AI教育走进美国高中:五所特色学校引领科技前沿
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从ChatGPT、自动驾驶到AI医疗、AI设计,人工智能正在深刻改变我们的学习和生活方式。与此同时,美国越来越多的中学开始将人工智能教育引入高中阶段,让学生在进入大学之前就能够接触机器学习、数据科学、编程开发等前沿领域。
对于未来希望申请计算机科学、人工智能、数据科学、工程学等热门专业的学生来说,高中阶段接触AI课程不仅能够帮助建立专业兴趣,也能在大学申请中展现更强的学术竞争力。
今天,我们就来看看五所开设人工智能课程或特色项目的美国高中。其中既有设立专门人工智能学院的学校,也有位于旧金山湾区、休斯顿等科技创新中心的美高,为学生提供与未来科技发展接轨的学习机会。
Perkiomen School, PA
宾州伯克曼学校
位于宾夕法尼亚州Pennsburg的Perkiomen School成立于1875年,是一所招收6-12年级国际学生的私立学校。学校距离费城约1小时车程,占地185英亩,以创新教育和特色学院项目闻名。近年来,随着人工智能技术的快速发展,Perkiomen School率先将AI教育提升到学校战略发展的核心位置,成为全美少数设立专门Artificial Intelligence Institute人工智能学院的高中之一。
与许多学校仅开设计算机科学课程不同,Perkiomen将人工智能作为一个完整的学术方向进行培养。学校设立的人工智能学院不仅关注编程技能,更强调帮助学生理解新兴技术的互动与应用如何影响他们的生活。
学生将在课程中学习机器学习、数据科学、自然语言处理、计算机视觉以及人工智能伦理等内容,并探索AI如何影响商业、医疗、工程和社会发展。
学校特别强调项目制学习与学生实践体验——学生不仅学习理论知识,更需要利用AI技术解决真实问题。例如参加斯坦福的InspiritAI等知名编程/AI项目,加计算机编程、游戏设计、原型开发等竞赛,或进行技术产品/游戏测试,为真实的商业公司或组织开发数据库,用技术解决实际问题。
Perkiomen的AI教育还有一个鲜明特点,就是跨学科融合。学校鼓励学生将人工智能与商业、创业、数学、科学研究等领域结合,让学生不仅成为技术使用者,更成为未来创新的创造者。
学生需要独立或以小组形式,严谨地探索和应用某项新兴技术,并制作出达到公开展览级别的最终成果。这是学生在校期间所学知识的终极综合呈现。成功通过毕业课题并满足所有项目要求的学生,将在毕业证书上获得“人工智能荣誉称号(Artificial Intelligence Distinction)”。同时,其官方成绩单上会直接记录该项目,并获得A级的评级以及6个学分。这在申请大学(尤其是计算机、工程、数据科学等专业)时是极具竞争力的加分项。
San Domenico School, CA
加州圣多明尼哥学校
位于加利福尼亚州Marin County的San Domenico School成立于1850年,是加州历史最悠久的独立学校之一。学校招收K-12年级学生,其中寄宿项目面向9-12年级开放。校园距离旧金山市中心约30分钟车程,坐落于旧金山湾区这一全球科技创新中心,与硅谷共同构成世界人工智能和高科技产业最活跃的区域之一。
学校2023年就将人工智能教学加入到了学校的计算机科学导论课程中。作为所有学生的必修课程,学生们会首先学习人工智能的基本原理和应用场景,随后围绕个人兴趣开展独立项目研究。相比单纯学习理论知识,学校更强调让学生在真实实践中理解和应用AI技术。
近年来,学生们完成了许多极具创造力的人工智能项目。例如,有学生利用生成式图像扩散模型学习提示词工程,探索如何通过精准指令生成高质量图像;也有学生运用AI生成动画内容,并进一步制作成完整的音乐视频作品。还有学生将人工智能与语音合成技术结合,创造出具有独特个性的虚拟角色声音,为数字内容创作带来更多可能性。
此外,部分学生还开发了专门执行特定任务的AI聊天机器人。例如,根据用户需求推荐餐厅、规划旅行路线或提供个性化建议等,帮助学生深入理解自然语言处理(NLP)和人机交互技术。
更令人印象深刻的是,一位学生甚至开始尝试训练属于自己的大型语言模型。该项目通过机器学习技术训练模型理解特定文本内容,并能够模仿学生自身的写作风格进行回答。正如课程老师所说:“从某种意义上来说,她正在开发属于自己的GPT模型。”对于一名高中生而言,能够接触并尝试构建大型语言模型,无疑是极具挑战性和前瞻性的学习经历。
除了计算机科学课程之外,人工智能也正在改变学校艺术与媒体创作领域的教学方式。在Maxon老师教授的电影与数字动画课程中,学生们已经开始使用AI辅助完成3D CG角色动画制作,并利用ChatGPT帮助完成剧本初稿创作。
值得注意的是,学校并不鼓励学生完全依赖AI完成作品,而是将人工智能视为创作过程中的辅助工具。在完成故事构思和创意开发之后,学生可以选择利用ChatGPT优化剧本结构、完善角色设定,从而提升创作效率。与此同时,学生还能够通过手机扫描现实世界中的物体,并利用AI技术快速将其转化为虚拟场景中的数字资产,大幅缩短传统建模所需时间。
The Village School, TX
德州威利学校
The Village School威利学校位于德克萨斯州休斯顿,学校招收Pre-K至12年级学生,其国际生项目面向6-12年级开放,拥有来自全球80多个国家和地区的学生,是一所极具国际化特色的学校。
提到休斯顿,很多人首先想到的是美国航空航天中心和能源产业。但近年来,休斯顿也正在迅速发展成为美国重要的科技创新城市之一。越来越多的科技企业、人工智能公司和创新机构选择在这里发展,为学生提供了丰富的学习与实践资源。
学校长期重视创新教育,并通过特色创新项目帮助学生探索未来科技领域。学校开设的计算机科学文凭项目(Computer Science Diploma)通过一系列与行业发展紧密接轨的课程,帮助学生掌握实用且具有竞争力的专业技能。学生需先完成计算机科学导论和Web应用开发等基础课程,作为进入该项目的先修课程。该项目近年来进行了重磅升级,正式将人工智能导论以及高阶机器人课程加入到该证书的必修/选修路径中。
Fairmont Preparatory Academy, CA
加州费尔蒙特预备学院
Fairmont Preparatory Academy费尔蒙特预备学院位于加利福尼亚州,招收9-12年级的国际学生。学校所在的橙县是南加州经济和科技发展最活跃的地区之一,距离尔湾(Irvine)科技产业集群非常近。近年来,众多人工智能、软件开发、生物科技和工程企业汇聚于此,使这里逐渐成为南加州重要的创新中心。
依托优越的地理位置和强大的STEM教育传统,Fairmont不断加强人工智能和计算机科学领域的课程建设。费尔蒙特高中将人工智能作为其旗舰级学术项目——“高级科学与工程项目(ASEP)”的硬核核心。学校不仅实打实地开设了荣誉级别的高级变成与人工智能应用核心课程,让学生深入掌握Python机器学习与AI算法构建。
学校十分重视实践能力培养。在课堂之外,学生经常参与机器人竞赛、工程设计挑战以及科技创新项目,通过团队合作完成从创意构想到成果展示的全过程。这样的学习模式不仅帮助学生掌握技术知识,也培养了未来大学和职场所需要的沟通、领导和创新能力。
对于希望未来进入计算机科学、工程学或人工智能相关领域的学生而言,Fairmont提供了一个能够兼顾学术与实践的平台。
John Bapst Memorial High School, ME
缅因州约翰·百思特高中
John Bapst Memorial High School约翰百思特高中位于缅因州Bangor市,是美国东北部颇具声誉的大学预备学校之一。学校招收9-12年级学生,以严谨的学术课程、丰富的AP项目以及优异的大学升学成果闻名。
近年来,随着科技行业对人才需求的不断增长,John Bapst也持续加强STEM领域教学,并开设了与人工智能和计算机科学相关的课程。学生不仅可以学习人工智能基础知识,还能够修读AP Computer Science Principles、AP Computer Science A等课程,在编程与计算思维方面打下坚实基础。
与许多学校不同的是,John Bapst在教授技术知识的同时,也十分关注人工智能对社会产生的影响。学生会在课程中讨论数据隐私、算法偏见、科技伦理以及人工智能未来发展等议题,从而建立更加全面的科技素养。
学校相信,未来社会需要的不仅是掌握技术的人才,更是能够理解技术、合理运用技术并承担社会责任的领导者。因此,John Bapst希望帮助学生在学习科技知识的同时,培养独立思考和解决问题的能力。
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