如何培育面向未來的AI創新者——第二屆國際人工智能奧林匹克學術活動觀察

　　選手化身人工智能（AI）工程師，通過編程操控一米多高的人形機器人，精準抓取桌面上的4樣物品放入籃筐，隨后避開重重障礙，將籃筐運送至貨架。這是第二屆國際人工智能奧林匹克學術活動（IOAI）現場的一幕。
　　
　　8月2日—9日，第二屆IOAI在京舉行，吸引了61個國家和地區的77支代表隊參加。活動聚焦青少年AI教育，致力于培育面向未來的AI創新者與研究者。這場全球青少年AI高手的對決，為我們開展中小學AI教育提供了哪些啟示？
　　
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　　學用結合
　　
　　聚焦真實問題解決能力
　　
　　在入口簽到處，記者發現了一家“智能超市”，擔任“售貨員”的是北京銀河通用機器人有限公司提供的機器人Galbot G1，這也是學生比賽時使用的機器人。當顧客在屏幕上選購好商品后，Galbot G1能精準定位貨品，并用機械臂自然流暢地遞出。
　　
　　“本次賽事面向實際問題的解決。”IOAI國際科學委員會代表、北京市十一學校人工智能課程首席教師鄭子杰介紹，例如團隊挑戰創設“未來工廠”情景，要求選手設計具身智能機器人算法，完成個性化生產任務，讓學生能夠應用所學知識解決真實問題。
　　
　　在個人挑戰中，有一道試題令中國隊隊員、北京市十一學校學生姜惠康印象深刻：試題給出了一個男盥洗室的圖標，要求選手在100多個圖標中找出對應的女盥洗室圖標。“如果只是依賴傳統的圖片分析模型難以得高分。有選手另辟蹊徑，通過顏色出現頻率識別圖標獲得了成功。”姜惠康意識到，真實場景是復雜多變的，需要打開視野，培養發散性思維和創新思維。
　　
　　中國隊領隊張煒其認為，IOAI考察的能力較為綜合，既需要數學建模思維和對AI底層邏輯的理解，也需要工程實踐能力。
　　
　　“我們持續推動產學研用融合，培育AI領域頂尖人才。”北京市海淀區委教育工委書記、區教委主任杜榮貞介紹，今年，北京中關村學院與海淀區教育委員會聯合推動設立北京少年人工智能學院（海淀），旨在通過“早進項目、早進產業、早進科技前沿”的培養路徑，構建跨學段、長鏈條的貫通式培養體系。
　　
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　　跨界融合
　　
　　讓AI成為學科創新載體
　　
　　機器人操控背后是跨學科知識的融合。參與IOAI團隊挑戰命題及評審的北京市十一學校教師范爽解析，機器人行走最優路徑規劃，需要數學知識；在機器人移動和抓取執行中，需要物理知識；學生對復雜任務進行目標拆解，同時理解仿真到真機的差別，需要工程思維。
　　
　　“AI教育不僅是教授技術，更是培育能夠借助AI進行深度思考的人才。這要求我們融合多元視角，培養具備跨學科能力的人才。”北京市十一學校技術學科負責人聶璐說。
　　
　　在北京市十一學校，各學科都積極引入AI開展跨學科項目式學習，比如將歷史和信息技術相結合，通過提煉兵馬俑面部特征生成3D模型，還能讓兵馬俑做自我介紹。此外，學校還構建了完善的AI課程體系，涵蓋機器學習、機器人設計、無人駕駛等多個方向，為學生提供了豐富的學習選擇。
　　
　　“我們將AI作為開展跨學科創新教學、跨學科主題學習的重要載體。”中國人民大學附屬中學信息技術教研組組長武迪介紹，學校創建了橫向跨學科、縱向分層次的AI課程體系，已建立起相應的課程群，涉及30多門課程。
　　
　　“在AI時代，好的創意有時比技術本身更重要。”澳門隊領隊、澳門培正中學教師林建源在學校課后項目小組中鼓勵學生探索AI家居服務機器人方向，“面對未知領域，學生需主動請教專家、查閱資料。這個過程常讓他們學到遠超課堂的新知識”。
　　
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　　主動作為
　　
　　補齊AI師資短板
　　
　　從2017年開始接觸AI的林建源常感到一種“本領恐慌”。“AI迭代太快，需持續學習前沿知識，更存在不確定性，我們難以預知今天教授的內容，在學生未來踏入社會時是否仍有用武之地。”林建源說。
　　
　　師資是中小學AI教育的關鍵。在IOAI學術交流會上，北京中關村學院院長劉鐵巖認為，教師要學會善用AI工具，教學與生活要跟AI深度結合。只有教師率先垂范，才能讓學生理解AI是用來解決困難問題、改變世界的抓手。
　　
　　擁抱技術需要教師主動作為。聶璐介紹，2024年初，學校探索成立“AI星項目組”，吸引了12個學科的教師參加，開展了一系列創新實踐，如利用智能工具輔助命題、構建知識庫、支持實驗數據分析等。
　　
　　杜榮貞坦言，師資培養是目前面臨的主要挑戰。“AI發展快、迭代快，培養師資有其周期，這是一個漸進的過程。”他表示，海淀區正大力加強本土教師培養，面向全區教師開展4期“教師智能教學素養提升”通識培訓，并制定激勵政策，設立“人工智能教育應用帶頭人”及“人工智能育人先進個人”評選，旨在有效調動教師學習和應用AI技術的積極性。
　　
　　“目前，中小學AI專業領域師資欠缺是中國乃至世界的共性難題。”鄭子杰建議，一方面，通過與高校、企業的合作創新引進模式，加大對AI專業領域人才的吸納；另一方面，鼓勵教師自主擴展AI等跨學科知識和技能的學習，為AI教育提供更加專業的師資保障。