推薦｜人大附中學生告訴你：學人工智慧沒那麼難！！！

　　2018-02-16 00:00人工智慧

　　中國人民大學附屬中學在2017年10月份組織了中小學人工智慧課程建設專家座談會，邀請了來自清華、北大、中科院、航天科技、人工智慧前沿企業等十幾位專家教授前來指導。在專家們的指導建議下，結合人大附中實踐，從面向全體的普及教育，到部分選修的跨學科實踐應用，再到少數的深入動手做研究，梳理了金字塔形的中小學「STEAM+人工智慧教育」課程體系，重構了與人工智慧本身感知、認知、創新三個層次相對應中小學人工智慧教育課程體系。

　　

　　第一層是感知層，即中小學普及教育，重在培養基本的「人工智慧+」思維和興趣。這一層次具體落地於中小學信息技術課，將高質量科普資源融入日常科學課、信息課和一些選修課。把人工智慧內容滲透到常規課堂的引入環節，介紹人工智慧推動各學科領域發展的前沿成果，培養學生的交叉學科創新思維。我們的「STEAM+」人工智慧普及教育的核心要素之一是建模模擬教育。

　　

　　建模模擬能力的培養，不僅落實在課堂，也滲透在普及性的建模活動和比賽中。比如，人大附中學生在參加國際數學建模挑戰賽時，就新高考下的排課問題深入挖掘數據，建立模型，考慮了各種約束條件和優化因素，提出了一種新高考排課問題的智能解決方案，榮獲中華區特等獎

　　第二層是認知層，重在跨學科應用實踐。比如在計算機課上，讓學生與視覺藝術選修課的同學合作開發DIY智能濾鏡軟體，把人工智慧項目式學習的具體目標落實到STEAM各個學科領域。此外，科學跨學科綜合實踐活動是以建模為核心的「STEAM+AI」解決實際問題的高質量學習平台，即不同學科的同學組成一個小組，從不同學科角度分析同一個問題，建立模型，通過團隊合作，解決實際問題。在國際文憑項目的核心課中，創新服務實踐活動，拓展論文和跨學科認識論都需要學生用跨界思維解決實際問題，對「人工智慧+X」的人才培養具有積極作用。

　　第三層是研究與創新。目前，我們的學生已經能夠將人工智慧演算法應用到其他領域進行交叉創新。例如朱星宇同學將機器學習演算法與天體物理課題相結合，實現了光譜分類速度數量級上的突破。他還是人工智慧兩門課的課程助教，深入淺出地給學弟學妹們把人工神經網路講得非常清楚，並且手把手帶著他們進行實踐——這是對學生創新能力的另一維度的培養。

　　案例一：朱星宇——一個中學生的人工智慧之路

　　朱星宇是人大附中2011級早培班的一名學生，現在在高三出國班上課。他在學校的身份不只是學生，同時也是計算機視覺與深度學習研學和人工智慧與數據挖掘校本選修課的助教，負責兩門課的幾乎全部編程技術以及部分理論知識的教學。但不了解他的人都不會知道，現在距離他開始系統性學習Python編程才剛剛一年左右。

　　在2016年九月，因為參加數學建模比賽的需求，他選擇了高級數學建模作為校本選修。在這門課上，他的老師是比他大一屆的學長孫逸瀟同學。之前，他只會一些簡單的C語言，可以被認為是沒有什麼基礎。但是在學長的帶領下，他很快掌握了Python的基本功能與語法，這是一門對他來說全新的編程語言。開始學習Python一個月後，他就直接參加了HiMCM的數學建模比賽，負責組內所有程序的編寫。雖然因為經驗並不豐富，比賽的結果並不完美，但是這個經歷讓他深入建模與演算法的學習與實踐，為之後的人工智慧研究與創新打下了基礎。

　　

　　在2017年1月，他開始準備「登峰杯」數據挖掘競賽。準備期間，在老師的引導與自學下，他接觸到了深度學習，一種較為流行的機器學習演算法，並且開始著迷於神經網路可以控制結構又無法詳細了解運算過程的「黑箱」特質。在初賽中他和他的隊友們使用深度學習演算法，綜合曆屆奧運會的獎牌榜數據以及各個參賽國家的經濟、國民體質、財政投入情況等大量的數據得到了一種預測奧運會獎牌榜的演算法。他們團隊的準確率甚至超過了網上公布的預測排行榜中最準確的使用傳統方法進行分析預測的高盛集團。他們通過通訊賽選拔，順利進入了全國總決賽。在2017年8月舉辦的全國總決賽上，他們依然使用了深度學習演算法，對電視劇在線播放與電視端收視率進行了預測，在可靠的模型和堅實的數據基礎上，他們的團隊又順利拿到了總決賽的一等獎。

　　得力於人大附中早培班提供的研修平台，朱星宇在八年級的時候就加入了清華大學天體物理中心的科研團隊，進行恆星光譜的研究，但由於技術限制一直沒有做出什麼特別的工作。在接觸了深度學習演算法之後，他意識到了機器學習與天體光譜學交叉研究的潛力，於是在自己的鑽研下開發了一套基於深度學習的光譜特徵提取與分類程序，在速度上大幅度超過了國家天文台現有的分類方法，得到了他在清華的導師很高的評價，並且在北京市青少年科技俱樂部針對全北京市高中生科研的評議中獲得「突出」評級。

　　

　　高三剛開始時，他欣然接受武迪老師讓他擔任課程助教的邀請，他希望像帶他入門的孫逸瀟學長一樣，帶領更多的學弟學妹們感受計算機編程與人工智慧之美。現在他已經拿到了曠視科技公司的實習崗位，將在申請季結束之後前往這個「北京平均智商最高」的公司，開展他對於人工智慧技術和機器學習演算法的進一步探究。

　　作者簡介：

　　

　　翟小寧，管理學博士，現任中國人民大學黨委委員，中國人民大學附屬中學校長。

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