當(dāng)前，隨著人工智能技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展，人類社會(huì)正加速進(jìn)入一個(gè)萬物互聯(lián)、萬物智能的新時(shí)代。世界各國為了力爭占據(jù)人工智能技術(shù)的制高點(diǎn)，紛紛將發(fā)展人工智能上升為國家戰(zhàn)略，并先后啟動(dòng)了一系列人工智能重大項(xiàng)目。我國國家層面明確的指向性促使人工智能基礎(chǔ)教育煥發(fā)出全新的生命力與活力，成為時(shí)下的熱點(diǎn)話題。筆者通過文獻(xiàn)研究，結(jié)合實(shí)踐情況，分析了當(dāng)前基礎(chǔ)教育階段人工智能課程發(fā)展的現(xiàn)狀，并對(duì)課程建設(shè)進(jìn)行思考，以期為人工智能基礎(chǔ)教育課程建設(shè)與發(fā)展提供參考。

● 我國基礎(chǔ)教育階段人工智能課程發(fā)展的現(xiàn)狀

1.教材研發(fā)現(xiàn)狀

基礎(chǔ)教育階段人工智能教材的研發(fā)、推廣與發(fā)行，對(duì)推動(dòng)中小學(xué)人工智能課程的建設(shè)有著重要的意義與參考價(jià)值。2018年1月，山東省初中信息技術(shù)教材進(jìn)行改版，將Python、Scratch、Arduino、人工智能等知識(shí)納入教材中。2018年6月，蘇州大學(xué)出版社出版“中小學(xué)人工智能系列叢書”。[1]2018年7月，全球首本高中人工智能教材《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》正式發(fā)行。[2]2018年8月，河南人民出版社出版“人工智能實(shí)驗(yàn)教材”系列叢書，叢書內(nèi)容覆蓋幼兒園至高中全階段。2018年10月，浙江杭州上海世界外國語小學(xué)與浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院合作出版的中小學(xué)人工智能教育叢書《小學(xué)iOS編程初探》成為國內(nèi)關(guān)于iOS編程在小學(xué)應(yīng)用的首套教育叢書。2018年11月，《人工智能精品課程系列叢書》出版，叢書涵蓋中小學(xué)各學(xué)段。[3]2019年1月，北京師范大學(xué)出版社出版《人工智能（初中版）》教材。2019年3月，四川省首套中小學(xué)人工智能教育用書《K12人工智能教育》由電子工業(yè)出版社出版，教材有小初高三個(gè)版本。[3]2019年5月，商務(wù)印書館出版發(fā)行面向初中學(xué)生的人工智能教材《人工智能入門》（全四冊(cè)）。2019年10月面向小學(xué)生的人工智能教材《人工智能啟蒙》（全六冊(cè)）由商務(wù)印書館出版發(fā)行?！度斯ぶ悄埽ǜ咧邪妫芬粫鴮⒂?020年9月出版發(fā)行，內(nèi)容精選八個(gè)人工智能核心基礎(chǔ)模塊。

從現(xiàn)有課程教材發(fā)布情況來看，教材居然在一定程度上貫徹了新課標(biāo)的要求，解決了教師想教無教材的現(xiàn)狀，卻沒有很好地解決學(xué)生想學(xué)難動(dòng)手的難題，教材內(nèi)容存在知識(shí)超綱且知識(shí)點(diǎn)較難、教材組織形式單一、缺少實(shí)踐設(shè)計(jì)、沒有涉及智能技術(shù)的應(yīng)用與體驗(yàn)等問題，同時(shí)課程的開展對(duì)各類軟硬件有較強(qiáng)的依賴性，并不符合教學(xué)一線的實(shí)際需求。

2.課程理論研究現(xiàn)狀

利用中國知網(wǎng)檢索發(fā)表時(shí)間在2000年1月至2019年12月這20年間的文獻(xiàn)，以“人工智能”并含“課程”+“中小學(xué)”或含“基礎(chǔ)教育”為主題搜索到175篇相關(guān)論文，以“人工智能課程”+“中小學(xué)”或含“基礎(chǔ)教育”為主題搜索到41篇相關(guān)論文，且41篇論文均為2017—2019這三年發(fā)表。通過對(duì)文獻(xiàn)閱讀研究可以發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)階段的人工智能教育近幾年才成為研究熱點(diǎn)，人工智能教育還處于摸索階段，相關(guān)課程理論方面的研究成果并不多，已開展的研究主要集中在課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法選擇以及課程評(píng)價(jià)體系建立等方面。

在課程內(nèi)容設(shè)置方面，李新認(rèn)為可按照基礎(chǔ)體驗(yàn)、興趣培養(yǎng)、自主探究、專業(yè)學(xué)習(xí)等層級(jí)，由淺入深逐步規(guī)劃人工智能的課程內(nèi)容。[4]張建彬提出初中人工智能課程內(nèi)容應(yīng)以常見的技術(shù)應(yīng)用為主，設(shè)置體驗(yàn)感知、原理學(xué)習(xí)和編程實(shí)踐三個(gè)模塊，模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程是一個(gè)到解決問題逐步進(jìn)階的過程。[5]艾倫認(rèn)為課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是人工智能技術(shù)中使機(jī)器會(huì)看、會(huì)聽、會(huì)說、會(huì)行動(dòng)等方面的內(nèi)容。[6]在教學(xué)方法選擇方面，鄭妍等人認(rèn)為在人工智能課程實(shí)施過程中應(yīng)選用以教師為主體的教授式教學(xué)與以學(xué)生為主體的項(xiàng)目式教學(xué)方法。[7]韓克、艾倫等人提倡基于項(xiàng)目或基于問題的教學(xué)方法。[8]王本陸等人認(rèn)為有效的學(xué)習(xí)方法主要包括探究式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)等。在課程評(píng)價(jià)體系建立方面，張建彬提倡課程的評(píng)價(jià)應(yīng)以過程性評(píng)價(jià)為主、測試性評(píng)價(jià)為輔。[9]秦記峰、王艷霞等人提出要建立多元化的學(xué)生實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系，差異性和激勵(lì)性原則并重，將形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。[10][11]

縱觀現(xiàn)有的理論研究可以發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)教育階段的人工智能課程內(nèi)容還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

3.課程開發(fā)現(xiàn)狀

課程開發(fā)中，既有校外社會(huì)教育機(jī)構(gòu)與學(xué)校合作開發(fā)人工智能課程，也有少數(shù)學(xué)校開始探索并結(jié)合學(xué)生的興趣與學(xué)校的實(shí)際情況開發(fā)人工智能校本課程，并有針對(duì)性地開展了課程的組織。2017年春季，中國人民大學(xué)附屬中學(xué)將人工智能模塊加入到信息技術(shù)課程體系中，構(gòu)建“人工智能+X”中學(xué)人工智能課程體系，開發(fā)包括機(jī)器人、數(shù)據(jù)挖掘等20多門人工智能校本課程。[12]2018年3月，南京雨花臺(tái)中學(xué)國際部引入3D打印、航模等人工智能相關(guān)課程，促進(jìn)學(xué)科知識(shí)融合。[13]2019年5月，北京十一學(xué)校構(gòu)建人工智能課程建設(shè)方案，將人工智能納入通識(shí)教育、常規(guī)信息技術(shù)課程、高端課程項(xiàng)目研究的融合性課程中。[14]也有部分學(xué)校和一線教師嘗試在STEM、創(chuàng)客、機(jī)器人等跨學(xué)科課程中探索實(shí)踐人工智能教育。[15]

從課程開發(fā)情況來看，目前國內(nèi)基礎(chǔ)教育階段人工智能課程大多由校外社會(huì)教育機(jī)構(gòu)以及校內(nèi)一線教師開發(fā)，依托于信息技術(shù)課程、校本課程（如STEM課程、創(chuàng)客課程）、社團(tuán)形式來開展課程。由于課程需要軟硬件設(shè)備設(shè)施的支持，全面鋪開人工智能課程有一定難度。

4.課程實(shí)施現(xiàn)狀

自《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》印發(fā)后，貴陽市、成都武侯區(qū)、北京東城區(qū)等地區(qū)，除了高中學(xué)段，都成規(guī)模開設(shè)了面向小學(xué)階段部分年級(jí)的人工智能課程。[16]2018年9月，全國40所首批試點(diǎn)學(xué)校使用《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》教材，利用綜合實(shí)踐課開展人工智能教學(xué)，每周設(shè)置兩個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間。2019年1月19日，教育部“中小學(xué)人工智能教育”項(xiàng)目發(fā)布，指出北京、廣州、深圳、武漢、西安5城作為第一批試點(diǎn)城市，面向3～8年級(jí)學(xué)生試點(diǎn)學(xué)習(xí)人工智能教育與編程課程。2019年2月，常州市教育明確將在常州市14所高中學(xué)校引入人工智能課程，但目前課程暫未具體開展實(shí)施。在2019年，山東省、山西省、福建省等省的教育行政部門陸續(xù)發(fā)布通知，提出開展中小學(xué)人工智能課程實(shí)驗(yàn)，推進(jìn)人工智能教育試點(diǎn)區(qū)域和試點(diǎn)學(xué)校的建設(shè)，推動(dòng)人工智能教育大力發(fā)展。

目前課程實(shí)施主要針對(duì)義務(wù)教育階段學(xué)校開展人工智能教育試點(diǎn)，高中階段涉及并不多。課程的教學(xué)大多是由信息技術(shù)教師、科學(xué)教師以及科技輔導(dǎo)員擔(dān)任，專業(yè)教師相對(duì)比較缺乏，教師素質(zhì)普遍不高，這在一定程度上制約了人工智能課程的發(fā)展。

● 基礎(chǔ)教育階段人工智能課程發(fā)展的思考

1.跨學(xué)科融合，創(chuàng)新課程教學(xué)

人工智能學(xué)科涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，具有跨學(xué)科性、綜合性和復(fù)雜性，進(jìn)行人工智能教學(xué)需融合眾多相關(guān)學(xué)科知識(shí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略以及教學(xué)評(píng)價(jià)等?；A(chǔ)教育階段人工智能課程教學(xué)目標(biāo)不僅需要學(xué)生系統(tǒng)了解人工智能技術(shù)的基本原理和運(yùn)算方法，還需增強(qiáng)學(xué)生的人工智能意識(shí)與思維模式，提升信息素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生利用人工智能技術(shù)創(chuàng)建美好世界的情感。圍繞教學(xué)目標(biāo)，人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重跨學(xué)科融合，深度挖掘教學(xué)素材，按照體驗(yàn)技術(shù)、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新應(yīng)用“三步走”實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的層次化與序列化，讓處于不同學(xué)段、擁有不同認(rèn)知水平與思維方式的學(xué)生都能從中獲取有關(guān)人工智能的知識(shí)技能與情感體驗(yàn)。

2.教科研融合，提升教師素質(zhì)

任何課程的實(shí)施與評(píng)價(jià)都離不開教師，人工智能技術(shù)本身的跨學(xué)科性與前沿性，需要教師具備專業(yè)技能和鉆研精神，不僅要會(huì)教學(xué)，還要會(huì)研究。學(xué)校要加強(qiáng)組織有關(guān)人工智能教育方面的師資培訓(xùn)，提高教師對(duì)人工智能課程及其相關(guān)政策的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)各科教師跨學(xué)科分工合作。同時(shí)，也要求教師樹立終身學(xué)習(xí)理念，發(fā)揮教師主動(dòng)參加學(xué)習(xí)、積極參與研究的精神，促使教師主動(dòng)關(guān)注國際人工智能教育發(fā)展趨勢，鼓勵(lì)教師參與人工智能課程方面的課題研究，不斷增強(qiáng)學(xué)科專業(yè)知識(shí)和課程研究能力，提升教師隊(duì)伍素質(zhì)，促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展。

3.軟硬件融合，搭建資源平臺(tái)

人工智能課程的順利開設(shè)必須依賴一定的軟硬件資源，開設(shè)相關(guān)課程的學(xué)校須完善配套軟硬件設(shè)施的建設(shè)。一方面學(xué)校應(yīng)制訂措施，確保對(duì)課程配套軟硬件設(shè)施的支持與投入，并能及時(shí)更新;另一方面應(yīng)鼓勵(lì)教師根據(jù)本校教學(xué)與學(xué)生實(shí)際情況，充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和教育教學(xué)軟件平臺(tái)搭建課程資源平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)整合課程數(shù)字化教學(xué)資源，包括教學(xué)實(shí)錄、教學(xué)案例（項(xiàng)目）、學(xué)習(xí)素材、學(xué)習(xí)工具等資源。資源平臺(tái)的搭建為硬件教學(xué)的有效開展提供了保障，不僅可以延伸學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，還可以通過共建共享優(yōu)秀課例和實(shí)踐活動(dòng)案例，實(shí)現(xiàn)資源共享與經(jīng)驗(yàn)輻射。

4.產(chǎn)學(xué)研融合，助推課程發(fā)展

隨著人工智能上升為國家戰(zhàn)略，人工智能在教育產(chǎn)業(yè)中擁有著廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景，科技公司紛紛著手布局“人工智能+教育”，探索未來教育教學(xué)新模式。由于當(dāng)前國內(nèi)人工智能人才供需比例嚴(yán)重失衡，為加強(qiáng)人才培養(yǎng)，補(bǔ)齊人才短板，高校紛紛增設(shè)人工智能專業(yè)，并建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)中心開展理論與實(shí)踐研究。我國先后發(fā)布了一系列基礎(chǔ)教育階段人工智能教育方面的制度與政策，促使人工智能教育從高等教育走向基礎(chǔ)教育，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研融合，而且可以加強(qiáng)基礎(chǔ)教育階段人工智能課程的頂層設(shè)計(jì)，助推人工智能課程的落地實(shí)踐，也有利于企業(yè)和高校向中小學(xué)校提供師資培訓(xùn)、資源開發(fā)、平臺(tái)建設(shè)等方面的指導(dǎo)與支持，為夯實(shí)人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

● 結(jié)束語

人工智能教育的興起為我國基礎(chǔ)教育改革帶來了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，當(dāng)前基礎(chǔ)教育階段的人工智能教育還處于摸索階段，相關(guān)課程的建設(shè)與發(fā)展是一個(gè)長期探索的過程，雖然已有一些先行成果，但仍需持續(xù)關(guān)注人工智能教育的研究與實(shí)踐進(jìn)展，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)人工智能課程的開發(fā)與實(shí)施開展進(jìn)一步研究，為我國基礎(chǔ)教育階段人工智能普及教育添磚加瓦。

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作者簡介：周靜（1987.12—），女，漢族，江蘇丹陽人，理學(xué)碩士學(xué)位，研究生學(xué)歷，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)與智能信息處理、高中信息技術(shù)教學(xué)。

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“高中人工智能校本課程的開發(fā)與實(shí)施研究”（課題編號(hào)：C-c/2020/02/05）、常州市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度青年教師專項(xiàng)課題“指向技術(shù)素養(yǎng)的高中人工智能校本課程的開發(fā)與實(shí)施研究”（課題編號(hào)：CJK-Q2020071）。