文∣龔超

自2016年AlphaGo分別在與李世石和柯潔的圍棋博弈中取勝后，人工智能重回?zé)狳c。近幾年，政府、高校、中小學(xué)、企業(yè)以及教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都高度關(guān)注人工智能的動向。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)，將人工智能的發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略的層面。《規(guī)劃》提出，要實施全民智能教育項目，在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣。支持開展人工智能競賽，鼓勵進(jìn)行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作。

在《規(guī)劃》頒布后，教育部接連下發(fā)多項政策支持人工智能教育相關(guān)工作的開展。高校成立人工智能學(xué)院，設(shè)置人工智能本科專業(yè)。中小學(xué)設(shè)置人工智能課程，甚至有為幼兒園學(xué)生編寫的人工智能教材。一些知名的科技類企業(yè)也紛紛推出自己的課程，甚至開放自己的資源，開拓游學(xué)項目，讓青少年更好地體會人工智能技術(shù)。諸多資本也正在涌向中小學(xué)人工智能領(lǐng)域。

直到現(xiàn)在，“人工智能是什么”仍然是一個沒有達(dá)成一致的問題。人工智能發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)展成一個高度交叉的學(xué)科，主要涉及控制理論、計算機(jī)科學(xué)與工程、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、物理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、哲學(xué)等，體系之大、內(nèi)容之多，決定了人工智能教育難度相對較大。因此，《規(guī)劃》發(fā)布兩年多以來，一些專家認(rèn)為有些中小學(xué)教材不切實際，不少中小學(xué)教師還在為中小學(xué)人工智能教什么深感困惑……

教什么內(nèi)容不應(yīng)該是中小學(xué)教師層面探索的問題，這是頂層設(shè)計問題，要專門組織有關(guān)部門和機(jī)構(gòu)進(jìn)行研討。在此，我們探討和分享一些關(guān)于中小學(xué)人工智能教學(xué)工作的思考。人工智能與人的本質(zhì)區(qū)別不在于“智”而在于“心”。人工智能并沒有那么神秘，現(xiàn)在的人工智能還很“膚淺”，因為其提取的都是底層的特征，靠的是現(xiàn)在強大的計算與海量數(shù)據(jù)，完全達(dá)不到“智”的程度。即便終有一日，人工智能“智”有所成，“心”也是人工智能所無法替代的。

在對中國中小學(xué)人工智能教學(xué)走在前列的學(xué)校及教師調(diào)研后，我們發(fā)現(xiàn)，要做好中小學(xué)人工智能教育工作，需要具備“五心”(如圖1所示)，即定心、大心、專心、虛心和用心，簡稱人工智能教育的“五心”理念。

圖1 人工智能教育之“五心”

一、定心：應(yīng)人工智能之變

定心來自內(nèi)、外兩個維度。從外看，現(xiàn)在有一些專家認(rèn)為目前的人工智能發(fā)展存在泡沫，呼吁人們不要抱以太大的期望，不要進(jìn)行過度的投資，行業(yè)需要冷靜、健康發(fā)展。受到這些看法以及最近人工智能相關(guān)企業(yè)投資減緩的影響，一些教師對人工智能未來的發(fā)展產(chǎn)生了質(zhì)疑，在是否進(jìn)入人工智能教育領(lǐng)域猶豫不決，下不了決心。

確實，學(xué)習(xí)人工智能，不應(yīng)該只關(guān)注技術(shù)層面，對人工智能發(fā)展的歷史也應(yīng)該有所了解。人工智能從1956年正式提出到現(xiàn)在，一般認(rèn)為經(jīng)歷了“三起兩落”，每一次人工智能的崛起，都給從事人工智能相關(guān)工作和教學(xué)的工作者無比的鼓舞，資本迅速集中到人工智能領(lǐng)域。正所謂期望越大，失望越大。一段時間過后，盡管也有一定成就，但是仍然無法達(dá)到政府及其他投資者的預(yù)期，撤資導(dǎo)致了1973年人工智能的第一次寒冬。1980—1987年，日本舉全國之力開展第五代計算機(jī)項目，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論重新點燃理論之火，讓人工智能再次迎來繁榮，1987年的“人工智能硬件事件”導(dǎo)致了第二次人工智能寒冬。很多學(xué)者的研究失去資金支持，期刊也拒絕發(fā)表相關(guān)文章，很多學(xué)者被迫放棄人工智能研究。然而，正是像辛頓教授這樣的人，在如此的寒冬中定心耕耘十余載，終于一縷幽香撲面來，人工智能在深度學(xué)習(xí)的推動下迎來了第三次高潮。從歷史長河中可見，要堅定自己對人工智能領(lǐng)域的信心，要下定為該領(lǐng)域做貢獻(xiàn)的決心，這些是對人工智能發(fā)展應(yīng)有的信念。

從內(nèi)看，有一些教師心神不定，擔(dān)心未來人工智能替代自己。我們必須承認(rèn)，存在這樣的焦慮是正常的現(xiàn)象。人工智能時代，教育的形式會發(fā)生很大的改變，但是，我們不能成為新時代下的“盧德分子”?！秾W(xué)習(xí)的升級》和《第四次教育革命：人工智能如何改變教育》詳細(xì)介紹了人工智能對教育的影響和改變。人工智能取代的是教師的部分工作，是那些機(jī)械、重復(fù)的工作，而像教學(xué)設(shè)計、情感交流這樣的工作，人工智能是很難取代的。未來，更多的是需要人機(jī)協(xié)作。人工智能并不會取代教師，而是教師取代教師，是善于利用人工智能武裝自己的教師取代那些不積極擁抱人工智能技術(shù)的教師。因此，在是否會被取代的問題上，一方面，要通過終身學(xué)習(xí)與時俱進(jìn)，另一方面需要定心，不要杞人憂天，過度憂慮。

二、大心：習(xí)人工智能之理

人工智能知識體系龐大，由于出發(fā)點不同，故產(chǎn)生了三大學(xué)派(如圖2所示)。人工智能三大學(xué)派，即符號派、連接派和行為派，均是人工智能領(lǐng)域的典型方向代表，在人工智能發(fā)展史中均起到了重要的推動作用。然而，它們之間的爭論從未中斷，有學(xué)者評價，由于它們的“分而治之”，故人工智能至今沒有形成整體的統(tǒng)一理論。

圖2 人工智能三大學(xué)派

符號派認(rèn)為人工智能源于數(shù)理邏輯，因此有時也稱為“邏輯派”。“人工智能”一詞也是由此派提出的，后續(xù)的啟發(fā)式算法、專家系統(tǒng)以及知識工程也是在此基礎(chǔ)上發(fā)展衍生的。連接派則源于對人腦的仿生，在1943年提出的MP模型基礎(chǔ)上，開創(chuàng)了仿人腦結(jié)構(gòu)與功能的研究工作，早于“人工智能”一詞的提出。之后的感知機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等均是此派代表。行為派認(rèn)為人工智能始于控制論，研究那些模擬人在控制中的智能行為等，智能控制、智能機(jī)器人系統(tǒng)是此派代表。不過，行為派在20世紀(jì)末期才出現(xiàn)，時間較晚。

人工智能需要從綜合、系統(tǒng)、整體角度出發(fā)，告別盲人摸象，告別分而治之。2003年的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中就已經(jīng)涉及人工智能初步模塊，也出現(xiàn)了高中《人工智能初步》的教材，但是因為各種原因，涉及的內(nèi)容以知識講授、系統(tǒng)操作等為主要內(nèi)容。盡管人工智能的知識體系龐大，作為中小學(xué)教師，應(yīng)該三派均沾，“大其心”，學(xué)習(xí)各派知識精髓。教師需要重視廣度，開拓思維，不斷學(xué)習(xí)，提升自己的人工智能知識水平，為中小學(xué)生感知、體驗和學(xué)習(xí)人工智能帶來更多樣化的知識。如果需要深入一些的內(nèi)容，可以借助高?；蛘邫C(jī)構(gòu)教師的力量；在人工智能的中小學(xué)階段，考慮到課時以及學(xué)生基礎(chǔ)等實際情況，無須涉及太深的內(nèi)容。

三、專心：傳人工智能之道

很難專心、不夠?qū)Ｐ囊彩钱?dāng)下中小學(xué)人工智能教學(xué)面臨的兩個問題。受到外部環(huán)境的干擾以及自身原因的影響，一些教師并不能專心教授人工智能相關(guān)知識。教師的職業(yè)本是教書育人，本應(yīng)該專心致志、心無旁騖。但是，非教學(xué)任務(wù)越來越多，嚴(yán)重影響教師備課時間，甚至有些課被擠占。一些教授過人工智能相關(guān)課程的教師曾提出被不合理安排，他們甚至有時還被安排幫助其他主課教師做幻燈片，或是修理電腦。2019年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于減輕中小學(xué)教師負(fù)擔(dān)進(jìn)一步營造教育教學(xué)良好環(huán)境的若干意見》，對“減少中小學(xué)教師的檢查評比事項，不得隨意向教師攤派任務(wù)”等做出規(guī)定，目的是讓教師能夠?qū)Ｐ慕虒W(xué)。

前些年創(chuàng)客大火，創(chuàng)客教育就大張旗鼓。STEM教育理念引入，關(guān)于STEM或STEAM的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)如雨后春筍般出現(xiàn)。人工智能來了，風(fēng)向就開始轉(zhuǎn)向人工智能。一些教師受利益所驅(qū)，不專心教書，只是一味迎合市場。一些教師的博客，早幾年還是創(chuàng)客專家，前幾年開始自詡為STEAM專家，最近，這些教師又成為人工智能專家，這背后折射的是浮躁、不專心的現(xiàn)象。

其實很多知識，如數(shù)學(xué)、編程甚至是一些硬件知識，都是掌握人工智能知識與技能的基礎(chǔ)。人工智能本身又是一門高度交叉的學(xué)科，有不同的研究領(lǐng)域，這些領(lǐng)域共同構(gòu)成了廣義的人工智能課程體系。我們建議教師在教授中小學(xué)人工智能教學(xué)過程中，可以采取模塊化的方法，分模塊上課。教師可以在人工智能領(lǐng)域選擇不同模塊或者幾個模塊專心深耕，共同搭建完整的中小學(xué)人工智能課程體系，推動中小學(xué)人工智能教育工作。

四、虛心：受人工智能之善

時間無約束、地點無約束、內(nèi)容無約束、身份無約束，以上“四個無約束”是對人工智能時代下教育特征的簡單總結(jié)。時間上，可以做到隨時學(xué)習(xí)，無論是白天還是晚上；地點上，可以在任何地方學(xué)習(xí)，不用去專門的教室；內(nèi)容上，也可以擺脫之前的授課束縛，進(jìn)度快的可以加快進(jìn)度，進(jìn)度慢的則可以反復(fù)學(xué)習(xí)鞏固。這里要著重討論身份無約束的問題，人工智能知識與技能最大的一個特征，就是變化太快，前幾年還流行的技能，很有可能現(xiàn)在就過時了，這點在一些人工智能平臺、軟件上體現(xiàn)得尤為明顯。

不得不承認(rèn)，一些能力較強，對人工智能感興趣的同學(xué)對新事物掌握的速度要快于教師，當(dāng)然，并不是說教師不行，而是教師學(xué)習(xí)新事物的時間和精力已經(jīng)相對有限。一些中學(xué)教師，通過讓學(xué)生講授新知識、新軟件、新平臺的方式，既調(diào)動了課堂授課氛圍，也強化了學(xué)生對知識的理解與掌握。另外，學(xué)生對學(xué)生的實際情況相對了解，也能夠站在學(xué)生的角度傳授知識。不過，現(xiàn)在仍然有些教師固守傳統(tǒng)理念，對學(xué)生授課持懷疑態(tài)度。

五、用心：解人工智能之惑

中小學(xué)人工智能教學(xué)，不僅僅是傳遞相關(guān)知識和技能。更重要的是，從興趣、觀念上正確引導(dǎo)，這在中小學(xué)人工智能教育中至關(guān)重要。在中小學(xué)人工智能教育階段，一定要考慮學(xué)生的理解水平和接受程度。尤其是在小學(xué)階段，一定要圍繞學(xué)生的興趣出發(fā)，激發(fā)他們對人工智能的好奇心，用心設(shè)計一些人工智能小實驗、小游戲，而不是講述那些枯燥的知識點。一些教師，在小學(xué)階段就用大量的文字介紹那些復(fù)雜的定義，學(xué)生不但不知所云，很有可能還會磨滅他們對人工智能的熱情。

除激發(fā)興趣以外，對人工智能帶來的一些社會問題，教師也要用心引導(dǎo)。最近，在一次針對如何開展中小學(xué)課程體系設(shè)計的座談會中，當(dāng)討論到如何對小學(xué)生開展人工智能法律倫理教學(xué)的問題時，有一位小學(xué)人工智能教師提出，法律倫理問題不但要講，而且最好要天天講。根據(jù)這位教師的反映，現(xiàn)在有一些小學(xué)高年級的學(xué)生對人工智能的態(tài)度非常消極，認(rèn)為人工智能會給人類帶來災(zāi)難，我們以后都會被人工智能消滅?？梢姡趥鬟f知識、技能的同時，還要多花一些心思，講述它們帶來的價值和負(fù)面影響，給學(xué)生樹立正確的價值觀。

由于人工智能教學(xué)在很多學(xué)校還屬于新鮮事物，加之其課標(biāo)體系有待完善，很多教學(xué)內(nèi)容還在摸索階段，缺乏權(quán)威教材，更多還是校本教材，這就導(dǎo)致學(xué)生在上這門課時困惑較多。因此，教師需要多聽學(xué)生反饋問題，多分析學(xué)生知識的掌握情況，不斷完善教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容。

社會不斷向前發(fā)展，中小學(xué)人工智能教學(xué)也需要不斷探索與完善。致力于中小學(xué)人工智能教育工作的教師，一定要從“心”出發(fā)，做到定其心、大其心、專其心、虛其心和用其心，將中小學(xué)人工智能教育工作推向更高的層次。