2023年4月12日上午，北师大基础教育地理学科共同体中学地理云端“木铎金声讲坛”活动成功举办。此次由北师大地理学科共同体学术委员会、北师大地理科学学部部长助理杨晓帆教授作题为“地球系统人工智能”的报告，共有162名北师大附校的教师通过云端相连，共同学习地球系统人工智能的相关知识、理论及应用。

杨教授提出了人工智能发生发展的原因，梳理了人工智能近70年来的发展，并以生活中人工智能案例、应用、人工智能产品等讲述人工智能运转的底层逻辑。杨教授深入浅出地说明了地球系统与人工智能结合的可能，指出地球系统人工智能的理念是海量地球科学数据、规律、经验、知识生产等与人工智能模型的集成和集合，以实现自动监测和预测自然，帮助人类适应环境变化，引导人类作出科学决策。接着，杨教授将目前三大主流人工智能技术—人工智能、机器学习、深度学习的区别与联系进行了对比，她系统论述和讲解了知识基础系统到概率机器学习，再到监督式学习与非监督式学习，后到深度学习和强化学习的分类、具体算法、算法改进过程、使用场景（情景）、应用案例、神经网络架构、最优路径、适用问题等，同时将AI技术进行了总结，强调方法和算法使用中要遵循问题导向、数据适用导向、目标导向，鼓励大家学习人工智能技术，并运用到学习、生活、工作中。

在地球系统人工智能方面，杨教授以Nature众多子刊和其他高质量期刊中关于地球系统与人工智能综述文章、案例应用文章、算法改进文章为例，全面介绍地球系统人工智能的研究进展与展望和具体的应用业务，重点介绍“地球科学五大圈层”与人工智能的结合研究，包括岩石圈（地震、火山、山体滑坡）与深度学习（ANN、SVM等）；水圈（降水、地表水、地下水）与复杂非线性模式学习、卷积LSTMS、随机森林、遥感数据等，大气圈（飓风、气象干旱、野火、沙尘暴、空气污染）与卫星图像、ConvLSTM方法、SPEI和SPI干旱指标、机器学习等；生物圈（植物、动物、微生物）与机器学习分类、遥感影像、RNN-CNN等，指出目前人工智能在动物学领域仍处于试验阶段尚未得到广泛运用；冰冻圈（海冰、积雪）与深度学习、遥感图像等；海洋的DL识别涡流等。

在“软件”和“硬件”方面，杨教授认为计算机和计算机科学对人工智能至关重要，指出需要借助“软硬件”将海量数据复杂处理成能满足人工智能模型的需求并作为前端，然后输入人工智能“黑箱”的输入层和隐藏层，使用人工智能模型和算法进行大量的计算，进而验证模型和运用模型。杨教授还介绍了众多机器学习和深度学习的研发平台和程序植入等。

杨教授表示，今天的人工智能技术和地球系统人工智能依旧处于起步阶段，面临诸多挑战和机遇，总体机遇大于挑战，人工智能、大数据等非常有必要和意义与地球系统研究结合，她也对人类受益于这些前沿性研究表示期待。杨教授最后引用霍金的话“Computers will overtake humans with AI within the next 100 years. When that happens, we need to make sure the computers have goals aligned with ours.”强调人工智能发展的大势所趋。

本次活动为一线中学地理教师们带来了丰富而又前沿的热点内容，拓宽了大家的学科认知边界，激发了大家的科研兴趣，进一步助力了中学地理教师的专业发展。