在黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)展人工智能的各項(xiàng)政策的引導(dǎo)下，近年來(lái)，人工智能教育呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。在高等教育領(lǐng)域，高校紛紛設(shè)立人工智能學(xué)院，創(chuàng)設(shè)人工智能專業(yè)。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，人工智能教育不僅受到教育行政部門的普遍重視，中小學(xué)校也紛紛引進(jìn)各種人工智能教育項(xiàng)目，開發(fā)課程、教材。眾多科技教育企業(yè)也將其視為自身發(fā)展的機(jī)遇，投入大量資金和人力。
人工智能技術(shù)進(jìn)入中小學(xué)，一方面可以作為教育、教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的工具，另一方面可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
一、我國(guó)中小學(xué)人工智能教育現(xiàn)狀
1.國(guó)家課程
有關(guān)中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程的要求出現(xiàn)在政府文件中，始于2017年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，但其作為高中信息技術(shù)學(xué)科選修模塊教學(xué)內(nèi)容早在2003年就已正式寫入教育部頒布的《普通高中課程方案(實(shí)驗(yàn))》。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展水平和普及程度不高，師資條件欠缺明顯，課程內(nèi)容設(shè)置不夠合理等多種原因，高中信息技術(shù)人工智能選修模塊在全國(guó)范圍內(nèi)開設(shè)狀況不佳。在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中，人工智能相關(guān)內(nèi)容不僅在選擇性必修模塊內(nèi)專門設(shè)置，在必修模塊中也有所涉及。因此，人工智能作為高中信息技術(shù)國(guó)家課程的組成部分，已是既定事實(shí)，因此，研究如何在中學(xué)開設(shè)人工智能相關(guān)課程，必然涉及其與信息技術(shù)課程的關(guān)系。
信息技術(shù)課程是教育信息化建設(shè)的主要內(nèi)容之一，也是信息技術(shù)與教學(xué)應(yīng)用深度結(jié)合的基本保障。人工智能課程與信息技術(shù)課程內(nèi)容高度重疊。大部分信息技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容是人工智能課程內(nèi)容的基礎(chǔ)。以經(jīng)過(guò)調(diào)整、完善、優(yōu)化的信息技術(shù)課程作為人工智能課程的主要部分，被廣大一線教師和教研人員所認(rèn)同，也是讓人工智能教育面向全體學(xué)生的可行和有效途徑。
2.校本課程和校內(nèi)教育活動(dòng)
在學(xué)校開展的各類教育教學(xué)活動(dòng)中，有些與人工智能技術(shù)聯(lián)系緊密，有些僅在內(nèi)容上有少許關(guān)聯(lián)，但目標(biāo)、形式上差距較大。由于人們對(duì)人工智能教育的內(nèi)涵、外延沒(méi)有清晰、統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，難以嚴(yán)格、準(zhǔn)確地描述這些活動(dòng)與人工智能的確切關(guān)系。
(1)以“人工智能教育”命名的相關(guān)教育活動(dòng)
2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》對(duì)基礎(chǔ)教育提出了“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”的要求。2018年4月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，進(jìn)一步明確要“構(gòu)建人工智能多層次教育體系，在中小學(xué)階段引入人工智能普及教育”。兩個(gè)文件極大地推動(dòng)了以人工智能相關(guān)課程為代表的人工智能教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的開展。2018年成為中小學(xué)人工智能教育爆發(fā)式增長(zhǎng)的重要一年。
(2)以“機(jī)器人教育”命名的相關(guān)教育活動(dòng)
2000年前后，隨著教育部在全國(guó)中小學(xué)普及信息技術(shù)教育、開設(shè)信息技術(shù)必修課、實(shí)施校校通工程，“教育機(jī)器人”進(jìn)入國(guó)內(nèi)中小學(xué)。以教育機(jī)器人為載體開展人工智能教育是目前較為廣泛流行的做法，但也有專家認(rèn)為，現(xiàn)在學(xué)校里常見的教育機(jī)器人難以承載人工智能技術(shù)的核心內(nèi)容。
(3)以“STEM教育”命名的相關(guān)教育活動(dòng)
STEM教育重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生四個(gè)方面的教育：一是科學(xué)素養(yǎng)，即運(yùn)用科學(xué)知識(shí)(如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué))理解自然界并參與影響自然界的過(guò)程;二是技術(shù)素養(yǎng)，即使用、管理、理解和評(píng)價(jià)技術(shù)的能力;三是工程素養(yǎng)，即對(duì)技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程的理解;四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)，即學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。STEM教育在發(fā)展中又逐漸增加了藝術(shù)、人文等素養(yǎng)。學(xué)校的STEM教育形式多樣，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
(4)以“創(chuàng)客教育”命名的相關(guān)教育活動(dòng)
創(chuàng)客一詞源于英文Maker。創(chuàng)客教育是一種融合信息技術(shù)，以“在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)”為主要學(xué)習(xí)方式和以培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的的新型教育模式。
3. 相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)
各類相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽是與信息技術(shù)課程的發(fā)展同步進(jìn)行的。2000年教育部開始舉辦“全國(guó)中小學(xué)電腦制作活動(dòng)”，其后，一些知名企業(yè)與政府部門或行業(yè)協(xié)會(huì)，相繼組織了如“全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)(NOC)”等各類與信息技術(shù)教育相關(guān)的計(jì)算機(jī)、機(jī)器人或科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)。這些活動(dòng)在很大程度上促進(jìn)了信息技術(shù)教育的普及和提高，也為人工智能教育的開展提供了空間。
4.校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開展的相關(guān)教育活動(dòng)
2017年以后，受政策影響，以編程、機(jī)器人、創(chuàng)客、STEM、無(wú)人機(jī)、人工智能為主題的各類校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)紛紛涌。這些教育機(jī)構(gòu)推出的相關(guān)課程，豐富了學(xué)生校外教育資源，為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供了一定空間，也為學(xué)校教育提供了可供參考的新思路，但是也存在著教學(xué)質(zhì)量良莠不齊、教學(xué)內(nèi)容雜亂無(wú)序等問(wèn)題，在一定程度上有可能加重學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。
二、人工智能教育的問(wèn)題和挑戰(zhàn)
從最近各種機(jī)構(gòu)已出版教材，以及各種人工智能主題研討會(huì)、論壇中發(fā)布的人工智能教育成果中，可以看到，人工智能教育在取得成績(jī)的同時(shí)，也存在很多問(wèn)題。
1.頂層設(shè)計(jì)問(wèn)題
人工智能核心概念沒(méi)有清晰的界定。在基礎(chǔ)教育階段，這個(gè)問(wèn)題尤其突出。因?yàn)閷?duì)人工智能概念認(rèn)識(shí)不清，有些教育行政部門領(lǐng)導(dǎo)甚至教育專家，將人工智能技術(shù)與程序設(shè)計(jì)混為一談，有的將教育機(jī)器人活動(dòng)項(xiàng)目等同于人工智能教育。
人工智能技術(shù)在近年得到快速發(fā)展，得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，與信息與計(jì)算科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信、感測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等基礎(chǔ)性學(xué)科的發(fā)展緊密相關(guān)，是現(xiàn)代信息科技發(fā)展高層次集中的體現(xiàn)。脫離其他相關(guān)技術(shù)的支持，人工智能技術(shù)的發(fā)展將失去根基;但若將人工智能技術(shù)外延擴(kuò)展到所有相關(guān)領(lǐng)域，人工智能技術(shù)又將失去發(fā)展主攻方向。
2.教學(xué)方式問(wèn)題
人工智能在研究領(lǐng)域尚有許多不確定的問(wèn)題，在教學(xué)方式上自然無(wú)法得到統(tǒng)一。人工智能技術(shù)中的許多代表性內(nèi)容采用以“大數(shù)據(jù)+深度學(xué)習(xí)”為標(biāo)識(shí)的人工智能算法，但這些算法深?yuàn)W晦澀，需要學(xué)生具備深厚的知識(shí)基礎(chǔ)和能力儲(chǔ)備才能理解;在基礎(chǔ)教育階段，如何將人工智能技術(shù)的工作過(guò)程可視化，讓學(xué)生把“黑匣子”打開，看到其中究竟，不是一朝一夕可以解決的。
3.師資問(wèn)題
師資隊(duì)伍建設(shè)是人工智能相關(guān)課程發(fā)展的核心問(wèn)題。中小學(xué)信息技術(shù)教師將成為承擔(dān)人工智能課程教學(xué)任務(wù)的主體。人工智能處在信息科技發(fā)展的最前沿，一線教師普遍沒(méi)有接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，需要投入大量時(shí)間和精力進(jìn)行學(xué)習(xí)，而相關(guān)的學(xué)習(xí)資源、教學(xué)案例又極匱乏，教師從事相關(guān)內(nèi)容教學(xué)困難重重。
4.裝備問(wèn)題
人工智能課程的順利開展，需要必要教學(xué)裝備的支持。人工智能課程需要什么樣的裝備，如何才能提高人工智能教育裝備性價(jià)比，有許多問(wèn)題還需要深入研究。目前中小學(xué)信息技術(shù)必修課教學(xué)環(huán)境尚不能滿足教學(xué)需求，設(shè)備更新跟不上，學(xué)校人工智能實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)設(shè)備配備幾乎還是空白。
以上這些信息技術(shù)課程發(fā)展過(guò)程中遇到的障礙、阻力、困難，人工智能教育同樣會(huì)遇到。如何克服這些障礙，形成合力，是人工智能教育能否順利實(shí)施的重要因素。
三、關(guān)于中小學(xué)人工智能教育的思考
教育是一個(gè)“長(zhǎng)線工程”，有著自身的規(guī)律。“搶熱點(diǎn)”“搶先機(jī)”“搶先手”只是一時(shí)之舉，不能解決教育的根本問(wèn)題。人工智能教育中的諸多問(wèn)題需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的研究、探索和實(shí)踐才能得到解決。如何持續(xù)有效推進(jìn)人工智能教育?在工作思路上，是否應(yīng)該多調(diào)研和總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)?是否應(yīng)該將更多時(shí)間和精力放在查找和解決實(shí)際問(wèn)題上?是否應(yīng)該在“下先手棋”的同時(shí)，也別忘記補(bǔ)強(qiáng)自己的弱棋?這些問(wèn)題需要每一位教育工作者深入思考。
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