如何建立人工智能人才貫通式培養(yǎng)通道

李香玉

人工智能被世界各國認(rèn)為是改變世界格局的新引擎，各發(fā)達(dá)國家都將人工智能作為科技發(fā)展的重要支撐。然而，當(dāng)前我國人工智能人才缺口巨大。AI賦能，教育先行。近兩年，多地發(fā)力推動(dòng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，不少高校也開設(shè)了人工智能專業(yè)。那么，在基礎(chǔ)教育和高等教育階段，如何建立人工智能人才貫通式培養(yǎng)通道，為我國培養(yǎng)當(dāng)前急需的人工智能優(yōu)秀人才？讓我們來聽聽人工智能領(lǐng)域?qū)＜业慕ㄗh。

《教育家》：近兩年，我國不少高校開設(shè)了人工智能專業(yè)，當(dāng)前高校的人工智能教育發(fā)展現(xiàn)狀如何？

吳飛：2018年7月，教育部印發(fā)《關(guān)于開展2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置工作的通知》。2019年3月，教育部公布了2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果，呼聲極高的人工智能被列入新增審批本科專業(yè)名單，當(dāng)年全國共有35所高校獲首批建設(shè)資格。實(shí)際上這與2017年7月《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》以及2018年4月教育部制定印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》形成了一套推動(dòng)我國人工智能人才培養(yǎng)的“組合拳”。在此基礎(chǔ)上，2020年教育部又批準(zhǔn)了180所高校新增人工智能本科專業(yè)。

高校采取了如下三種方式來設(shè)置人工智能本科專業(yè)：第一種是將人工智能專業(yè)設(shè)置在計(jì)算機(jī)系或計(jì)算機(jī)學(xué)院，即“脫胎”于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù);第二種是將人工智能專業(yè)設(shè)在新成立的人工智能學(xué)院;第三種是將人工智能專業(yè)設(shè)在以控制科學(xué)為主的學(xué)院。其中最多的是第一種。首批設(shè)置人工智能本科專業(yè)的35所高校所招收的該專業(yè)本科生今年9月即將進(jìn)入大學(xué)二年級(jí)，顯然目前還無法紓解我國人工智能人才緊缺這一窘?jīng)r。在過去一年里，人工智能專業(yè)的本科生主要進(jìn)行了通識(shí)課程的學(xué)習(xí)，今年9月才進(jìn)入本專業(yè)必修課程的學(xué)習(xí)，浙江大學(xué)人工智能專業(yè)的本科生將學(xué)習(xí)《人工智能導(dǎo)論》和《機(jī)器學(xué)習(xí)》。所以我認(rèn)為今年9月開始就會(huì)進(jìn)入出現(xiàn)問題和解決問題的階段，相信很多高校都已做好準(zhǔn)備。

教材是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，是師生教與學(xué)互動(dòng)的載體。人工智能本科專業(yè)人才培養(yǎng)最需要解決的問題是編寫高質(zhì)量的教材，如果不針對(duì)人工智能自身內(nèi)涵來編寫反映其特點(diǎn)的教材，仍然搬用計(jì)算機(jī)等專業(yè)教材，那么就沒有必要單設(shè)人工智能專業(yè)了。因此，2018年3月，高等教育出版社聯(lián)合國家新一代人工智能戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)在北京組織成立了“新一代人工智能系列教材”編委會(huì)，組織編寫有關(guān)人工智能基礎(chǔ)理論、算法模型、技術(shù)系統(tǒng)、硬件芯片和倫理安全以及“智能+”學(xué)科交叉等方面內(nèi)容的系列教材，以形成各具優(yōu)勢(shì)、銜接前沿、涵蓋完整、交叉融合具有中國特色的人工智能一流教材體系。目前教材編寫工作進(jìn)展順利，《人工智能導(dǎo)論：模型與算法》和《可視化導(dǎo)論》已于2020年5月出版，另有17本教材也在撰寫過程中。我們希望這批教材能夠?yàn)槲覈斯ぶ悄鼙究茖I(yè)人才培養(yǎng)起到積極作用。難能可貴的是，這批教材都會(huì)建立網(wǎng)上共享課程和對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以便讓優(yōu)質(zhì)教材發(fā)揮最大效益。

《教育家》：人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)僅靠高等教育恐怕不夠。中小學(xué)人工智能教育應(yīng)做好哪些“奠基”工作？

鐘柏昌：關(guān)于基礎(chǔ)教育的“基礎(chǔ)性”，一個(gè)重要體現(xiàn)就是為未來專業(yè)人才的培養(yǎng)“奠基”。2017年國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出在中小學(xué)階段要逐步推廣編程教育。隨后，在教育部發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，至少有6個(gè)模塊涉及編程內(nèi)容，程序設(shè)計(jì)教育的地位被空前強(qiáng)化。毋庸置疑，程序設(shè)計(jì)教育的回歸不是簡單的“走老路”學(xué)編程，而是有了新的內(nèi)涵和內(nèi)容。新的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)的計(jì)算思維是程序設(shè)計(jì)教育最為核心的部分;新的內(nèi)容，即以新內(nèi)涵為基礎(chǔ)拓展形成的人工智能教育，為程序設(shè)計(jì)教育提供了新的增長點(diǎn)。但我們必須看到，中小學(xué)人工智能教育要為人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)發(fā)揮穩(wěn)定的“奠基”作用，必須以國家課程為主陣地，開展系統(tǒng)性和普及性的教育。

就當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程框架而言，人工智能教育不太可能成為一門完全獨(dú)立的學(xué)科，而應(yīng)作為信息技術(shù)課程（或信息科技課程）的核心部分，可以設(shè)計(jì)專門的綜合性的人工智能模塊，也可以設(shè)計(jì)人工智能課程群（包括程序設(shè)計(jì)與算法、機(jī)器人、開源硬件設(shè)計(jì)、人工智能系統(tǒng)與核心算法等）。因此，提升中小學(xué)信息技術(shù)課程地位、提高師資質(zhì)量、確保開課課時(shí)，才能按質(zhì)按量地開展人工智能教育。

有利的是，經(jīng)過多年持續(xù)不斷的教育信息化和信息技術(shù)課程建設(shè)，我國大部分中小學(xué)校已具備開展程序設(shè)計(jì)等人工智能相關(guān)課程教學(xué)的師資和硬件條件。根據(jù)教育部公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國中小學(xué)信息技術(shù)教師數(shù)和教學(xué)用計(jì)算機(jī)數(shù)均有顯著增加。但在不同地區(qū)和學(xué)校，存在一定的失衡，尤其是城鄉(xiāng)差別、東西部差別依然明顯。此外，信息技術(shù)教師隊(duì)伍的整體專業(yè)水平還有進(jìn)一步提高的空間。

《教育家》：就當(dāng)前中小學(xué)智能教育發(fā)展現(xiàn)狀而言，您認(rèn)為存在哪些問題，該如何改進(jìn)？

鐘柏昌：首先，缺少義務(wù)教育階段的信息技術(shù)（或信息科技）國家課程標(biāo)準(zhǔn)。一些省份為了推動(dòng)人工智能教育，不得不在地方性課程綱要中納入人工智能相關(guān)內(nèi)容。然而，與國家課程相比，地方性課程的約束力較低，不利于提升課程和教師地位，課時(shí)被其他學(xué)科占用的問題較為突出。此外，地方課程標(biāo)準(zhǔn)也容易出現(xiàn)站位不高、要求不一的現(xiàn)象，不利于推動(dòng)人工智能教育的健康持續(xù)發(fā)展。因此，盡快在國家層面出臺(tái)包含人工智能教育在內(nèi)的義務(wù)教育信息技術(shù)（或信息科技）課程標(biāo)準(zhǔn)，不僅重要，而且必要。

其次，高中課程標(biāo)準(zhǔn)中存在設(shè)計(jì)缺陷。教育部最新發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“方案”）共設(shè)計(jì)了10個(gè)模塊，包含2個(gè)必修模塊、6個(gè)選擇性必修模塊和2個(gè)選修模塊，2個(gè)必修模塊共3個(gè)學(xué)分，每個(gè)選擇性必修模塊和選修模塊各2個(gè)學(xué)分。然而，信息技術(shù)課程的必修學(xué)分為3個(gè)學(xué)分，意味著學(xué)校只需要開設(shè)兩個(gè)必修模塊就足以滿足國家開課要求和學(xué)生畢業(yè)需求。作為非高考科目，缺少剛性的選修課時(shí)保障，普遍認(rèn)為選擇性必修模塊和選修模塊將難以開設(shè)。除課時(shí)不足之外，課程標(biāo)準(zhǔn)也存在“搶地盤”的嫌疑。例如，作為與信息技術(shù)課程并行的通用技術(shù)課程，在方案中，同樣設(shè)置了人工智能相關(guān)的課程，典型如“智能家居應(yīng)用設(shè)計(jì)”“機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作”等模塊。同屬技術(shù)類科目，未能統(tǒng)籌兼顧而重復(fù)設(shè)計(jì)相關(guān)課程，實(shí)屬遺憾。此外，由于缺少小學(xué)和初中階段的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)為參照，高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的研制只能建立在理論構(gòu)想的學(xué)生起點(diǎn)之上，難免與實(shí)際狀況存在差異;而各地開設(shè)的小學(xué)和初中信息技術(shù)課程同樣因缺少參照，課程內(nèi)容五花八門、低水平重復(fù)的問題較為突出。

最后，中高考政策對(duì)人工智能教育能否有效落地至關(guān)重要。根據(jù)我們之前的調(diào)查，高中信息技術(shù)課程模塊的開設(shè)受各省高考政策影響極大。信息技術(shù)課程在義務(wù)教育階段只是作為綜合實(shí)踐或地方課程的一部分，無法為中小學(xué)生系統(tǒng)的、持續(xù)的能力素養(yǎng)培養(yǎng)提供師資和課時(shí)保障，導(dǎo)致學(xué)生在高中階段知識(shí)基礎(chǔ)依然薄弱，尤其在計(jì)算機(jī)科學(xué)概念、程序設(shè)計(jì)基本思想和方法等方面缺乏積累，由此也導(dǎo)致高中階段的課程開設(shè)捉襟見肘，缺乏成熟學(xué)科的厚度。因此，除了信息技術(shù)課程進(jìn)高考之外，還應(yīng)盡快推出義務(wù)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，并推動(dòng)各地將信息技術(shù)課程或其核心模塊列入中考科目，使信息技術(shù)課程盡快成長為內(nèi)容連貫、學(xué)段銜接有序的成熟學(xué)科，從而為人工智能教育打下堅(jiān)實(shí)的課程基礎(chǔ)。

《教育家》：設(shè)置人工智能專業(yè)的高校與基礎(chǔ)教育共同探索人工智能人才貫通式培養(yǎng)，應(yīng)重點(diǎn)在哪里發(fā)力？

吳飛：縱向來看，關(guān)于高校與基礎(chǔ)教育共同探索人工智能人才貫通式培養(yǎng)，根據(jù)教育部發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》所編寫的教材將于今年9月正式啟用。新課標(biāo)里面有一類是信息技術(shù)，包括必修教材和選擇性必修教材，選擇性必修當(dāng)中有一門課叫《人工智能初步》，在必修1中，有一門課叫《信息與計(jì)算》，其中第五章就是人工智能及應(yīng)用?？梢钥闯?，我國在高中階段已經(jīng)設(shè)置了人工智能的相關(guān)課程，旨在引導(dǎo)高中生建立起信息技術(shù)素養(yǎng)，了解人工智能的基本概念和知識(shí)。作為選擇性必修4教材《人工智能初步》一書的主編，我個(gè)人理解，在高中階段，主要是做好人工智能或信息技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)的準(zhǔn)備工作，激發(fā)學(xué)生對(duì)這一專業(yè)的興趣。我們不能把大學(xué)的知識(shí)體系下移，而是向上托起高中生的信息技術(shù)素養(yǎng)，這也是信息社會(huì)的要求和趨勢(shì)。

橫向來看，高校里的人工智能人才貫通式培養(yǎng)，應(yīng)注意兩點(diǎn)，首先是強(qiáng)化本專業(yè)的內(nèi)核，其次是進(jìn)行通才培養(yǎng)，要讓培養(yǎng)的人才和其他專業(yè)的人才能夠保持話語渠道，有利于貫通任務(wù)的共同實(shí)現(xiàn)。比如從事人工智能的，也可能會(huì)涉及AI+化學(xué)、AI+生命、AI+環(huán)保等工作內(nèi)容。本科四年的學(xué)習(xí)不能僅僅為給某個(gè)企業(yè)定制化培養(yǎng)特定人才，而是培養(yǎng)掌握人工智能思維、理論和技術(shù)的人才，強(qiáng)調(diào)具備一種能力，而不是成為一個(gè)機(jī)器。

《教育家》：在人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)上，高校應(yīng)如何賦能基礎(chǔ)教育階段的學(xué)校？

吳飛：高校當(dāng)然要為基礎(chǔ)教育在人工智能貫通式人才培養(yǎng)上做出自己的貢獻(xiàn)，比如與高中信息技術(shù)教育共同編寫教材、培訓(xùn)高中信息技術(shù)教師、向高中生傳授一些人工智能的基本知識(shí)等。2020年1月，浙江省教育廳教研室組織了浙江省普通高中人工智能教學(xué)試點(diǎn)及人工智能技術(shù)研訓(xùn)活動(dòng)，全省130余名高中信息技術(shù)教研員及高中信息技術(shù)骨干教師前來參加，開啟了浙江省高中人工智能教育的新起點(diǎn)。2020年3月，浙江省基礎(chǔ)教育課程改革專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科組的專家們組織第一批受訓(xùn)教師成立了浙江省高中人工智能教育聯(lián)盟，為進(jìn)一步提高受訓(xùn)教師的專業(yè)水平，鞏固培訓(xùn)課程所學(xué)內(nèi)容，為下一階段的人工智能教育試點(diǎn)做好準(zhǔn)備，聯(lián)盟于3月23日-27日組織開展了“人工智能初步經(jīng)典機(jī)器算法”研訓(xùn)活動(dòng)，圍繞高中《人工智能初步》教材中的五個(gè)經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)算法，采用算法原理與實(shí)例相結(jié)合的方法展開培訓(xùn)。今后聯(lián)盟將持續(xù)性舉辦教師培訓(xùn)與相關(guān)活動(dòng)，豐富教學(xué)資源、遴選教學(xué)案例、改革教學(xué)方式，提升浙江省人工智能教學(xué)水平。

《教育家》：中小學(xué)需要高校如何賦能，以培養(yǎng)具有人工智能創(chuàng)新能力的學(xué)生？

鐘柏昌：首先是在師資配置方面，盡管中小學(xué)信息技術(shù)教師數(shù)量和質(zhì)量都在不斷增長，但依然缺乏具有扎實(shí)專業(yè)背景的人工智能教師，在培養(yǎng)學(xué)生的人工智能創(chuàng)新能力時(shí)顯得力有不逮。因此，我們呼吁有關(guān)高校加快專業(yè)課程體系的革新，通過校企合作等方式共建人工智能教育實(shí)驗(yàn)室，充實(shí)人工智能相關(guān)的師資和課程建設(shè)，為中小學(xué)人工智能教育提供源源不斷的優(yōu)秀師資儲(chǔ)備。其次是在人才培養(yǎng)的“出口”方面予以支持。要實(shí)現(xiàn)人工智能專業(yè)人才的貫通式培養(yǎng)，不僅需要貫通小學(xué)、初中、高中的培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容，還需要和高校相關(guān)專業(yè)對(duì)接。比如在招生錄取方面，對(duì)于將信息技術(shù)課程列入高考科目的省份、選考信息技術(shù)課程的考生，可以給予高校人工智能相關(guān)專業(yè)的優(yōu)先錄取資格;對(duì)于大多數(shù)未能將信息技術(shù)課程列入高考科目的省份，則可以考慮在高校招生序列中提供人工智能相關(guān)專業(yè)的招生通道，從而激勵(lì)部分學(xué)校和學(xué)生選修人工智能課程模塊。

當(dāng)前，教育部正在遴選建立普通高中新課程新教材實(shí)施國家級(jí)示范區(qū)和示范校，期待這些示范區(qū)和示范校在選擇性必修課程開設(shè)方面探出新路，與高校建立緊密關(guān)系，開拓人工智能創(chuàng)新人才貫通式培養(yǎng)新模式。