摘? ?要? 在中小學(xué)開展人工智能普及教育面臨“高”與“低”、“新”與“舊”、“博”與“精”、“需”與“缺”四方面的現(xiàn)實(shí)矛盾，需要通過科學(xué)定位課程目標(biāo)、有機(jī)整合相關(guān)課程、系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)師資培訓(xùn)和教學(xué)裝備等資源建設(shè)以紓解相關(guān)矛盾。

關(guān)鍵詞? 人工智能? ?人工智能教育? ?人工智能課程? ?現(xiàn)實(shí)矛盾

近年來人工智能快速發(fā)展，已逐漸成為技術(shù)的熱點(diǎn)，其發(fā)展水平也成為衡量各國(guó)科技綜合實(shí)力的重要指標(biāo)。在這樣的時(shí)代背景下，開展人工智能教育，讓學(xué)生接觸和了解人工智能，適應(yīng)智慧社會(huì)的生活和工作，為該領(lǐng)域人才的梯隊(duì)建設(shè)奠定基礎(chǔ)，成為當(dāng)務(wù)之急。2019年5月，教育部部長(zhǎng)陳寶生在國(guó)際人工智能與教育大會(huì)指出，中國(guó)要走好未來智能教育發(fā)展的“普及之路、融合之路、變革之路、創(chuàng)新之路”，要“根據(jù)大中小學(xué)生的不同認(rèn)知特點(diǎn)，讓人工智能新技術(shù)、新知識(shí)進(jìn)學(xué)科、進(jìn)專業(yè)、進(jìn)課程、進(jìn)教材、進(jìn)課堂、進(jìn)教案、進(jìn)學(xué)生頭腦，讓學(xué)生對(duì)人工智能有基本的意識(shí)、基本的概念、基本的素養(yǎng)、基本的興趣”[1]。一些中小學(xué)自發(fā)地以選修課、社團(tuán)、興趣小組等組織形式，積極進(jìn)行人工智能教育探索，在積累了一些經(jīng)驗(yàn)、取得了一定成效的同時(shí)，仍面臨不少困難，暴露出不少問題。冷靜地觀察和分析，筆者認(rèn)為，要系統(tǒng)化、穩(wěn)步推進(jìn)人工智能教育，一些關(guān)鍵性的現(xiàn)實(shí)矛盾亟待引起關(guān)注并加以紓解。

一、“高”與“低”的矛盾

一般認(rèn)為，人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門技術(shù)科學(xué)[2]。作為一門新興的交叉學(xué)科，人工智能除涉及信息科學(xué)外，還涉及到腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等，包含計(jì)算硬件、大數(shù)據(jù)、各類算法等多領(lǐng)域知識(shí)。相比人工智能這個(gè)“高深學(xué)問”，中小學(xué)生無論在知識(shí)基礎(chǔ)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、理解能力等方面都處于“低級(jí)水平”，兩者之間存在巨大的“落差”。這種“落差”是課程開發(fā)者首先要面對(duì)和回應(yīng)的挑戰(zhàn)。比如，人工智能涉及許多復(fù)雜的原理算法，如果“不加修飾”地呈現(xiàn)，肯定會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心，令他們望而卻步;如果完全回避，學(xué)生只是體驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，將淪為只知“皮毛”的“門外漢”，還可能導(dǎo)致他們對(duì)人工智能的認(rèn)知神秘化，覺得高不可攀。不難看出，對(duì)“高端”的技術(shù)與“低端”的基礎(chǔ)進(jìn)行有效對(duì)接，是人工智能教育成敗的關(guān)鍵。要解決這個(gè)難題，可以從以下幾方面著手。

1.科學(xué)定位人工智能教育目標(biāo)

人工智能對(duì)于青少年而言，其育人價(jià)值和功能是什么？筆者研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，在中小學(xué)開展人工智能教育，一方面幫助中小學(xué)生了解人工智能對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響，關(guān)注相關(guān)前沿知識(shí)，發(fā)展人工智能意識(shí)和信息倫理道德;另一方面幫助他們?cè)鲩L(zhǎng)技術(shù)應(yīng)用技能，激發(fā)利用人工智能技術(shù)創(chuàng)建美好世界的情感。人工智能課程對(duì)學(xué)生的人工智能意識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新思維、應(yīng)用實(shí)踐能力和智慧社會(huì)責(zé)任等方面的素養(yǎng)具有極其重要的促進(jìn)作用[3]。

2.合理分解人工智能教育目標(biāo)

人工智能教育目標(biāo)既涉及認(rèn)知性目標(biāo)，又包含方法性目標(biāo)、情感性目標(biāo)，可以按年級(jí)、學(xué)段，結(jié)合學(xué)生實(shí)際基礎(chǔ)和能力，由低到高劃分為不同階段，有梯度、有側(cè)重地設(shè)定。比如，在入門階段，讓學(xué)生體驗(yàn)人工智能產(chǎn)品的應(yīng)用，體會(huì)人工智能技術(shù)的價(jià)值，重在激發(fā)對(duì)人工智能的興趣和學(xué)習(xí)熱情;在奠基階段，讓學(xué)生了解人工智能的發(fā)展，知道基本概念和基礎(chǔ)原理，將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，重在強(qiáng)化人工智能意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將興趣轉(zhuǎn)化為主動(dòng)思考和鉆研;在提升階段，讓學(xué)生利用模塊化的軟硬件資源，模仿和創(chuàng)新開發(fā)具有一定“智能”的程序及機(jī)器人，提升其運(yùn)用智慧造福社會(huì)的自信心、責(zé)任感。

3.加工轉(zhuǎn)化人工智能教育內(nèi)容

人工智能教育應(yīng)追求深入淺出，既不能停留在簡(jiǎn)單體驗(yàn)、淺嘗輒止，又不能追求學(xué)術(shù)體系、高深莫測(cè)。這需要技術(shù)專家和教育專家聯(lián)手研發(fā)，把握學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，基于學(xué)生能力水平，努力將復(fù)雜深?yuàn)W的知識(shí)進(jìn)行加工、轉(zhuǎn)化成既淺顯易懂，又典型透徹的講解、事例以及易實(shí)施、有趣味的實(shí)踐活動(dòng)。這樣有助于教學(xué)的開展，又有利于學(xué)生進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。

二、“新”與“舊”的矛盾

當(dāng)前不少冠以“人工智能”的課程、教材或校外教育，給人有名無實(shí)之感——貼上了“AI”的標(biāo)簽，但內(nèi)容相比以往的編程、機(jī)器人等課程沒有明顯變化。這種做法，既干擾了人工智能課程的推進(jìn)，也丟失了自己的“陣地”。

1.找準(zhǔn)課程間相通之處，進(jìn)行有效整合

如何解決這種“新”與“舊”的矛盾？筆者認(rèn)為，應(yīng)避免走兩個(gè)極端，一是以舊充新，一是棄舊從新。盡管人工智能與這些傳統(tǒng)學(xué)科有難以割舍的聯(lián)系，但絕不意味相互之間可以簡(jiǎn)單地畫等號(hào)。需要冷靜思考：人工智能與傳統(tǒng)編程、機(jī)器人、勞動(dòng)技術(shù)、創(chuàng)客教育等課程是什么關(guān)系？相互之間的相同、相通之處和不同不處在哪里？如何建立關(guān)聯(lián)使之相互支撐？等等。以智能機(jī)器人為例，它是傳統(tǒng)機(jī)器人的智能化升級(jí)版本，自然也不能與傳統(tǒng)的傳感技術(shù)和程序控制技術(shù)完全割裂。

不能把課程建設(shè)簡(jiǎn)化為無休止地在學(xué)科數(shù)量和知識(shí)容量上“做加法”，應(yīng)找準(zhǔn)學(xué)科之間在育人上的共通之處、內(nèi)容上的相關(guān)之處進(jìn)行有效整合。比如，自2003年起，普通高中新課程中就將人工智能設(shè)置為信息技術(shù)的一個(gè)選修模塊。再如，人工智能教育與創(chuàng)客教育在目標(biāo)上具有同質(zhì)性：從技術(shù)應(yīng)用角度，人工智能相關(guān)技術(shù)能為創(chuàng)客教育賦予更廣闊的創(chuàng)意平臺(tái)與創(chuàng)意空間;從人才培養(yǎng)角度，創(chuàng)客教育所培養(yǎng)的創(chuàng)新人才將助力未來人工智能的多元?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展[4]。

2.協(xié)調(diào)相關(guān)課程關(guān)系，發(fā)揮各自價(jià)值

人工智能固然令人熱血沸騰，使人趨之若鶩，但其課程體系、教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建尚需時(shí)日，且有待實(shí)踐檢驗(yàn)和優(yōu)化完善。因此，梳理、協(xié)調(diào)好它與已有的信息技術(shù)、勞動(dòng)技術(shù)、科學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)客、STEM等課程的關(guān)系，是開發(fā)人工智能課程和開展人工智能教育的前提。

教育者要有定力：學(xué)科各有自身的價(jià)值，共同實(shí)現(xiàn)育人的目的。進(jìn)行課程整合，不能把舊課程“整”沒了，讓人工智能“一統(tǒng)天下”。應(yīng)系統(tǒng)化地構(gòu)建內(nèi)容豐富、相互關(guān)聯(lián)，有層次、可選擇的課程體系。

三、“博”與“精”的矛盾

“博而不精”一詞常用來形容一個(gè)人學(xué)識(shí)豐富但不精深，有批評(píng)之意。反之，“精而不博”似乎也不全是夸贊之意。而窮盡一生，也沒有人能做到又“博”又“精”。因此，處理好兩者的矛盾是每個(gè)人都要面對(duì)的問題。同樣，它也適用于人工智能教育的開展。

1.摒棄對(duì)系統(tǒng)性和學(xué)術(shù)性的盲目追求

人工智能“博”在何處？從應(yīng)用領(lǐng)域來說，其應(yīng)用及產(chǎn)品也已廣泛融入人們的工作、生活和學(xué)習(xí)之中，并日益嵌入各種智能產(chǎn)品、智慧應(yīng)用、智慧系統(tǒng)或行業(yè)（領(lǐng)域）之中，如智慧交通、智慧金融、智慧醫(yī)療、智慧校園、智慧農(nóng)業(yè)等[5]，幾乎“無所不能”，且發(fā)展勢(shì)頭迅猛;從關(guān)鍵技術(shù)來說，支撐它的技術(shù)涵蓋機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、人機(jī)交互、生物特征識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等;從內(nèi)容屬性來說，包括概念、原理、算法、實(shí)踐、安全、倫理等。然而，學(xué)生的學(xué)習(xí)，首先面臨的是知識(shí)的無限與時(shí)間精力的有限之間的矛盾。如果求全、求系統(tǒng)，盲目追隨、追逐技術(shù)，既不現(xiàn)實(shí)也“吃力不討好”。另外，接受基礎(chǔ)教育的中小學(xué)生，不同于受高等教育的大學(xué)生（尤其是研究生）等專業(yè)化人才，需要給他們打下相對(duì)寬泛的基礎(chǔ)，為未來不確定的發(fā)展方向留有空間和余地。

2.打造精品課程內(nèi)容

對(duì)課程內(nèi)容的遴選，需要強(qiáng)化“精品”意識(shí)、效率意識(shí)，“準(zhǔn)入”條件應(yīng)是關(guān)鍵、核心知識(shí)，對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展有重要價(jià)值，還能作為提升學(xué)生能力和素養(yǎng)的載體。

以筆者研究團(tuán)隊(duì)為例，確定將面向小學(xué)、初中的人工智能課程內(nèi)容概括為三個(gè)方面：第一，知識(shí)積淀。包括人工智能的起源發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域、基本概念、基礎(chǔ)原理等內(nèi)容。第二，應(yīng)用體驗(yàn)。包括基礎(chǔ)應(yīng)用和綜合應(yīng)用，前者如模式識(shí)別、自然語言處理等內(nèi)容，后者如智能家居、智能工業(yè)農(nóng)業(yè)、智慧城市等結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景的內(nèi)容。第三，實(shí)踐創(chuàng)新。包括智能化編程、智能機(jī)器人、智能設(shè)備開發(fā)等，讓學(xué)生通過調(diào)用開源模塊，結(jié)合積木化編程，在模仿的基礎(chǔ)上開發(fā)具有人工智能的軟、硬件成果[6]。

四、“需”與“缺”的矛盾

課程的實(shí)施，離不開能勝任教學(xué)的教師以及支持實(shí)踐活動(dòng)的裝備。然而，這些人和物的“剛需”目前都明顯缺乏，成為推進(jìn)人工智能教育的“瓶頸”。

1.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

推進(jìn)人工智能課程的順利實(shí)施，師資不足是最大的痛點(diǎn)。多數(shù)師范院校目前未開設(shè)人工智能專業(yè)和課程，每年輸出的相關(guān)人才也遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求[7]。在缺乏“科班”教師的情況下，多措并舉地“盤活”現(xiàn)有由其他學(xué)科“轉(zhuǎn)型”的師資是不二選擇。

（1）組建由教研、裝備、技術(shù)人員組成的培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)

教研專家側(cè)重人工智能課程理念、教材、教學(xué)培訓(xùn)，裝備專家側(cè)重裝備使用、活動(dòng)空間建設(shè)培訓(xùn)，技術(shù)專家側(cè)重編程和智能機(jī)器人培訓(xùn)。同時(shí)，可依托社會(huì)教育資源開展培訓(xùn)。通過加強(qiáng)與高等院校、科研院所、相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系，設(shè)立一批人工智能校外學(xué)習(xí)基地或?qū)嵺`基地，探索全社會(huì)合作育人的途徑和機(jī)制。

（2）開展高水平的教研活動(dòng)

通過教研，帶動(dòng)教師對(duì)人工智能教育的內(nèi)涵、價(jià)值、教學(xué)實(shí)踐、特色案例等進(jìn)行深層次、多維度的理論研究和實(shí)踐研究，促進(jìn)教師專業(yè)成長(zhǎng)。在過程中，注重培養(yǎng)骨干教師，發(fā)揮“先行者”示范作用，逐漸產(chǎn)生“滾雪球”的效應(yīng)。

（3）加強(qiáng)培訓(xùn)資源建設(shè)

通過建設(shè)課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為教師提供教學(xué)建議、教學(xué)微課、教學(xué)工具、開源性智能網(wǎng)絡(luò)（軟件）資源等立體化的資源支持體系，既解教師教學(xué)的燃眉之急，有助于提升教學(xué)質(zhì)量，又提供典型的教學(xué)示范和學(xué)習(xí)資源，有利于他們?cè)趯I(yè)上可持續(xù)發(fā)展。

2.研制教學(xué)裝備方案

人工智能作為一門特別突出實(shí)踐的課程，教學(xué)裝備不只是重要的課程資源，更是教學(xué)實(shí)施的先決條件。相關(guān)部門應(yīng)盡早著手，從課程的高度研制出具有指導(dǎo)意義又滿足差異化需求的裝備方案。

教學(xué)裝備通常包括人工智能應(yīng)用軟件、智能編程平臺(tái)和智能機(jī)器人。應(yīng)用軟件要涵蓋語音識(shí)別、圖像識(shí)別、機(jī)器翻譯等多種應(yīng)用，以便讓學(xué)生充分體驗(yàn)當(dāng)前人工智能技術(shù)應(yīng)用的廣泛性。編程工具應(yīng)充分體現(xiàn)“智能”特色，針對(duì)中小學(xué)生（尤其是小學(xué)和初中低年級(jí)學(xué)生）的編程基礎(chǔ)和喜好，建議采用可實(shí)現(xiàn)圖形化編程、人工智能積木式編程以及智能硬件控制等多種功能的綜合性平臺(tái)（可結(jié)合一些開放性平臺(tái)的開源工具包、API軟件應(yīng)用）。引導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)用智能化功能模塊，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程度不高的智能化編程。智能機(jī)器人要通過開源結(jié)構(gòu)件和電子元件，甚至是開源的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，盡量滿足由學(xué)生自己完成搭建、編程、調(diào)試、操作、運(yùn)行等過程，允許他們?cè)谕庥^、功能、效果等方面進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，避免其動(dòng)手實(shí)踐只是照方抓藥。

從哲學(xué)的角度看，矛盾反映了事物之間相互作用、相互影響的一種特殊的狀態(tài)，社會(huì)的進(jìn)步從來都與矛盾相伴同行。起步之初，存在這樣那樣的矛盾既不奇怪，也不可怕，關(guān)鍵在于是否有科學(xué)的態(tài)度和策略。第一，正視矛盾的存在并采取積極態(tài)度。一方面不能回避矛盾繞道走，否則其阻礙作用將愈發(fā)突顯。另一方面不能幻想，等矛盾都不存在了再付諸實(shí)施。第二，將矛盾的要素加以轉(zhuǎn)化，使之和諧統(tǒng)一。運(yùn)用智慧和方法，從中尋找有利因素，比如“博”是“精”選材的基礎(chǔ)，“舊”是“新”孕育的土壤。第三，運(yùn)用有序思維解決矛盾。以上列舉了當(dāng)前面臨的幾個(gè)主要矛盾，細(xì)分的話還會(huì)有很多。我們需要由主到次、由急到緩，有層次性、有節(jié)奏地加以解決。有些矛盾可能只是暫時(shí)的困難，現(xiàn)實(shí)條件不成熟，但隨著時(shí)間推移，可能被自然而然地被化解而不復(fù)存在。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部部長(zhǎng)陳寶生在國(guó)際人工智能與教育大會(huì)上作主旨報(bào)告.[EB/OL]https：//www.sohu.com/a/314928543_372523

[2] 騰訊研究院.人工智能[M].北京：中國(guó)人民出版社，2017.

[3] 劉俊波，樂進(jìn)軍.中小學(xué)人工智能課程建設(shè)初探[J].基礎(chǔ)教育課程，2020（01）.

[4] 祝智庭，單俊豪，閆寒冰.面向人工智能創(chuàng)客教育的國(guó)際考察和發(fā)展策略[J].開放教育研究，2019，25（01）.

[5] 張坤穎，張家年.人工智能教育應(yīng)用與研究中的新區(qū)、誤區(qū)、盲區(qū)與禁區(qū)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2017，35（05）.

[6] 劉俊波.中小學(xué)人工智能教育探索[M].北京：東方出版社，2019.

[7] 肖高麗，梁文明.中小學(xué)實(shí)施人工智能課程的意義、挑戰(zhàn)與對(duì)策[J].教學(xué)與管理，2018（22）.

【責(zé)任編輯? 孫曉雯】