逃离或D13：通过教育游戏共同设计理解青年对人工智能的看法

研究背景与问题

• 问题或挑战: 当前K-12的AI教育计划通常基于大学级内容的简化版本，忽略了学生的独特视角和文化背景。此外，现有的人工智能教育游戏设计大多针对技术较熟悉的大学生，而较少重视K-12学生，尤其少数族裔和性别少数群体的需求。另一个主要观察是，许多AI教育集中在编程上，忽视了AI的伦理和社会影响等内容。
• 重要性: 随着AI技术普及及其广泛应用（如ChatGPT和Alexa），培养下一代对人工智能的基本理解和批判性思维至关重要。尤其是在少数族裔和女性群体中，提升AI素养和兴趣有助于提升多样性并减少社会技术教育方面的不平等。
• 研究动机与相关工作: 来自美国的基于五大AI教育理念（感知、表示与推理、学习、自然交互与社会影响）的研究为K-12 AI教育提供了方向，但这些研究大多数是由教育工作者或开发者主导，而没有广泛听取学生的声音。作者通过合作设计(co-design)的方法，与少数族裔女生和非二元性别青年设计教育游戏，以揭示他们对人工智能的理解与期望。

解决方案

• 提出的解决方案: 作者开展了一项基于合作设计的研究活动，邀请39名高中女生和非二元性别青年共同设计教育AI游戏，并通过这些游戏揭示学生对AI概念的理解和应用能力。他们重点关注以下三方面：
  1. 学生设计的游戏如何体现他们对AI基本概念的理解与应用能力？
  2. 在合作设计中，揭示了学生对AI在教育游戏中作用的哪些看法？
  3. 学生在设计AI相关教育游戏时利用了何种先验知识？
• 创新之处: 本研究将合作设计引入AI教育游戏开发中，在提升学生AI素养的同时关注其文化背景与独特视角。这打破了传统由开发者主导的内容设计形式，并培养学生对AI伦理与社会影响的批判性思维。
• 实施步骤:
  1. 使用AI4GA教学材料，通过课堂教学向学生教授“AI五大核心理念”。
  2. 分小组进行合作设计活动，学生们通过低技术门槛的纸质与实体工具设计教育游戏。
  3. 学生展示和讨论其设计的游戏，研究团队提取这些创造性工作中有关AI知识的潜在误解与文化表达。
  4. 对学生的游戏、讨论记录以及教师反馈进行定性分析和主题编码。

研究成果

• 具体成果:
  1. 学生利用叙事和角色扮演将AI概念融入到多样化的游戏设计中，例如分类、图搜索等算法应用于游戏情境中（如花卉分类、机器人决策等）。
  2. 游戏中展现了对AI概念的部分理解，但也揭示了一些常见误解。例如，学生设计的游戏中将LIDAR和GPS技术应用于海洋场景中，却忽略了LIDAR和GPS在水下效果有限的现实问题。
  3. 多数游戏体现了学生对AI角色的三种看法：AI作为工具、AI作为可扮演角色，以及AI作为可反思伦理价值的道德代理。
  4. 学生的创造性源自他们的文化背景、语言习惯和个人娱乐经验，例如参考流行游戏《Pokemon Go》或网络语言（如“slay”）增强游戏的趣味性和教育意义。
• 优势:
  1. 这项研究通过直接倾听少数族裔青年的声音，克服了传统教学方案可能的文化孤立问题。
  2. 与以编程为中心的AI课程不同，研究强调非技术路径（如游戏叙事）即可显现学生的AI概念理解。
  3. 低技术门槛活动解决低资源背景下的AI教育难题。
• 实验或评估结果:
  1. 学生设计的游戏大多体现了对AI“监督学习”“感知与推理”等基本概念的初步掌握。
  2. 游戏设计过程中的“误用”也帮助研究者识别教学中可进一步优化的模块（如感知系统的技术局限性）。
• 局限性与未来方向:
  1. 本研究的参与者主要是已经参与STEM相关项目的学生，可能对更广泛的青少年群体不具有完全外推性。
  2. 合作设计可能强化了研究者与参与学生之间的知识不对称性，仍需更深入探索如何确保证学生的设计权重与主体性。
  3. 未来可研究如何将这些学生设计的游戏应用于实际教学环境，探索其教学效果。

总结

以合作设计为视角的这项研究不仅揭示了少数族裔学生如何理解和处理AI概念，也为设计多样化和文化敏感的教育材料提供了宝贵的见解。通过低技术门槛的活动，学生们能够展示其AI知识、文化背景及其创造力，这为未来构建更有效、更具包容性的AI教育课程奠定了基础。