孫勇

（青島市市南區(qū)教育研究中心，山東 青島 266000）

2022 年11 月，Open AI 發(fā)布了生成式人工智能系統(tǒng)ChatGPT，其顛覆性的技術(shù)功能迅速引發(fā)社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，尤其是教育領(lǐng)域的專家學(xué)者們針對(duì)ChatGPT 賦能教育教學(xué)、變革育人方式展開了激烈的討論，相關(guān)研究也越來越豐富。而早在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》中明確指出：“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?！盵1]由此人工智能進(jìn)學(xué)校上升為國(guó)家戰(zhàn)略。面對(duì)ChatGPT 帶來的技術(shù)革新，中小學(xué)人工智能教育應(yīng)如何開展、人工智能教育如何發(fā)揮培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要作用？本文試圖從基礎(chǔ)教育一線教師視角，重新審視ChatGPT 的研發(fā)歷程及其取得成功的關(guān)鍵要素，并提出中小學(xué)開設(shè)人工智能教育課程的相關(guān)建議。

一、OpenAI取得成功的關(guān)鍵要素

自人工智能誕生之日起，人們就一直在試圖運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人類智能化，不論是早期的深藍(lán)、沃森，還是之后的阿爾法狗，都循序漸進(jìn)地從某種人類較為單一的智能領(lǐng)域入手，模仿并實(shí)現(xiàn)人類的部分專用智能，其本質(zhì)上均屬于ANI（Artificial narrow intelligence：專用人工智能）的范疇。而作為人工智能皇冠上的寶珠AGI（Artificial general intelligence：通用人工智能）一直以來都是專家們可望而不可即的，直至OpenAI 研發(fā)出ChatGPT，標(biāo)志著人類在通用人工智能領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。成功研發(fā)ChatGPT 程序的是一家叫OpenAI 的非營(yíng)利組織，其成立于2015 年，以推動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展，造福人類為目標(biāo)，其初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)甚至承諾開源自己的研究成果和相關(guān)技術(shù)?；仡橭penAI 發(fā)展歷程，不難看出，它的成功得益于以下幾個(gè)關(guān)鍵要素：

（一）目標(biāo)堅(jiān)定：始終以實(shí)現(xiàn)通用人工智能為目標(biāo)

OpenAI 的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)以實(shí)現(xiàn)通用人工智能為目標(biāo)，雖然困難重重，但這一目標(biāo)自始至終沒有改變，為堅(jiān)守這一理想，OpenAI 的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)決定采用非營(yíng)利模式作為團(tuán)隊(duì)組織模式，以最大限度地保持初心，不受資本干擾，確保發(fā)展過程中的獨(dú)立性，可以說，這種矢志不渝的堅(jiān)定，是OpenAI 在人工智能領(lǐng)域取得成功的理念特征。

（二）跨界融通：集科研、工程和產(chǎn)品研發(fā)于一體

OpenAI 團(tuán)隊(duì)由一群頂尖的科學(xué)家和工程師組成，他們?cè)谌斯ぶ悄芩惴ā⑸疃葘W(xué)習(xí)、自然語言處理等方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。特別是ChatGPT 之所以能夠誕生，是因?yàn)镺penAI 在研究前沿理論的同時(shí)，還同步將理論成果迅速應(yīng)用于工程實(shí)踐，甚至通過技術(shù)實(shí)踐將其產(chǎn)品化商業(yè)化，這是一個(gè)跨界融通的組織，真正實(shí)現(xiàn)了從無到有，再到用的產(chǎn)學(xué)研一體化全流程創(chuàng)新。

（三）開放包容：開源模式致力于全人類共同進(jìn)步

OpenAI 創(chuàng)立的緣由之一，是創(chuàng)始人擔(dān)心谷歌等公司在人工智能領(lǐng)域的技術(shù)壟斷會(huì)對(duì)未來人工智能發(fā)展乃至人類發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。因此，OpenAI 在創(chuàng)立之初便承諾會(huì)開源和公布自身研究成果，雖然2019 年OpenAI經(jīng)歷了組織架構(gòu)調(diào)整，但是其開放包容的發(fā)展理念仍舊是其關(guān)鍵特征之一。OpenAI 致力于促進(jìn)人工智能技術(shù)的共享合作，積極與其他研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)開展合作，鼓勵(lì)其他人共同參與到人工智能的研究和應(yīng)用中來。這種開放合作的精神不僅促進(jìn)了人工智能技術(shù)的發(fā)展，也為OpenAI 贏得了廣泛的支持和認(rèn)可。

（四）反共識(shí)：獨(dú)創(chuàng)性是成功的結(jié)果更是其成功的原因

OpenAI 在研發(fā)ChatGPT 過程中，采用了與過往完全相反的技術(shù)路徑，這種反共識(shí)的獨(dú)創(chuàng)性是OpenAI 取得成功最明顯的標(biāo)志，也是最為重要的內(nèi)因要素。過去通用智能的發(fā)展路徑往往模仿或參照人類智能，即先從視覺開始，通過視覺的識(shí)別，慢慢學(xué)會(huì)推理，進(jìn)而形成符號(hào)，再發(fā)展為語言，最終形成知識(shí)體系，獲得通用智能。而OpenAI 則不同，它先是利用GPT 儲(chǔ)存獲得了大量知識(shí)，并以此為基礎(chǔ)，打造一套被稱為知識(shí)引擎的系統(tǒng)，再通過對(duì)系統(tǒng)喂送語料，進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，最終獲得自然語言處理能力?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士陸奇認(rèn)為：“ChatGPT 開辟了一種全新的人與數(shù)字世界的交互方式，為我們帶來了一種有效且適用于任何場(chǎng)景的交互工具?！盵2]

二、當(dāng)前我國(guó)中小學(xué)開設(shè)人工智能課程面臨的主要問題

以人工智能為代表的新一代智能技術(shù)的高速發(fā)展，預(yù)示著各國(guó)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求日益渴求，特別是基礎(chǔ)教育階段，世界各國(guó)都開始重視人工智能教育，根據(jù)“聯(lián)合國(guó)教科文組織的報(bào)告”（如表1 所示），[3]目前全球有14個(gè)國(guó)家或地區(qū)在中小學(xué)階段開設(shè)了人工智能相關(guān)課程。

表1 全球主要國(guó)家或地區(qū)開設(shè)人工智能相關(guān)課程情況

我國(guó)中小學(xué)階段的人工智能教育還處于起步階段，目前在課程定位、課時(shí)安排、師資建設(shè)、資源利用等方面還存在諸多問題。

（一）課程定位模糊不清

中小學(xué)人工智能教育的定位模糊，是目前最核心的現(xiàn)實(shí)問題。人工智能作為一門學(xué)科，其知識(shí)覆蓋面廣且處于快速發(fā)展和自我創(chuàng)新階段，很多關(guān)鍵問題還沒有形成共識(shí)。中小學(xué)階段實(shí)施人工智能教育有其必要性，但作為課程加以實(shí)施，缺乏適合學(xué)生學(xué)情和學(xué)校實(shí)際的切入點(diǎn)，特別是目前人工智能教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的相互邏輯還沒有完全打通，實(shí)施人工智能教育的目的不是單純地傳授技術(shù)知識(shí)和技能，而是要培育出類似OpenAI 初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)一樣的創(chuàng)新型人才，即要擁有獨(dú)立創(chuàng)新、開放包容、綜合能力和社會(huì)責(zé)任感。此外，在基礎(chǔ)教育階段開展人工智能教育往往需要借助課程為載體，但目前缺乏政策指引，諸如課程性質(zhì)、課程理念，課程目標(biāo)等關(guān)鍵問題尚缺乏明確的界定，這種整體定位的模糊性導(dǎo)致人工智能教育在實(shí)施過程中“無根可循”，難以系統(tǒng)全面開展。

（二）課程實(shí)施時(shí)間不足

在我國(guó)目前三級(jí)課程體系下，人工智能課程的開展往往僅能借助選修課、社團(tuán)課等零散時(shí)間，難以面向全員進(jìn)行普及，課時(shí)得不到保障，實(shí)施就缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性，對(duì)高質(zhì)量開展人工智能教育十分不利。同時(shí)，各地區(qū)情況千差萬別，缺乏規(guī)范性制度，人工智能教育難以落實(shí)。

（三）教學(xué)資源供給不力

人工智能的學(xué)習(xí)內(nèi)容有其特殊性，需要借助一定的智能硬件，通過實(shí)操體驗(yàn)，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)科素養(yǎng)，而目前人工智能教學(xué)硬件缺乏較為科學(xué)規(guī)范的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生的體驗(yàn)式項(xiàng)目化學(xué)習(xí)缺少有力的支撐。此外，教材、教案、學(xué)案、微課等教學(xué)資源相對(duì)不足，特別是可參照的高質(zhì)量教學(xué)資源缺乏，教師在教學(xué)實(shí)施過程中急需科學(xué)有效的研究指引。

（四）教師發(fā)展激勵(lì)不夠

人工智能作為新興研究領(lǐng)域，呼喚專業(yè)的教師隊(duì)伍，但是基層學(xué)校沒有人工智能教師崗位編制，教學(xué)任務(wù)往往需要由信息科技、科學(xué)、綜合實(shí)踐等相關(guān)學(xué)科教師兼任，這就存在教師專業(yè)培養(yǎng)及專業(yè)發(fā)展的兩難問題——在專業(yè)培養(yǎng)方面，其他學(xué)科教師往往需要花費(fèi)大量精力去學(xué)習(xí)，才能具備人工智能課程執(zhí)教能力。而專業(yè)發(fā)展方面，目前缺乏相關(guān)政策支持，教師兼崗發(fā)展存在顧慮，轉(zhuǎn)崗發(fā)展更是缺乏積極性。

三、中小學(xué)開設(shè)人工智能課程的思考與建議

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》明確了信息科技“基礎(chǔ)性、綜合性、實(shí)踐性”的課程性質(zhì)及其國(guó)家課程定位。同時(shí)，提出了人工智能、數(shù)據(jù)、算法等6 大邏輯主線和內(nèi)容模塊?？梢哉f，新課標(biāo)背景下，人工智能已經(jīng)成為信息科技的時(shí)代線索和關(guān)鍵內(nèi)容，承擔(dān)著落實(shí)培養(yǎng)信息科技學(xué)科素養(yǎng)的重要任務(wù)。也可以說，數(shù)字時(shí)代信息科技的一項(xiàng)重要任務(wù)就是通過體驗(yàn)、了解、學(xué)習(xí)、理解為代表的新一代智能技術(shù)，培養(yǎng)未來智能社會(huì)創(chuàng)新型人才。但是，中小學(xué)開展人工智能教育，如果僅僅依托信息科技課程，通過在傳統(tǒng)微機(jī)室里聽教師講解演示，觀看微課，探究自主學(xué)習(xí)，并利用電腦進(jìn)行簡(jiǎn)單操作的學(xué)習(xí)模式，對(duì)于學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)內(nèi)容來說，是非常不現(xiàn)實(shí)的，更是不科學(xué)的。學(xué)生需要通過大量的實(shí)操體驗(yàn)才能建構(gòu)起對(duì)人工智能的科學(xué)認(rèn)知，并真正理解人工智能相關(guān)概念，最終逐步形成智能素養(yǎng)。這恰恰與“具身認(rèn)知”理論的教育觀念相切合?！熬呱碚J(rèn)知”（embodiedcognition），也有學(xué)者翻譯為“涉身認(rèn)知”。[4]其核心含義主要是指人的身體在認(rèn)知過程中發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用；認(rèn)知是通過身體的體驗(yàn)及其行為方式而形成的。[5]傳統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)，堅(jiān)守身心二元論的觀點(diǎn)，身體對(duì)認(rèn)知的作用往往被忽視，但是具身認(rèn)知理論認(rèn)為，身體的體驗(yàn)對(duì)認(rèn)知也發(fā)揮著重要的作用，或者說，生理與心理之間有著明顯且強(qiáng)烈的關(guān)聯(lián)，生理體驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)心理認(rèn)知。

2023 年5 月，教育部辦公廳印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》明確指出：“推動(dòng)地方加強(qiáng)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，支持探索建設(shè)學(xué)科功能教室、綜合實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、教育創(chuàng)客空間等，開展教學(xué)裝備配備達(dá)標(biāo)率、使用率監(jiān)測(cè)，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)正常開展。遴選一批富有特色的高水平科學(xué)教育和人工智能教育中小學(xué)基地?！笨梢哉f，在政策和學(xué)術(shù)的雙重支持下，當(dāng)前中小學(xué)迫切需要擁有一間與過往傳統(tǒng)微機(jī)教室相比，更加全面、更加智能的“信息科技教室”。綜上，面對(duì)人工智能教育在中小學(xué)實(shí)施過程中的諸多問題，結(jié)合人工智能教育自身特點(diǎn)及當(dāng)前最新政策理論的指引，筆者建議，應(yīng)基于“具身認(rèn)知”理念，從三大核心維度9 項(xiàng)關(guān)鍵領(lǐng)域入手（如圖1 所示），以培養(yǎng)學(xué)生“執(zhí)著鉆研、跨界綜合、開放包容、創(chuàng)新實(shí)踐”等素養(yǎng)能力為目標(biāo)，將人工智能教育明確為信息科技實(shí)驗(yàn)課程，以此推動(dòng)人工智能教育在中小學(xué)的高質(zhì)量開展。

圖1 基于具身認(rèn)知理論的中小學(xué)人工智能教育實(shí)施模式

（一）明確定位，系統(tǒng)推進(jìn)落實(shí)

結(jié)合人工智能需要實(shí)操體驗(yàn)的特點(diǎn)，將人工智能教育定位成信息科技實(shí)驗(yàn)課，從課程體系上從屬于信息科技課程，從而得到課時(shí)、課標(biāo)等相關(guān)政策保障；在授課內(nèi)容方面，要關(guān)注人工智能與信息科技課程其他主線的邏輯關(guān)系，在部分學(xué)段或年級(jí)將人工智能作為時(shí)代性特色內(nèi)容，加以突出體現(xiàn)；而在另外一些學(xué)段或年級(jí)，則要進(jìn)一步規(guī)劃好各個(gè)信息科技內(nèi)容模塊的授課內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息科技課程的“智能化升級(jí)”。這需要各地區(qū)、各學(xué)校，結(jié)合自身實(shí)際，組織教研人員和教師，依據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》制定明確的區(qū)本化、校本化課程實(shí)施方案，進(jìn)一步理清人工智能、信息科技和實(shí)驗(yàn)課三者之間的相互關(guān)系，明確相關(guān)課時(shí)和內(nèi)容安排，統(tǒng)籌開展實(shí)施信息科技課程。

（二）加強(qiáng)培訓(xùn)，激發(fā)研究活力

以實(shí)現(xiàn)信息科技教師隊(duì)伍智能升級(jí)為目標(biāo)，以信息科技教師為主要團(tuán)隊(duì)，基于具身認(rèn)知理論，組建人工智能教師工作坊，通過創(chuàng)意工坊的形式，打破原有講座式培訓(xùn)的藩籬，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室智能設(shè)備的具身體驗(yàn)和項(xiàng)目化實(shí)操，讓教師既當(dāng)學(xué)生又當(dāng)教師，優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)，讓培訓(xùn)內(nèi)容可以直接成為后期教師課堂上的授課內(nèi)容，讓教師在培訓(xùn)中學(xué)會(huì)上課，切實(shí)提升教師的人工智能執(zhí)教能力。同時(shí)，各級(jí)教研員要帶頭上示范課、引領(lǐng)課，通過課例展示的形式，讓教師直觀感受人工智能暨信息科技實(shí)驗(yàn)課應(yīng)如何上。同步開展優(yōu)秀課例研磨，積累過程性教學(xué)資源，匯聚編纂數(shù)字化教案、學(xué)案、課件、微課等教材資源，設(shè)立相關(guān)評(píng)優(yōu)評(píng)先獎(jiǎng)項(xiàng)，充分激發(fā)教師研究活力，實(shí)現(xiàn)教師團(tuán)隊(duì)專業(yè)化發(fā)展的良性循環(huán)。

（三）具身學(xué)習(xí)，夯實(shí)數(shù)字素養(yǎng)

基于具身認(rèn)知的人工智能學(xué)習(xí)，需要搭建一座能夠充分支撐學(xué)生動(dòng)手實(shí)操、具身體驗(yàn)的智能學(xué)習(xí)環(huán)境暨智能化的信息科技實(shí)驗(yàn)室。這就需要各地區(qū)結(jié)合自身實(shí)際，依據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》，結(jié)合當(dāng)前主流智能學(xué)習(xí)設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，從豐富師生具身學(xué)習(xí)體驗(yàn)的角度，研究制定信息科技實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并開展信息科技微機(jī)室升級(jí)或信息科技實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，進(jìn)而夯實(shí)硬件環(huán)境基礎(chǔ)。此外，學(xué)生的具身認(rèn)知需要以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的形式開展，需要為學(xué)生量身打造既能落實(shí)信息科技學(xué)科素養(yǎng)，又能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備優(yōu)勢(shì)功能，還能支撐學(xué)生項(xiàng)目化探究性學(xué)習(xí)的融合性項(xiàng)目化主題任務(wù)群，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，有章可循，有標(biāo)可依。綜上所述，人工智能作為新一代智能技術(shù)的執(zhí)牛耳者，是國(guó)家重要的發(fā)展戰(zhàn)略，更是未來人才培養(yǎng)的關(guān)鍵方向。基于《義務(wù)教育課程方案（2022 年版）》和《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》，依托信息科技課程，將人工智能作為實(shí)驗(yàn)課，納入信息科技課程體系，統(tǒng)籌實(shí)施和管理人工智能課程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，是行之有效的實(shí)施路徑。