AI時代，如何更好開展STEM教育

　　當前，隨著科技革命和產業革命的加速推進，STEM（Science、Technology、Engineering、Mathematics）教育受到國際社會廣泛關注，被看作各國應對全球挑戰和培養創新人才的戰略力量。

　　5月14日，聯合國教科文組織國際STEM教育研究所高級別專家研討會暨首屆理事會在上海舉行，標志著該研究所正式開始運行。

　　研討會上，包括諾貝爾獎得主、圖靈獎得主、菲爾茲獎得主在內的全球頂尖科學家以及研究所理事圍繞STEM教育與未來人才培養發表主旨演講，深入探討AI時代STEM教育的未來方向和發展戰略。

　　AI時代STEM教育更加重要

　　“今天的科技進步可能表明，傳統的數學比如說微積分或者代數已經過時了，但事實恰恰相反，現在的AI系統是根植于數學的，沒有數學，就沒有AI。”菲爾茲獎得主、南方科技大學講席教授埃菲·杰曼諾夫第一個發言。

　　杰曼諾夫由此提出另一個問題：我們在中小學和大學只應該學習與AI相關的數學嗎？答案是否定的。

　　“人工智能讓基礎數學課程更加重要。”杰曼諾夫認為，今天人工智能由深度學習算法主導，但未來新算法、新方法必將涌現，無人能確定它們將依賴數學的哪些部分，但有一點很明確，即擁有扎實核心數學基礎的人，能夠自信掌握新方法。

　　杰曼諾夫提到，全球頂尖AI公司的所有首席執行官曾聯合發表一封公開信，信中稱“我們更愿意聘用精通基礎的學生，而非僅對最新工具或軟件淺嘗輒止的人。”

　　諾貝爾物理學獎得主、布朗大學/蘇州大學教授約翰·邁克爾·科斯特利茨在回答“如何培養未來的諾貝爾獎得主”時，也強調必須筑牢扎實基礎。

　　“我們必須夯實基礎，沒有學科基礎的創造力走不遠，只有站在堅實地基上才最有力量。”科斯特利茨認為，扎實的基礎包括數學、科學推理、實驗理解、語言與清晰表達，這些正是STEM教育所培養的思維方式。

　　圖靈獎得主，清華大學人工智能學院、交叉信息研究院院長姚期智也表示，憑借扎實的STEM教育，清華學生正在助力推動AI在各領域的應用，加速AI發展，把AI從被動的工具轉變為主動的研究伙伴。

　　未來人才的核心能力是什么

　　“STEM教育應該認真且全面應用AI工具，也許STEM后續還要加一個AI，成為STEMAI。”姚期智認為，教育必須區分AI可輔助的技能和人類必須構建的核心能力。

　　那么，未來人才要培養什么樣的核心能力？

　　“本質上我們希望培養的人才具有適應性，即使技術持續進步，人才也能夠持續學習，在未來有一席之地。”姚期智介紹，清華大學要求每一個學科、每一個院系都重新明確人工智能時代的核心能力，系統性重構課程體系與學術規范。

　　“這些核心能力包括定義問題而不是解決問題，批判性判斷什么是好、什么是壞，有足夠能力辨別AI的答案，協作、統籌，以及非常重要的學術誠信。”姚期智說。

　　在格魯伯神經科學獎得主、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明看來，未來3至10年通用人工智能（AGI）在學習、推理與通用問題解決能力上將達到或超越人類水平。

　　“社會與教育體系將發生重大變革。”蒲慕明認為，傳統STEM教育側重認知和分析智能訓練，和AGI比并不占優勢，未來需在STEM教育中加入情感和社會智能要素，“因為這是AGI最難，甚至有人認為是AGI不可能具備的能力”。

　　AI和STEM教育雙向賦能

　　“任何一個國家最大的資源不是土地里面埋著的礦產，而是人們的思想和能力。有好的STEM教育，兼具科技能力和創造力的人才，能真正改變社會。”非洲科學院前執行主任佩吉·奧蒂-博阿滕說。

　　然而，STEM教育在全世界并不是完全可及的、包容的，尤其是在全球南方國家，學校缺乏實驗室、設備、網絡與合格教師。人工智能時代，這種差距正在加大。

　　佩吉認為，AI有能力進一步加速人類發展，與此同時它也有能力加劇不平等。“實際上AI已經把不平等清楚地暴露出來，所以我們要合作打造一個道德的、包容的、以人為中心的AI系統，團結人類而不是分裂人類。”佩吉說。

　　而這正是國際STEM教育研究所面向智能時代的使命任務。

　　“破解上述挑戰的關鍵，在于把握人工智能發展機遇，通過構建雙向賦能生態體系強化STEM教育，讓世界所有人能夠受益，而不僅是發達國家。”世界工程組織聯合會前主席龔克認為，一方面STEM教育為人工智能時代培育新一代人才，另一方面人工智能助力STEM教育打破學科壁壘，支撐學生開展自主性、高效率學習，“這種良性循環，正是我們所需的發展加速器”。

　　龔克倡議，要把AI倫理和可持續發展目標融入STEM教育的課程中，確保人工智能發展可持續、包容、向善。要投資于基礎設施，投資于AI工具、開放平臺和教師發展，要確保所有地區都能公平獲得機會。要構建創新生態系統，鼓勵跨部門合作，把實踐項目作為AI和STEM教育雙向賦能的載體。

　　“AI已經有足夠的能力、足夠的智慧極大地改變課堂體驗，但我仍然相信有一個現實的課堂，有一個現實的教師站在前面傳道授業解惑是至關重要的，這不僅僅是知識傳授，也關乎人際交往。”菲爾茲獎得主、清華大學丘成桐數學科學中心教授考切爾·比爾卡爾尤其強調教師的作用，他建議為不同地區的教師直接提供專業發展支持，并且共享面向所有人的高質量STEM教育資源。