□ 陳宇航
人工智能自20 世紀(jì)50 年代首次被提出以來,經(jīng)歷了萌芽、復(fù)蘇與壯大三個階段,對人類社會的變革起著深遠(yuǎn)影響,并逐漸成為世界各國政策與資源傾斜的焦點。[1]隨著俄羅斯于2019 年10 月發(fā)布《AI 發(fā)展的國家戰(zhàn)略》(《National Strategy for the Development of Artificial Intelligence(AI)》),當(dāng)今世界主要的十五大經(jīng)濟體已全部出臺了國家層面的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略,涉及了產(chǎn)業(yè)、科研、教育等領(lǐng)域。[2]可預(yù)見的是,人工智能領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)的發(fā)展浪潮將會長期存在。牛津大學(xué)一項研究表明,未來英美就業(yè)市場將有35%到47%的崗位被人工智能替代。隨著人工智能被廣泛應(yīng)用,人工智能能力與素養(yǎng)或?qū)⒊蔀閷趧诱叩囊话阈砸?。[3]為確保人工智能時代人類的生存與發(fā)展權(quán),2019年,世界各國相關(guān)人員齊聚北京,參加首屆人工智能與教育大會。會議主題“規(guī)劃人工智能時代的教育:引領(lǐng)與跨越”。與會100 多個國家、10 多個國際組織聯(lián)合通過了《北京共識》,指出人工智能時代應(yīng)當(dāng)建立人工智能終身學(xué)習(xí)體系,為每一個人提供學(xué)習(xí)人工智能的機會,在中小學(xué)階段,整合人工智能相關(guān)課程進入現(xiàn)有學(xué)校教育體系。[4]但是根據(jù)加拿大高等研究院的報告以及《中國新一代人工智能發(fā)展報告2019》,我國人工智能人才培養(yǎng)體系的建設(shè)與美國等國相比仍不完善。[5]2017 年,國務(wù)院出臺的《新一代人工智能規(guī)劃》強調(diào)要加快培養(yǎng)聚集人工智能高端人才,加強人工智能學(xué)科在高等教育的建設(shè),踏出了我國在高等教育階段人工智能教育建設(shè)的堅實一步。然而在中小學(xué)階段,我國關(guān)于人工智能教育的建設(shè)卻依舊處于探索之中。當(dāng)前,各國正結(jié)合自身現(xiàn)狀與需求、現(xiàn)有教育體系、各自文化傳統(tǒng)等因素,在中小學(xué)階段積極開展人工智能教育的建設(shè)行動,以期加強相關(guān)人才的儲備與梯隊建設(shè),增強國家人工智能發(fā)展?jié)摿?。[6]在這樣的國際背景下,對當(dāng)前其他國家中小學(xué)人工智能教育體系的建設(shè)成果進行比較研究有助于推動我國建設(shè)工作展開。[7]
從高校逐漸下沉至中小學(xué)是當(dāng)前國外人工智能教育的發(fā)展趨勢。在此趨勢下,各國當(dāng)前對于中小學(xué)階段人工智能教育建設(shè)的重視與日俱增。以往,各國人工智能教育的建設(shè)工作多以高校為重心,在高校建設(shè)人工智能專業(yè)并設(shè)立碩士與博士學(xué)位是各國培養(yǎng)人工智能人才的常用方式。根據(jù)《2017 年全球人工智能人才報告》,2017 年全球共有367 所高校開設(shè)人工智能課程。截至2021 年,各國對于高等教育階段人工智能教育的建設(shè)仍處于持續(xù)的深化與推進中。斯坦福大學(xué)發(fā)布的《人工智能指標(biāo)報告2021》(《Artificial Intelligence Index Report 2021》)顯示,美國與歐洲兩大傳統(tǒng)的人工智能發(fā)達(dá)地區(qū),自2017 年以來,本科階段人工智能課程數(shù)量增加了109%,研究生階段增加了41.7%。[8]盡管各國政府在高等教育階段開展的人工智能教育建設(shè)行動取得了一定的成效,然而考慮到高校本身的職能及覆蓋率,當(dāng)前高校所培養(yǎng)的多為人工智能領(lǐng)域的專業(yè)人才,能夠享受高校人工智能教育培養(yǎng)的學(xué)習(xí)者只占據(jù)學(xué)習(xí)者群體中的一部分。然而,當(dāng)前時代人工智能之于學(xué)習(xí)者已不只是一門專業(yè)課程,更是輔助學(xué)習(xí)者在21世紀(jì)工作生活的重要技術(shù)。[9]
各國在保證各地高等院校開展人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,受眾更加廣泛、內(nèi)容更為基礎(chǔ)的中小學(xué)階段人工智能教育逐漸受到了重視。英國在20 世紀(jì)80 年代將人工智能教育以選修課的形式納入國家信息與通信技術(shù)課程體系中,在2013 年信息技術(shù)課程改革中,進一步提升了對于人工智能的學(xué)習(xí)要求。
作為高等教育的前置階段,中小學(xué)開展人工智能教育,有助于培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的興趣與能力,從而引導(dǎo)未來更多的學(xué)生投入人工智能領(lǐng)域。從中小學(xué)到高等教育,各國逐漸形成了從普及化到專業(yè)化的多層次人工智能教育體系。截止到2021 年,芬蘭、德國、法國、印度、加拿大等國家已經(jīng)開始建設(shè)中小學(xué)階段的人工智能教育體系,并取得了一定成果。
各國依照自身國情、實際需求形成了各異的中小學(xué)人工智能教育建設(shè)模式,然而除去因?qū)嵡楫a(chǎn)生的個性特點外,各國模式在資金的來源與建設(shè)主體的確認(rèn)以及分工上存在著一定的共性規(guī)律。當(dāng)前,各國建設(shè)主體多為針對人工智能教育建設(shè)行動設(shè)立的專委會與咨詢委員會,在穩(wěn)定的政府資金支持下,最終形成“一主一輔”的分工安排?!爸鳌睘橹行W(xué)人工智能教育建設(shè)行動中的主導(dǎo)者,由專委會擔(dān)任,負(fù)責(zé)形成整體建設(shè)行動的設(shè)計規(guī)劃,統(tǒng)合各方資源。“輔”為中小學(xué)人工智能教育建設(shè)行動中的智囊團,由咨詢委員會擔(dān)任,為主導(dǎo)者進言獻策。
政府是各國推進中小學(xué)人工智能教育建設(shè)最大的資金來源。不同于單獨的地區(qū)開展建設(shè)行動,全國范圍內(nèi)的中小學(xué)階段人工智能教育建設(shè)是一項長期且規(guī)模巨大的工作,從資源的開發(fā)直到后續(xù)更新與維護,均需要穩(wěn)定的資金支持。同時,人工智能教育作為新生的教育體系,在從無到有的建設(shè)過程中,資金需求無疑是海量的,單獨的企業(yè)或個人尚可填補某一階段的缺口,但從長遠(yuǎn)來看,其或難以供給后續(xù)建設(shè)行動所需的全部資金。鑒于對資金供應(yīng)既有量的要求又有穩(wěn)定性的考量,政府的資助往往最為可靠。
成立中小學(xué)人工智能教育專委會主導(dǎo)建設(shè)規(guī)劃是各國的普遍做法,權(quán)威性與專業(yè)性是專委會基本特征。專委會的確立往往經(jīng)由兩個步驟。第一步,政府委任相關(guān)機構(gòu)或部門開展本國中小學(xué)人工智能教育建設(shè)行動,政府將成為其權(quán)威性的有力背書。各國當(dāng)前入選機構(gòu)多為該國長期從事人工智能研究和推廣工作的大學(xué)、研究所、協(xié)會等。新加坡政府近年來啟動的“LEARN AI”項目,由新加坡國立大學(xué)主持,推進中小學(xué)人工智能教育體系的建設(shè)。同樣的,加拿大高等研究院推動了《泛加拿大人工智能戰(zhàn)略》的實施,其中包括了建設(shè)加拿大國家人工智能培訓(xùn)項目,推進加拿大人工智能人才培養(yǎng)體系的建設(shè)。至于部門,多指由不同的政府部門開展跨部門合作,負(fù)責(zé)建設(shè)行動。日本文部科學(xué)省與經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省負(fù)責(zé)開展人工智能教師培訓(xùn)、教學(xué)資源建設(shè)、教研活動等。在涉及鼓勵人工智能創(chuàng)新以及產(chǎn)生的個人數(shù)據(jù)的保護等方面則主要由日本內(nèi)閣府下屬部門聯(lián)合各部門直接負(fù)責(zé),以制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而對于中小學(xué)人工智能教育體系建設(shè)過程中設(shè)備的更換、技術(shù)的更新則由日本總務(wù)省,最后內(nèi)閣官房下屬部門聯(lián)合其他部門進行統(tǒng)籌規(guī)劃。第二步,組建中小學(xué)人工智能教育專委會。由第一步確立的機構(gòu)或部門負(fù)責(zé)組織人工智能相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威,組建專委會,統(tǒng)籌建設(shè)規(guī)劃,機構(gòu)或部門本身的資質(zhì)與召集專家自身的威望則成為專委會專業(yè)性的保證。
中小學(xué)咨詢委員會是為中小學(xué)人工智能建設(shè)提出建議的輔助者,多方參與是其重要特征。開展中小學(xué)人工智能教育的建設(shè)目的是為了應(yīng)對當(dāng)前不斷崛起的人工智能對于社會的諸多影響,賦能學(xué)習(xí)者以迎接人工智能帶來的挑戰(zhàn)。為此,中小學(xué)人工智能建設(shè)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)緊密聯(lián)系實際,展望人工智能的未來發(fā)展。為補全專委會在制定規(guī)劃時欠缺的考慮,咨詢委員會應(yīng)運而生。中小學(xué)人工智能咨詢委員會多由來自不同社會層面的代表人物組成。當(dāng)前,各國咨詢委員會的組成中以兩類代表最為常見,一是企業(yè)代表,二是高校代表。其中,企業(yè)代表往往從社會勞動力需求的層面為建設(shè)規(guī)劃提供相關(guān)的參考,而高校代表則基于其對人工智能教育開展的多年研究為規(guī)劃的優(yōu)化與完善提出意見。新加坡國立大學(xué)號召新加坡本土人工智能研究機構(gòu)、企業(yè)等層面的代表人物組建建設(shè)咨詢委員會。日本政府號召索尼、日本學(xué)術(shù)會、慶應(yīng)大學(xué)等社會各界組建人工智能咨詢委員會,為日本中小學(xué)人工智能教育的建設(shè)建言獻策。
雖然各國基于需求的異同,在中小學(xué)人工智能教育的課程建設(shè)方面發(fā)展出了各自特色,但依舊存在著一定的共性特點。本文主要研究各國在中小學(xué)人工智能教育課程建設(shè)中課程目標(biāo)的設(shè)立、課程內(nèi)容的制定以及課程具體實施三方面的特點。
課程目標(biāo)體系是建設(shè)規(guī)劃中對于當(dāng)前學(xué)習(xí)者的需要、社會的需要以及人工智能學(xué)科本身發(fā)展的系統(tǒng)性考慮??v觀中小學(xué)階段的課程體系,世界各國人工智能教育課程在具體目標(biāo)內(nèi)容上則呈現(xiàn)出人工智能認(rèn)知與能力并重的特點。多層次的目標(biāo)體系由學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平的發(fā)展規(guī)律以及人工智能知識體系本身的學(xué)習(xí)難度決定。人工智能學(xué)科部分內(nèi)容對學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平要求較高,并不適合設(shè)置于低齡階段。為此,各國在中小學(xué)按照不同年齡階段的認(rèn)知水平特點分設(shè)了一連串課程目標(biāo),在目標(biāo)實現(xiàn)難度上逐層遞進。目標(biāo)體系的設(shè)立為各階段教學(xué)機構(gòu)開展人工智能課程編制、實施提供了相應(yīng)的指導(dǎo),將人工智能人才的培養(yǎng)落實到了一系列由易到難的步驟中。在具體課程目標(biāo)的內(nèi)容上,低年齡段一般為幼兒園到小學(xué)階段,學(xué)生以了解人工智能基本概念與掌握簡單的人工智能技術(shù)為主,例如數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)集的概念、人工智能是什么、該如何創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)集合等;稍大一些的年齡段,多為初中階段到高中階段,課程目標(biāo)逐漸要求學(xué)生形成對于人工智能完整的認(rèn)知,具體要求包括思考人工智能的局限性是什么、相關(guān)算法的掌握等,同時要求學(xué)習(xí)者能夠設(shè)計簡單的人工智能模型。
在美國“K—12 人工智能教育行動”中,中小學(xué)人工智能課程目標(biāo)分為兩類:1.學(xué)習(xí)目標(biāo)(Learning Objective),學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)應(yīng)該能夠做什么;2.長期理解(Enduring Understanding),學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)應(yīng)該知道什么。學(xué)習(xí)目標(biāo)描述了學(xué)習(xí)者經(jīng)過學(xué)習(xí)后所具備能力,具體到了學(xué)習(xí)者能夠直接表現(xiàn)出來的實際行為;長期理解確定了學(xué)習(xí)者經(jīng)過學(xué)習(xí)后所應(yīng)當(dāng)理解的有關(guān)于人工智能的概念、與其他學(xué)科的區(qū)別等認(rèn)知層面的變化。行動又根據(jù)不同年齡階段學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特點,將兩類目標(biāo)按照不同的年齡階段劃分為四階段目標(biāo),包括了K—2 年級、3—5 年級、6—8 年級、9—12 年級。下表為部分教學(xué)目標(biāo):
相近的課程目標(biāo)設(shè)置同樣出現(xiàn)在了新加坡。該國對于中小學(xué)不同階段的人工智能學(xué)習(xí)者們同樣分設(shè)了目標(biāo)。針對9—12 歲的兒童,要求學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)后能夠掌握基本的編程概念,知道現(xiàn)代人工智能技術(shù)的應(yīng)用。最后,學(xué)習(xí)者需要開發(fā)一個簡單的人工智能游戲作為課程最終作品。而針對13 歲以上的青少年設(shè)立的課程目標(biāo),則更偏向于人工智能的哲學(xué)思辨、問題解決思維的鍛煉與人工智能的實際應(yīng)用。
課程內(nèi)容是課程目標(biāo)的具體化,各國建設(shè)團隊依據(jù)課程目標(biāo)選擇相應(yīng)的知識構(gòu)成了中小學(xué)階段的人工智能課程內(nèi)容。從當(dāng)前各國中小學(xué)階段的人工智能課程來看,不同國家的課程內(nèi)容不盡相同,機器學(xué)習(xí)是其中的熱門,而豐富性是其共同的特點。機器學(xué)習(xí)當(dāng)前普遍被各國認(rèn)為是學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)掌握的人工智能技能。而在中小學(xué)階段,學(xué)習(xí)者主要學(xué)習(xí)機器學(xué)習(xí)的基本概念與掌握簡單的應(yīng)用。至于豐富性的特點則源于人工智能本身的學(xué)科特性,作為一門學(xué)科,其知識體系具有跨學(xué)科的特點,各國在設(shè)置中小學(xué)階段的人工智能課程內(nèi)容時,注重遵循人工智能學(xué)科的跨學(xué)科特性,整合了不同學(xué)科的課程,最終形成了內(nèi)含不同學(xué)科課程的課程群,使得每個年齡段的學(xué)習(xí)者盡可能地接觸分屬不同學(xué)科的人工智能課程,增進學(xué)習(xí)者對于人工智能的全面認(rèn)知。另一方面,豐富性源于各國在中小學(xué)階段設(shè)置的認(rèn)知與能力并重的人工智能課程目標(biāo)。為達(dá)成目標(biāo),在課程內(nèi)容的教學(xué)安排上,主要有專講人工智能理論的理論課程以及項目化的實踐課程,兩相結(jié)合形成了理論與實踐并重的人工智能課程教學(xué)安排。
美國“K—12 人工智能教育行動”中,對于中小學(xué)人工智能課程內(nèi)容進行了詳盡的劃分,共分為了五大模塊。分別為:1.感知(Perception),指計算機通過傳感器感知世界;2.描述與推理(Representation&Reasoning),指計算機描繪世界并基于此理解與解決問題;3.學(xué)習(xí)(Learning),指機器學(xué)習(xí);4.自然交互(Natural Interaction),指人工智能自然地與人類進行交互活動;5.社會影響(Societal Impact),指人工智能對社會的產(chǎn)生的影響。五大模塊構(gòu)成了K—12階段學(xué)習(xí)者需要學(xué)習(xí)的人工智能課程內(nèi)容,每一個模塊又按照人工智能領(lǐng)域的特點進一步細(xì)分,最終的課程內(nèi)容體系設(shè)定符合學(xué)科內(nèi)在邏輯。下表為感知模塊具體課程內(nèi)容細(xì)分。
課程實施保障手段指課程實施過程中為保證中小學(xué)人工智能課程有效開展所采取的各種手段。人工智能作為專業(yè)性較強的學(xué)科,優(yōu)質(zhì)人工智能教育資源的建設(shè)需要專業(yè)人士的參與,并且由于中小學(xué)階段學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展水平的限制,資源需要針對性的開發(fā),上述原因致使資源的建設(shè)成本與難度相應(yīng)上升,如何更有效地開發(fā)并利用優(yōu)質(zhì)教育資源是保證中小學(xué)人工智能課程實施的重要一環(huán)。此外,人工智能學(xué)科本身的認(rèn)知難度較高,對學(xué)習(xí)者存在著一定學(xué)習(xí)門檻,如何確保中小學(xué)階段學(xué)習(xí)者切實的完成人工智能課程的學(xué)習(xí)是保證中小學(xué)人工智能課程實施的關(guān)鍵因素。為克服在中小學(xué)階段人工智能教育開展的過程中遇到的兩大問題,各國正在積極地開發(fā)在線教材并大量采用人工智能技術(shù)實現(xiàn)智能化教學(xué),以提升優(yōu)質(zhì)教育資源的利用率與教學(xué)開展的效率。
1.開發(fā)在線化、信息化的教材提升中小學(xué)人工智能教育資源利用率
教材的開發(fā)是課程實施的重點。不同國家由于課程內(nèi)容的不同,開發(fā)出了種類繁多的教材,但是在形式上絕大部分國家不約而同地采用了在線化、信息化的形式。建設(shè)團隊對現(xiàn)有的人工智能教材進行信息化處理,而正在開發(fā)的新教材往往配套開發(fā)相應(yīng)的信息化版本,并統(tǒng)一建立在線的信息化資源庫,提供給教師與學(xué)習(xí)者使用。在線教材的形式,讓優(yōu)質(zhì)教育資源得至廣泛的傳播,盡可能多地服務(wù)更多的人員。
芬蘭政府鼓勵相關(guān)企業(yè)與高校參與人工智能教育資源的制作,在中小學(xué)階段的普及化教育取得了相當(dāng)?shù)某晒?。美國“K-12 人工智能教育行動”出臺了“AI4K12”在線平臺,對美國現(xiàn)有的人工智能教育資源進行了整合,同時對現(xiàn)有的實體資源諸如教科書等進行了信息化處理,建立了面向全美50 個州的免費資源庫。通過建設(shè)在線平臺,各國有效地將現(xiàn)有的人工智能教育資源進行了整合,為全國各地開展中小學(xué)人工智能教育提供了資源上的支持。
2.人工智能技術(shù)提升人工智能教學(xué)效率
中小學(xué)人工智能教育中,人工智能不僅作為教學(xué)內(nèi)容受到重視,同樣的,作為新時代的信息技術(shù),人工智能對教育也產(chǎn)生了長足的影響。統(tǒng)觀當(dāng)前各國的建設(shè)規(guī)劃與實踐,積極采用人工智能技術(shù)與設(shè)備改造教學(xué)過程提升教學(xué)效率是普遍做法。技術(shù)的應(yīng)用幫助人工智能教育更為智能化,一定程度上減輕了教師教學(xué)的負(fù)擔(dān)并促進了學(xué)生的學(xué)習(xí),而設(shè)備的裝配則是人工智能技術(shù)得以發(fā)揮作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。
日本對于中小學(xué)人工智能教育環(huán)境的建設(shè)有著明確目標(biāo)。《AI 戰(zhàn)略2019》中日本政府制定了關(guān)于低齡學(xué)習(xí)者購買、借貸、管理與更新相關(guān)電子信息設(shè)備的政策與指南,預(yù)期在中小學(xué)階段實現(xiàn)個人學(xué)習(xí)終端的普及。同時,對于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),政府制定了標(biāo)準(zhǔn)化保存與利用的基本方針。俄羅斯在本國人工智能戰(zhàn)略中提出,為提高教育服務(wù)的質(zhì)量,盡早發(fā)現(xiàn)能力突出兒童,運用人工智能技術(shù)促進認(rèn)知評估的自動化以及學(xué)習(xí)成果信息分析的自動化。美國“K—12 人工智能教育行動”的主導(dǎo)者人工智能促進協(xié)會(AAAI)2021 年舉辦了第十屆人工智能教育進展研討會,探討如何在教育中使用人工智能。美國麻省理工媒體實驗室開展的RAISE 項目同樣注重利用不同種類的人工智能技術(shù),增強學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。
我國自2003 年人工智能模塊首次加入《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》以來,經(jīng)過多年的修改與完善,建立了相對成熟的高中階段人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)。而與之相對的是在一線教學(xué)上,人工智能教育的實施情況并不理想。小學(xué)、初中教育階段的相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)至今未有發(fā)布,各級小初教育機構(gòu)人工智能教育建設(shè)尚處于自行摸索中,縱觀整個中小學(xué)階段,人工智能教育體系還未達(dá)成全面覆蓋。
在我國中小學(xué)階段人工智能教育的建設(shè)中,首先應(yīng)當(dāng)鞏固與推進高中階段人工智能課程的建設(shè),開展相應(yīng)的教學(xué)推廣活動,如人工智能普及講座、人工智能教學(xué)培訓(xùn)等,增進教育行業(yè)相關(guān)人員對于人工智能的理解,提升其對開展人工智能教學(xué)活動的興趣,引導(dǎo)一線教師進行人工智能教學(xué)活動。進一步推動人工智能教育在中小學(xué)階段的下沉,強調(diào)中小學(xué)人工智能教育在整個人工智能人才培養(yǎng)體系中的基礎(chǔ)地位,借鑒《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》建設(shè)小學(xué)、初中階段的人工智能的課程標(biāo)準(zhǔn)并出臺相關(guān)支持政策,指導(dǎo)各級小學(xué)、初中教育機構(gòu)開展人工智能課程的建設(shè)。
當(dāng)前,世界許多國家在建設(shè)中小學(xué)人工智能教育時皆有明確的主體進行規(guī)劃。與之相比,在高等教育階段,我國教育部成立人工智能科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專家委員會,負(fù)責(zé)規(guī)劃與協(xié)調(diào)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》的開展,至于中小學(xué)人工智能教育體系的建設(shè)卻尚未確立明確的建設(shè)主體。由于我國對于中小學(xué)階段人工智能教育體系規(guī)劃的制定者尚未明確,且支持政策尚未清晰,各地中小學(xué)人工智能建設(shè)規(guī)劃出現(xiàn)了“各管各事”“全國機構(gòu)林立”的特點。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計,自2019 年起,全國30多個省級行政區(qū)大多成立了本省的人工智能專委會主持本省中小學(xué)人工智能教育建設(shè)工作,不同地區(qū)的人工智能資源建設(shè)重復(fù),質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一,不利于資源的流通,也不利于建設(shè)工作的開展。
世界許多國家確立的建設(shè)主體可以為我國提供參考。應(yīng)當(dāng)積極發(fā)揮政府作用,效仿人工智能科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專家委員會,在全國層面上成立專家委員會,主持規(guī)劃全國各地中小學(xué)人工智能教育的建設(shè)行動,并由政府提供穩(wěn)定的資金支持。此外,應(yīng)當(dāng)注重開展多方合作,聯(lián)合各地各行業(yè)人工智能的相關(guān)組織組成咨詢委員會,充分利用各組織優(yōu)點,調(diào)動各地現(xiàn)有資源,為全國中小學(xué)人工智能教育的建設(shè)查缺補漏。我國各地各層面存在著數(shù)量相當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)人工智能相關(guān)機構(gòu),據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2021 年,全國各地有70 多所高等院校成立了人工智能學(xué)院、研究院等。此外,我國擁有著諸如海視康威、科大訊飛等優(yōu)秀的人工智能企業(yè),在明確主體的前提下,合理利用全國各地現(xiàn)有的人工智能建設(shè)成果,將會加快中小學(xué)人工智能教育的建設(shè)進度。
各國在中小學(xué)人工智能課程目標(biāo)的設(shè)置上,有著認(rèn)知與能力并重,逐層遞進、層次分明的特點。根據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》,我國高中階段人工智能課程目標(biāo)涉及對人工智能理論的理解,人工智能技術(shù)的應(yīng)用以及形成對人工智能的辯證認(rèn)識。當(dāng)前,課標(biāo)將中小學(xué)階段對學(xué)習(xí)者的人工智能培養(yǎng)目標(biāo)集中設(shè)置在高中階段。
為了減輕學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)壓力,保證課程目標(biāo)的落實,可以進一步拆分《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中人工智能模塊的課程目標(biāo),使之散入小學(xué)與初中階段,建立更為立體、層次分明的課程目標(biāo)框架。不同年齡階段設(shè)立符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的課程目標(biāo),穩(wěn)步構(gòu)建學(xué)習(xí)者對人工智能的認(rèn)識與能力。小學(xué)階段注重形成學(xué)習(xí)者對人工智能的感悟與基本了解,而初中階段則可以開始進一步培養(yǎng)學(xué)習(xí)者對人工智能的基本認(rèn)知與技能,高中階段學(xué)習(xí)者則可以嘗試發(fā)展較高層次的人工智能思維能力,圍繞人工智能開展創(chuàng)新活動。
各國在建設(shè)中小學(xué)人工智能教育過程中遵循著人工智能跨學(xué)科的特點,設(shè)置豐富的課程內(nèi)容。我國中小學(xué)人工智能教育在課程內(nèi)容設(shè)置上總體呈現(xiàn)出單一化、碎片化的趨勢,大部分地區(qū)中小學(xué)人工智能課程內(nèi)容僅停留在編程與機器人教育上。再者,不同年級之間課程內(nèi)容沒有銜接,學(xué)習(xí)者無法接受完整的人工智能教育培養(yǎng)。這就使得學(xué)習(xí)者對于人工智能的認(rèn)知片面化,不利于培養(yǎng)高水平的人工智能人才。
為此,我國在后續(xù)中小學(xué)人工智能教育課程的建設(shè)過程中,應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)人工智能跨學(xué)科的特點,積極建成更為多元的人工智能課程內(nèi)容,內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括但不限于計算機、工程學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識,注重形如機器學(xué)習(xí)這樣熱點的課程內(nèi)容的開發(fā)。此外針對不同的課程內(nèi)容開展不同的教學(xué)活動,在強調(diào)理論學(xué)習(xí)的同時給予學(xué)習(xí)者更多的實踐機會。值得強調(diào)的是,人工智能作為跨領(lǐng)域的學(xué)科,豐富的課程內(nèi)容需強調(diào)學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系,積極推動形如STEAM 教育等跨學(xué)科教育的開展。我國部分學(xué)者已經(jīng)開展了相關(guān)實踐并取得了一定的成果。例如,李天宇以課程實踐為例提出了基于STEAM 教育的中小學(xué)人工智能教育模式;中國人民大學(xué)附屬中學(xué)將人工智能教育與STEAM 教育相結(jié)合,構(gòu)建了“STEAM+人工智能教育”校本課程體系。
信息技術(shù)在中小學(xué)階段的應(yīng)用一直是熱點話題,我國《教育信息化2.0 行動計劃》中明確指出“持續(xù)推動信息技術(shù)與教育深度融合”“繼續(xù)深入推進三通兩平臺建設(shè)”。類似的要求在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中同樣存在,如“圍繞教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等迫切民生需求,加快人工智能的應(yīng)用”。人工智能作為專業(yè)性較強、學(xué)習(xí)門檻較高的學(xué)科,其在中小學(xué)階段實施得順利與否與當(dāng)?shù)亟逃|(zhì)量息息相關(guān)。然而我國不同地區(qū)間教育質(zhì)量尚未達(dá)成優(yōu)質(zhì)平衡,部分地區(qū)教育資源的建設(shè)能力、師資隊伍尚且存在差距,中小學(xué)人工智能教育的開展勢必將帶來新的教育質(zhì)量不平衡。同時,在中小學(xué)現(xiàn)有課業(yè)壓力下,如何提升人工智能教育的教學(xué)效率,同時盡量減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知壓力,同樣是無法避免的問題。
各國實踐中信息技術(shù)的使用為保障中小學(xué)人工智能教育的實施,解決可能會遇到的教育問題提供了有力支撐。在資源建設(shè)層面上,為預(yù)防各地區(qū)中小學(xué)人工智能教育質(zhì)量不平衡的產(chǎn)生,借助在線平臺等技術(shù),將優(yōu)質(zhì)資源信息化、在線化,建成面向全國的人工智能開放教育資源體系,提升優(yōu)質(zhì)資源的利用率,使得不同地區(qū)的學(xué)習(xí)者可以接觸到同樣優(yōu)質(zhì)的教育資源。在教學(xué)開展層面上,充分利用人工智能技術(shù),配備相應(yīng)的人工智能設(shè)備,推動“人工智能+教育”模式的發(fā)展,利用學(xué)習(xí)分析、智慧學(xué)伴等開展智能教育,在保證學(xué)校原有教學(xué)任務(wù)不受影響的前提下,提升中小學(xué)階段人工智能教育的教學(xué)效率。