai合作研发的在线ai教学系统——khanmigo已于2023年正式上线。它有数学与编程、阅读理解与作品探讨功能，还可以辅助教师进行教学与考核，定制教学计划与内容。
人机协同的智能教育是核心在于强调人类与ai的协同合作，而非智能技术对教育的单向替代。教师的角色将从知识讲解者转型为学习设计师，学生将从被动听讲者转型为人机协同主动学习方。
科创项目牵引是培养高水平人工智能人才的重要途径
从第二个问题出发，岳晓冬认为科创项目是培养高水平人工智能人才的重要抓手。科创项目牵引的人才培养模式有利于贯通多学科知识点、打破学科和专业之间的壁垒、紧跟知识前沿而不依赖相对陈旧的课本；学生参与科创项目还可以强化理论方法的应用实践，提升学生的问题分析能力和创新思维；此外，项目经历有助于磨练学生攻坚克难的意志，养成团队精神；最重要的是可以激发学生自主学习的兴趣。
关于科创项目对于学生自主学习能力的提升作用，岳晓冬举了自己学校一位大二学生的例子：学生的科创课题是基于智能无人艇的城市河道环境监测系统。这个学生从初中开始就对智能驾驶特别感兴趣，他高考成绩很好，选择到上大未来技术学院的一个重要原因就是有机会参与学院的无人船、无人机项目。他在大一未分专业、专业高阶课程尚未涉及的时候，就天天自学这方面的内容，包括数据可视化、导航定位、激光点云检测算法等，一艘船里面大部分的软件、算法都是他自己做的，并且在学校的湖里做了实艇测试，拿到了上海大学“自强杯”科创竞赛的第一名。
还有另一位学生，大一时非常努力，但是数理课程的成绩不太理想，非常焦虑，但是这个学生从小特别喜欢动手实践，在大二时通过参与一个机器人设计的科创项目发生了脱胎换骨的变化。他的科研导师分享给他一篇关于水黾机器人的nature文章，他看了以后觉得自己也许可以照着仿制一下。学生形成设计思路之后，就开始自己画图、启动项目，他先做了一个样机验证材料和力学方面的特性，因为在课堂里刚好学过3d制图，他就设计了精细的水黾机器人，用学院的3d打印设备制作出来，并且装上电机，在学校的河道里做滑跑测试，效果很好。更让岳晓冬惊喜的是，学生紧接着深入分析了自己设计实现的初版机器人，发现热胀冷缩后会发生形变的记忆合金丝在功率极小的微型机器人上实现大幅度的低频划桨基本不可能，他认为应该为机器人制做小振幅、高频率的动力装置，于是就在学院仓库里自己设计了一个动力装置，通过给机器人注入热水，通过冷热温差形变带动轮桨形成机器人的动力。最近学生已经做了一个船的样机，就用这个装置，注入一杯热水，船在水池中大约可以跑4分钟。“这件事深深触动了我，我觉得每个孩子都有创新能力，关键是找到方向。”科创项目的成功让这个学生摆脱了成绩的焦虑，重拾对学习的兴趣和信心。岳晓冬从这些发生在学生身上的鲜活案例感受到，“科创项目帮助学生摆脱成绩束缚的网，推动学生游向科学的浩瀚海洋。”
要鼓励学生参与科创项目的兴趣
岳晓冬还特别提到上大校友王兴兴，告诉大家：“他是一个特别热爱技术创新的人，从小对机器人就特别感兴趣，在读研的时候，用学校的平台设备设计制作了四足机器人xdog，。之后去参加了科创比赛并获奖，引发了很多关注，拿到投资于2016年成立了宇树科技公司。他本科是机电专业，硕士是机械工程专业，xdog的很多技术是他在项目实践中自学的，可以发现一个好的科创项目对培养卓越创新人才的作用巨大，在座的各位老师和家长，如果您的孩子对科创项目有兴趣，一定要支持鼓励。”
主旨报告后，岳晓冬与宝山区教育局局长张治、上海市卢湾高级中学校长何莉、上海市曹杨第二中学校长周飞、上海市徐汇区高安路第一小学副校长奚宙、上海人工智能实验室智能教育中心主任戴娟围绕“人工智能时代‘教’与‘学’的双向赋能”“‘数字原住民’养成：孩子需要的ai时代新能力”“科技课堂如何培育学生‘创造基因’”“区域教育智能化创新与未来趋势”等议题展开了深入分享与交流。嘉宾们指出，眼下学校提供的是标准化的教育，而学生、家长和社会需要的则是个性化教育，人工智能可以提供这样的可能性。ai不只是工具，也是整个教育新生态的一部分，因此需要学校、老师、家长、学生一起主动拥抱和适应变革、大胆实践，如何教孩子们清晰地把一个信息结构化地表达给机器，是至关重要的一点；同时，基于大数据价值密度低、数据质量价值分布不平衡等特点，师生群体在拥抱新技术的同时，也要警惕人工智能的应用带来的虚假信息、认知偏见等潜在风险。
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审核：市科协科学技术普及部
上观号作者：上海科协
