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从娃娃抓起:学习AI的优秀时机是初中时期

时间:2023-03-12 22:34:55 科技观察

从小做起:初中是学习AI的最佳时机计算机专业人才的领地,各个学科的研究生甚至高中生都在探索这个领域。这就引出了一个基本问题:什么时候是开始学习人工智能的好时机?我们的猜测是,最好在学生很小的时候就教他们人工智能,尤其是在中学。在今年夏天教授了介绍性的AI/ML课程后,我们意识到中学生确实了解AI/ML,尽管有一些事情需要注意。我先介绍一下大多数初中生都已经学过的知识。在编码方面,一些6至8年级的学生了解编码的基础知识,无论是块编码(如Scratch)还是实际语言(如Java)。运气好的话,有些学生甚至会Python。只要学生能够理解循环和if语句等基本编码概念,他们就可以学习AI概念,因为表面学习AI不需要深入的编码技能。说到数学,大多数学生需要学习基本的代数概念,除非他们事先已经学过。大部分同学都会学习x-y轴、斜率等坐标平面,最好从这里开始讲授。但这意味着无法教授这些概念背后的真实理论,例如损失函数和梯度下降。最好简明扼要地解释一般主题,并展示如何将它们应用到现实世界中。多数中学生数学综合水平|资料来源:作者来自Desmos教学理念积极的强化和鼓励是让年轻学生保持积极性并意识到他们理解概念的最有效方法。向中学生介绍人工智能,需要从最基础的知识入手。首先,我们需要打消人工智能是一种可怕的可以完全独立运作的机器人的观念。从我们的经验来看,大部分同学认为人工智能是《复仇者联盟:奥创纪元》的产物。我们首先要弄清楚什么是人工智能,并给出准确准确的例子。我们介绍了AI如何充实他们的生活,从AmazonAlexa到Netflix的推荐,帮助他们更好地理解什么是AI。最重要的是,要让学生保持积极性,就需要让学生理解为什么人工智能对他们的学习很重要。他们需要明白,未来的大多数工作都将涉及人工智能,现在学习这些概念将使他们在高中和大学取得优势。给他们举例说明正在走向实用AI的领域,例如医学和经济学,将激发学生的各种兴趣。人工智能是通过被编程为像人类一样思考和行动的机器对人类智能的模拟。为了帮助中学生理解人工智能或机器学习,我们教授的主题需要非常简单和直观。我们的解释是,机器将从自己的结果中学习,并运行数千次测试来改进自己。但对于初中生来说,下面的例子更容易理解:人工智能是一个小婴儿,一遍又一遍地给它看正方形和三角形,直到它能分辨正方形和三角形。我们解释了以可访问的方式为模型学习提供数据和标签的基本概念。这是你不应该教的东西试图区分这两者只会让已经困惑的中学生更加困惑。这与教小学生0是最小数,然后在他们长大后教他们负数的策略是一样的。深度学习与标准机器学习诚然,教授深度学习并不是最有效的举措。从标准机器学习算法(如线性回归和逻辑回归)的基础知识开始,将帮助学生摆脱不知所措并轻松理解概念。如果学生学过代数甚至基本线性方程(y=mx+b),他们就能理解线性回归的工作原理。同样,积极的强化可以让学生保持积极性。如果您需要教授深度学习和神经网络,请保持简单。解释一个神经网络,它只是一个函数,比如?(x),其中?是网络,x是数据。该函数的目标是使其输出尽可能接近数据的实际标签。在训练过程中,不断改进方程以获得正确的输出。这让深度学习看起来像是一个基本的代数函数,对于中学生来说很容易理解。人工智能、机器学习和深度学习的最简单解释|资料来源:Edureka项目同题一样,由于目标群体非常年轻,首要目标应该是保持他们的积极性和兴趣。毫无疑问,做项目是更好的方式。通过对这些项目进行编码获得的实践经验对于帮助他们了解每个部分如何组合在一起至关重要。这也意味着这些项目应该尽可能简单有趣。例如,一个乳腺癌分类项目非常受欢迎,因为许多学生认为他们正在“治愈癌症”,这是一个很大的动力。通常,代码显然涉及的不仅仅是实际模型,例如语法和数据预处理。请记住,目标是关注实际模型,这意味着很多其他内容与教授学生机器学习的目标无关。最重要的是,教师应该向学生传授项目实施过程中涉及的实际机器学习知识。开始一个简单有效的项目|来源:作者笔记本结语对于初中生来说,真正重要的是帮助他们培养兴趣。任何有足够热情的人都可以在以后的生活中学习高级概念。从经验来看,给中学生讲授人工智能或机器学习是完全可行的,灵感的种子要尽早播下。然而,通过教他们仍在发展的数学和编码技能来避免懈怠是非常重要的。在向中学生教授AI时,您的目标不是让他们建立公司或进行研究。虽然看起来他们在短期内学到了更多,但从长远来看,这种心态会阻碍他们。我们的目标是激发下一代对人工智能领域的兴趣,并传播它有趣和重要的信息。过于复杂的情况会吓跑学生,使他们望而生畏。更多的人工智能工程师是未来发展的关键。为了吸引更多学生进入该领域,重要的是要确保他们在这些严谨的概念中拥有坚实的基础。对于中学生来说,真正重要的是帮助他们培养兴趣,从小培养兴趣和理解力,无疑会让他们走得更远。