教孩子人工智能,从统计开始

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授权转载 | 南瓜博士 nangua_boshi

原文作者 |  ElfeXu

原文标题 | 教孩子人工智能,从统计开始

标签:难度中级;知识;统计学;人工智能;




帮孩子更好的面对未来的,不是掌握某种具体的技术,而是将技术与人文、与生活结合起来的能力。


在第三期 ET 沙龙上,爱因互动 CEO 王守崑提出人工智能教育要关注发展趋势、关注方法论、关注人机交互。一个多小时的分享,刷新了我对人工智能教育的认知,我会将受此启发后的思考写成三篇文章。上一篇,我。本文是第二篇,关于方法论。


关注方法论的人工智能,教的是思维模式


中小学教育,不应该像职业培训班一样教技巧性的东西:如何使用一个框架,如何调参等等,对孩子来说是无意义甚至是有害的。相比中小学教学的经典内容,人工智能的积淀还不够、学科的理论基础也不够扎实,让孩子们跟风学了,到真正该他们上场的时候已经过时了。


所以,给孩子的人工智能教育更应该关注方法论,让他们从人工智能中学习一些有用的思维模式。


学符号学派的人工智能,需要用大学数理逻辑教材吗?当然不。对孩子来说,和智能音箱进行几轮对话,在这个过程中猜测音箱采用的规则和能力的边界,就很有益处。


学连接学派的人工智能需要记SVM或RNN的公式吗?当然也不用。猜猜听歌软件为什么会给你推荐这首歌,是因为和你以前喜欢的歌有同样的节奏、乐器、歌手还是你的好友也喜欢,在这个过程中获得对特征和向量空间的感性认识,也足够了。


学行为学派的人工智能需要自己写遗传算法吗?通过观察沙丁鱼群和行军蚁,理解“复杂系统”和“涌现"是怎么回事,已经很好了。


培养“用统计解决问题”的意识


这么看来中小学人工智能教育,是不是只要做科普就好了?也不尽然,还是有东西是适合教给孩子们的——统计。

由于进化的原因,我们大脑要处理数字是比较困难的,特别是对于比较大的数字,需要用到抽象和推理能力。在《思考,快与慢》一书中就提到,有很多原始部落的很原始的语言,特别是没有建立进制概念的,三以上就是很多,完全没有统计的概念。而机器是很擅长做统计的,目前的人工智能,绝大多数是基于统计和概率。因此,让孩子们接触统计的概念,其实能够帮助他们理解机器的行为。

       教孩子人工智能,从统计开始       

教孩子人工智能,从统计开始

  培养孩子“用统计解决问题”的意识,对孩子当下的学习和生活也颇有益处。例如《统计学关我什么事》一书,只要会四则运算就能通过画图求面积来学统计。书中说的都是生活中的例子,非常鲜活有趣。     


教孩子人工智能,从统计开始       

搜狐上还有《和孩子一起学统计》的连载,更适合低龄的孩子,只是这本书似乎还没有出版。


在日常生活中培养统计意识


教孩子统计学,绝不是为了让孩子会做概率题,而是要培养他们统计的意识。如何培养呢?可以做两种练习:


在使用电子设备时,多讨论正在使用的程序可以用来收集哪些隐形数据。例如用“作业盒子”做题,除了最终的答案,你用了多长时间、做题时是否有删除重新输入操作,这些都隐含着你对知识点掌握是否牢固的信息。



教孩子人工智能,从统计开始


这些都是不错的思维体操,也是家长陪孩子打发时间的有趣谈资。近年来互联网界“增长黑客”的概念非常火,做用户/收入增长总离不开统计,在这类书中能找到很多案例当故事讲呢。


孩子学习统计的益处


孩子学统计,到底有什么好处呢?

首先,它帮孩子们掌握科学探究的方法。

提出问题做假设,实验数据来验证。具备统计学思维,对这样的方法驾轻就熟,今后的学习、研究都会顺利不少。


其次,统计思维可以帮人们在做决策时避开误区。

       教孩子人工智能,从统计开始       

人类的记忆和决策有时候很不靠谱。《这才是心理学》一书中提到“鲜活性效应”会让我们做出错误的选择。也许你看了大量专家评测和消费者调查报告决定要买品牌A的汽车,最终却因为在聚会上听到朋友抱怨自己的品牌A汽车频出故障转而买品牌B。按理说单独的个案本不该如此影响我们的决定,但人们就是有听从鲜活故事的心理倾向。除了“鲜活性效应”,还有近因效应、首因效应等等人类常有的偏见,多一些统计思维,能帮助人避免掉入这样的误区。前文提到的《思考,快与慢》一书中有更多此类例子。


第三,提升孩子对数据的敏感度,培养更清晰缜密的思维。

       教孩子人工智能,从统计开始      

不加思考的接受统计数据,很可能会被它骗了。最经典的一个例子就是“卖出的冰淇淋数量越多,溺水人数就越多,因此,为了防止人们溺水,我们应该禁止售卖冰淇淋”。在这个例子中,我们很容易明白,是“温度升高”这个因素导致了卖出的冰淇淋数量增多、也导致了游泳的人多了因此溺水人数增加。

对统计数据的解读有非常多的学问,如何排除噪音数据,如何辨识是相关还是因果关系,都是非常有趣也有益的思维体操。


K12CS 框架也重视统计

孩子们容易学,又有那么多好处,难怪美国会将这些内容加到 K12CS 框架 和 CSTA 标准中。孩子们需要会利用工具收集数据,需要能讲数据可视化呈现,需要会分析数据间的关系,并在此基础上进行分类、预测等等。以下是一些例子:

       教孩子人工智能,从统计开始日常使用的电子设备会收集各种数据(二年级)

       

数据可以从不同的角度组织并展示,从而提供不同的讯息(五年级)


       

大量的数据可以用来建模型做推论和预测(八年级)



总之,比起各种深度学习理论和工具,统计思维是更基础也更具有长久生命力的内容。如果一定想让中小学上人工智能课,就从统计开始教吧。


以上是关于教孩子人工智能,从统计开始的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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