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高中生福利!清华姚班首发高中AI教材,姚期智院士主编,秋季出版

网络 2020-03-17

大数据文摘出品

作者:刘俊寰

姚期智领衔主编、清华姚班师资做编委的高中AI教材来了!

1月7日上午,由图灵奖得主、中科院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智领衔主编的教材《人工智能(高中版)》,在清华举办了正式的签约仪式。这本书的编委全部来自清华交叉信息研究院计算机科学实验班(姚班)和人工智能班(智班)教学团队。如此大咖云集,也足以看到清华和姚班对这次教材编撰的认真和诚意。

其实早在去年上半年,清华姚班就曾透露过要出一本高中人工智能教材的想法。虽然与市面上已有的各类AI教材相比,姚班这次发布高中AI教材的时间并不占先,但是慢工出细活,正如姚期智院士在发布会上所说,“我们(编委会)会把高中教育当作和大学教育一样的事业,怀抱同样的热忱,尽心尽力”。

说了这么多,姚班这本教材有何特点和不同,那么就请和文摘菌一起来揭秘清华发布的首本AI教材吧!

大咖云集,姚班首本AI教材

姚班的这版AI教材名为《人工智能(高中版)》,教材编委阵容可谓非常豪华:姚期智亲自担任主编,副主编为智班项目主任黄隆波,编委由高阳、李建、马雄峰等人组成,全都是清华大学交叉信息研究院的教授,对人工智能学科基础与前沿有着深入、全面的把握。

从教材内容的章节编排上看,本书共分为9个章节,分别为“数学与编程基础”、“搜索”、“机器学习”、“线性回归”、“决策树与随机森林”、“神经网络”、“计算机视觉”、“自然语言处理”、“强化学习”。从第0章到第4章介绍的都是人工智能的基础性知识,后4个章节的灵活性较大,可供学生和老师选修学习,使其与人工智能的高等教育无缝连接,有力支撑中学人工智能基础教育。

对于知识点的选取,姚期智表示这是基于姚班/智班人工智能课程体系的完整梳理:除了体系化的教材知识结构设计,还结合了相关中学知识,便于学生学习和理解。

姚期智院士宣布教材发布

此外,姚期智还透露到,这版教材兼具了核心原理和具体形式。从人工智能的发展史入手,介绍人工智能的基础背景,在实践环节习题与编程并重,搭配了专属的学习网站资源,学习阶段被合理量化,对学生后续的深入学习也有不小帮助。

姚院士在发布会现场表示,这本书目前已经基本成型,两个月以后就能完成了,希望今年秋天就可以发到同学们手里

发布会现场签约仪式

从18年开始,国内市场上已经陆续发布了不少人工智能相关的教材,对此姚院士表示,《人工智能(高中版)》与其他教材有着明显的不同,作为高校教师的编委团队首先将教育放在了首位,高中生学习人工智能不仅是为了学生未来事业发展,也是为了以及未来人工智能的突破性研究,更是为了国家科学强盛和人才科学素质的建立,提升整体国民素质。

最重要的一点在于,如果中国想在2035-2050年成为人工智能领先的国家,必须让学生接受正确积极的人工智能教育。“就像巴西足球的全民教育一样,我们要把人工智能当作一门基础学科培养”

姚院士称,作为基础学科的数学和物理,经过多年积累,目前已经有了完善的教育体系,但是人工智能如何教授,全球都在探索。中国必须参与其中,这就要求将国内最有才能的研究者集合起来,负起责任做好这件事。

对于不同的教材版本,姚院士认为这是一件好事:国内最好能有不同的学者团队编纂不同的人工智能教科书系列,这样可以让教材种类更加丰富,也是为了在10年之内,让人工智能尽快达到数学和物理这样成熟的教育程度。

理论计算机科学家,1986年图灵奖得主John Hopcroft发言

发布会现场,理论计算机科学家、1986年图灵奖得主John Hopcroft也对这本书也做出了很高的评价。他说,很多父母无法理解人工智能的事实,给孩子的研究建议往往都十分基础,他希望这一书籍能惠及到包括西部地区的中国孩子们,清华和姚院士应该意识到这是多么有意义的一件事。

清华大学出版社社长宗俊峰也发言表示,本次清华交叉信息研究院和清华大学出版社强强联合,一定会为国家提供一本质量内容俱佳的精品教材。同时,他还提到,由于人工智能目前仍在快速发展,为了让学生能够了解到人工智能的最新成就,在相关资源网站上也会进行实时更新。

姚班是何班?

说起清华姚班,大家可能都不会太陌生,坊间有这么一个传言:半国英才聚清华,一半精英在姚班。随便说几个姚班校友名都能威震四方,比如小马智行联合创始人兼CTO楼天城、旷视联合创始人兼CEO印奇、Bit Up创始人兼CEO黄君贤等等。

姚班其实是清华大学“计算机科学实验班”的简称。由迄今为止首位、也是唯一一位华裔图灵奖得主姚期智院士于2005年创办,致力于培养与MIT、普林斯顿大学等世界一流高校本科生具有同等、甚至更高竞争力的领跑国际拔尖创新计算机科学人才。

姚班的灵魂人物姚期智院士是算法、密码学、及量子计算的国际权威,先后任教于MIT、斯坦福大学、加州伯克利分校及普林斯顿大学。2004年回国加入清华大学,创办“姚班”,2011年创建“清华量子信息中心”与“交叉信息研究院”,2019 年再度为本科生创办“清华学堂人工智能班”,简称智班。

在2019年Computer Science Rankings中,清华大学人工智能方向位列世界第二,中国第一,在2019年U.S.News世界大学学科排名中,清华大学计算机科学位列世界第一。

这一切除了优质的生源,还得益于姚班课程的合理设置。姚班学生共有25门专业课程(其中包括5门核心课程和可选修课程),第1-6学期,每学期开设1-5门课程,以强化学生的科学基础训练,其它课程按照计算机科学实验班的指导性教学计划中规定的课程要求学习。第四学年,学生将在清华或各著名科研院所从事实际专题研究与实践。

姚班核心课程

从高中到博士,辐射全民教育

除发布高中AI教材、成立姚班,清华在AI教育领域做出的贡献辐射到了从高中到博士的整个阶段。

清华于2019年新创办智班,全称“清华大学人工智能学堂班”,也是用姚期智院士的名字命名,同样由姚期智担任首席教授。不过与姚班不同的是,智班瞄准的是“人工智能”这个风口。

智班从2019年秋季开始招收本科生,首批招收30人。从招生情况可以看出,大部分招收学生仍是奥赛保送生,但与姚班不同,由于智班的创办目的就是“人工智能”研究,招收的竞赛生也就基本都来自信息学竞赛,只有1个数学竞赛生。

智班还有一点与姚班不同,总录取人数排第二的大类,并非是高考裸分学生,而是由自招学生分得一杯羹。看来姚班、智班虽师出同源、一脉相承,但在生源的选择与喜好上,各有目标群体。

不仅如此,2018年6月,清华大学人工智能研究院在李兆基科技大楼揭牌成立,清华大学计算机系教授张钹出任首任院长,清华大学交叉信息研究院院长姚期智担纲学术委员会主任,谷歌人工智能部门负责人Jeff Dean出任清华大学计算机学科顾问委员会委员。

清华人工智能研究院以“一个核心、两个融合”为发展战略,即以人工智能基础理论和基本方法研究为核心,推进大跨度的学科交叉融合,推进大范围的技术与产业、学校与企业融合。

AI教材哪家强?

根据2018年7月国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,要实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育。4月,商汤联合华东师范大学慕课中心推出了国内第一本面向中学生的AI教材《人工智能基础(高中版)》;6月,苏州大学出版社出版“中小学人工智能系列丛书”;11月,优必选与华东师范大学出版社联合发布“AI上未来智造者——中小学人工智能精品课程系列丛书”。

《人工智能基础(高中版)》联合了全国多所知名中学教师进行编写,全书共9个章节,以基础普及性的知识为主,分别介绍了图片识别、声音识别、视频识别、计算机写作和深度学习等人工智能技术的原理和应用场景,每一页都配有彩色图表,引入了科普内容和实例,也注重了对概念原理的介绍。

华东师范大学慕课中心还与商汤联合举办了多期“人工智能教师研修班”,旨在提升教师的人工智能素养。“校企合作”的方式是解决人工智能领域应用型人才巨大缺口的有效手段之一。

苏州大学出版社的“中小学人工智能系列丛书”共8册,包括《人工智能的无限挑战》《比真实更逼真的VR》《狙击自然灾害》《改变生活的物联网》《迈向宇宙的第一步——运载火箭》《更加快速 更加准确——智能医疗》《从A到Z了解游戏引擎》和《第三代基因剪刀》。

教材以“设计思维”为核心,通过创新的教学方式,确保每位学生都能够找到适合自己的起点和发展方向。全书课题涉及开源硬件、传感器、VR技术、3D打印以及机器人结构件等,没有相应的硬件教具介绍。

优必选发布的这套丛书的目标群体则指向了中小学生,因此实践性更强,利用生活应用和任务激发学生对人工智能的兴趣。此外,丛书体现了“人工智能+N”的应用,设有智慧城市、智能家居、智慧农业等课题,鼓励学生从日常生活、农业、工业等领域学习智能设备的工作原理并提出优化方案,尝试动手实践。

丛书共包括十册,包括《AI上神奇动物》《AI上智慧生活》《AI在变形工坊》《AI在奇妙世界》《AI上全能助手》《AI在未来小镇》《AI超级工程师》《AI的幕后英雄——Python》《AI超级设计师》《AI的应用与探索》。

针对人工智能学习逐渐低龄化趋势,微软亚洲研究院首席研发总监邹欣曾表示,青少年学习人工智能,培养计算思维是关键。处理人工智能领域纷繁复杂、变化多端的问题,重要的是观察并找到“无变化的模式”,将其转化成基础性的问题。

目前中国人工智能产业不断扩大,因此更需要雄厚的人才基础。做好人工智能的科普工作,让更多青少年认识人工智能、了解人工智能,在当下显得尤为重要,也是决定人工智能技术创新和产业发展的重要因素之一。



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