中小學(xué)人工智能課程群建設(shè)的一種跨領(lǐng)域開放框架

柳棟 馬濤 容梅 徐彤 陳美玲

摘要：我國選擇了人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的突破口之一，很多研究者已經(jīng)在中小學(xué)人工智能課程的建設(shè)與探索上做出了貢獻(xiàn)。隨著人工智能課程在中小學(xué)的推進(jìn)，課程建設(shè)中存在的問題日益顯現(xiàn)。該文從人工智能本體知識領(lǐng)域認(rèn)識出發(fā)，提出了中小學(xué)人工智能課程群建設(shè)一種可能的跨領(lǐng)域開放框架，分主干學(xué)科科目組、基礎(chǔ)學(xué)科科目組、應(yīng)用領(lǐng)域科目組，突破了單一學(xué)科實施途徑，力求充分發(fā)揮已有學(xué)校課程在智能時代可能的育人價值，彰顯人工智能課程的基礎(chǔ)性、跨領(lǐng)域特征。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)教育;人工智能課程;校本課程

中圖分類號：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、研究背景

一個國家的崛起，一方面依賴于國民素養(yǎng)不斷的提升，另一方面與社會生產(chǎn)力的變革密切關(guān)聯(lián)。人類社會自從發(fā)展到工業(yè)社會階段，蒸汽機(jī)、電氣、集成電路與網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)明，促進(jìn)了世界生產(chǎn)力的階段性飛躍。在現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)上的人工智能發(fā)展，已然成為引領(lǐng)下一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要契機(jī)。2019年5月16日，國際人工智能與教育大會在北京召開。國家主席習(xí)近平在賀信中明確指出：“培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命”[1]。

2017年國務(wù)院就發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確了發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)： “到2025年，人工智能基礎(chǔ)理論實現(xiàn)重大突破，部分技術(shù)與應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平，人工智能成為我國產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主要動力，智能社會建設(shè)取得積極進(jìn)展;到2030年，人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心”[2]。2019年4月11日，教育部發(fā)布了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，從前沿創(chuàng)新、人材培養(yǎng)、科技成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用提出了具體的行動目標(biāo)，明確指出了人工智能人材培養(yǎng)中專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)合性、教育體系的多層次[3]。

教育部發(fā)布2017版《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中將人工智能作為“選擇性必修”模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，能力目標(biāo)層次定為“通過本模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該了解人工智能的發(fā)展歷程及其概念，能描述典型人工智能算法的實現(xiàn)過程，通過開發(fā)簡單的智能技術(shù)應(yīng)用模塊，親歷設(shè)計與實現(xiàn)簡單智能系統(tǒng)的基本過程與方法，增強(qiáng)利用智能技術(shù)服務(wù)人類發(fā)展的責(zé)任感”[4]。基礎(chǔ)教育領(lǐng)域也在積極行動，各地已經(jīng)出版了多套中小學(xué)學(xué)段的《人工智能》教材。部分區(qū)域?qū)W校先行先試，在校本課程板塊中開出了自己的人工智能類選修課。根據(jù)我們有限的觀察，這些探索存在著這樣幾個特點(diǎn)：（1）這些課程和讀本在學(xué)習(xí)內(nèi)容上主要集中在信息技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的圖像識別、語音識別等技術(shù)手段的體驗活動，人工智能整體性特征沒有得到更為充分的考慮;（2）這些人工智能課程實踐常常因為學(xué)習(xí)者數(shù)學(xué)的準(zhǔn)備狀態(tài)跟不上，算法改進(jìn)在高中階段比較難以落實（3）人工智能課程執(zhí)教教師非常缺乏，學(xué)校常常運(yùn)用購買服務(wù)的方式，引入臨時性師資。

同時，在與人工智能從業(yè)人員的交流中發(fā)現(xiàn)，人工智能的具體運(yùn)用不但需要數(shù)學(xué)家在核心算法上的突破、IT科技人員的代碼實現(xiàn)，更需要從應(yīng)用領(lǐng)域的實踐出發(fā)明確應(yīng)用場景、激發(fā)并細(xì)化應(yīng)用需求。應(yīng)用導(dǎo)向的需求激發(fā)需要更多行業(yè)主動對接人工智能領(lǐng)域從業(yè)人員。同時在一些算法的設(shè)計上也面臨著諸多倫理與法律問題，有待我們認(rèn)真思考與解決。故而，筆者試圖從人工智能本體知識領(lǐng)域認(rèn)識出發(fā)，尋找中小學(xué)人工智能課程群建設(shè)一種可能的跨領(lǐng)域開放框架，力求突破單一學(xué)科實施途徑，充分發(fā)揮已有學(xué)校課程在智能時代可能的育人價值，以彰顯人工智能課程的基礎(chǔ)性、跨領(lǐng)域特征。

二、開發(fā)思路

在現(xiàn)代社會生活中，圖1反映了一類常見的問題解決大致流程，涉及人工智能的社會實踐也是類似。據(jù)此，在構(gòu)建中小學(xué)人工智能課程方案的時候，從探求人工智能領(lǐng)域本體知識結(jié)構(gòu)著手，依據(jù)人是社會發(fā)展最可寶貴的要素、人是學(xué)習(xí)的主體等基本理念[5]，遵循學(xué)習(xí)者發(fā)展的基本規(guī)律，從整體性視野出發(fā)來構(gòu)建中小學(xué)人工智能課程群，主要通過校本課程途徑實施。

之所以選擇“課程群”這個課程呈現(xiàn)形態(tài)，其一是因為人工智能本身是—個正在發(fā)展中的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，它的核心、構(gòu)成等要素處在—個不斷演進(jìn)的過程之中。具有相對穩(wěn)定構(gòu)架、科目動態(tài)演進(jìn)的課程群，能夠很好地應(yīng)對這類變化。其二，不同學(xué)校的物理條件、教師條件和學(xué)生發(fā)展形態(tài)，固然有其共性，但存在較大差異是科學(xué)合理的常態(tài)?！獋€新興領(lǐng)域的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為課程，要考慮兼容這些差異。

在課程開發(fā)的過程中，諸如“人工智能的邏輯起點(diǎn)是什么？”“它的知識結(jié)構(gòu)可能是怎樣的？”“在中小學(xué)課程框架中，人工智能究竟是單一學(xué)科實現(xiàn)，還是多學(xué)科廣域融合？” “若是廣域融合，那究竟會是什么樣子的”等等問題有待回答。盡管后現(xiàn)代課程觀強(qiáng)調(diào)教師與學(xué)生的共生與陪伴，但這是從關(guān)照學(xué)生個體成長的角度來看待課程。從學(xué)校教育的角度來說，泰勒的課程開發(fā)方式比較適合注意學(xué)生群體規(guī)?；⒄n程發(fā)展相對穩(wěn)定性的課程開發(fā)需求。故而，我們選擇了泰勒的課程開發(fā)框架（如圖2所示）作為本項目的基本方法路線。

三、開發(fā)過程：知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)規(guī)格與課程框架

（一）對中小學(xué)人工智能課程知識結(jié)構(gòu)的梳理

1.對人工智能領(lǐng)域發(fā)展的認(rèn)識

至今為止，就人工智能的定義與領(lǐng)域劃分尚未取得一致性的意見，形成穩(wěn)定的概念與分類。所以尋蹤溯源是我們第一步要做的工作。領(lǐng)域發(fā)展史和行業(yè)當(dāng)前歸類能夠給出相應(yīng)的啟示。

人工智能的思想源頭，或可追朔到17-18世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展時期，較為典型的是“人是機(jī)器”隱喻與各類精密的鐘表?，F(xiàn)代人工智能的發(fā)展基本伴隨著信息科技的發(fā)展而發(fā)展，從李理的《人工智能六十年技術(shù)簡史》[6]中，可以看到算法的創(chuàng)新和實現(xiàn)成本是人工智能發(fā)展的重要約束條件;同時伴隨著算力、應(yīng)用等方面的發(fā)展，人工智能的爆發(fā)也就是近10年來的事件。

鐘義信先生指出：“人工智能的研究目的，是要在理解自然智能（特別是人類智能）基礎(chǔ)上，創(chuàng)制具有一定智能水平的智能機(jī)器”[7]。這是人工智能課程開發(fā)的邏輯起點(diǎn)。在鐘先生的全信息理論中，目前人工智能所指代的事件相當(dāng)一部分屬于“智能信息處理”范疇，如表1所示。2017年，他著重強(qiáng)調(diào)在開展人工智能領(lǐng)域的探究與實踐中，不能夠?qū)⑾到y(tǒng)要素割裂開， “分而治之”相互獨(dú)立研究，要重視信息方法生態(tài)論這類整體性的思想方法。

中國信息通信研究院在《2018世界人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書》[9]中，從產(chǎn)業(yè)“存在”出發(fā)，將我們用“人工智能”這個詞匯所指代事物涉及的領(lǐng)域劃分為三層：基礎(chǔ)層、軟件算法層、應(yīng)用層，這三層包含了8大類、24小類的相關(guān)事物、事件，如圖3所示。目前計算機(jī)視覺、語音識別、自然語言處理、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等進(jìn)展領(lǐng)域，主要屬于圖3所示的應(yīng)用技術(shù)小類，其算法內(nèi)核則涉及算法理論小類。

西安交通大學(xué)鄭南寧院士梳理了西安交通大學(xué)人工智能本科專業(yè)的課程設(shè)置，構(gòu)建了由分屬3個類別的8個課程群構(gòu)成的本科專業(yè)課程體系[10][11]，如圖4所示。從西安交通大學(xué)、南京大學(xué)（周志華[12]，2019）兩所C9大學(xué)專業(yè)課程設(shè)置中，我們可以清晰地看到數(shù)學(xué)在人工智能教育中的重要性以及人工智能領(lǐng)域的跨學(xué)科特征，人工智能的核心意義相對明確，與各學(xué)科的邊界相對模糊。

2.對社會產(chǎn)業(yè)發(fā)展的認(rèn)識

人工智能不僅僅是實驗室的算法與論文，更是相關(guān)社會生活中的一個組成部分，涉及各個行業(yè)。我們從社會經(jīng)濟(jì)扎實基礎(chǔ)的廣義制造業(yè)出發(fā)，會豐富我們對人工智能領(lǐng)域知識結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

（1）制造業(yè)等長周期流程性社會行為

趙敏（中國發(fā)明協(xié)會常務(wù)理事，英諾維盛公司總經(jīng)理、正高級工程師）認(rèn)為制造的發(fā)展經(jīng)歷了“傳統(tǒng)制造”“現(xiàn)代制造”“智能制造”三類范式[13]、四個發(fā)展層級[14]，如圖5所示。從分級的指標(biāo)來看，在實踐中要考慮各種層級類型同時并存，要考慮不同組織中人造系統(tǒng)發(fā)展速率的差異性和發(fā)展的階段性。在廣泛的人力資源儲備與培養(yǎng)上，各類準(zhǔn)備要寬域兼容。

郭朝暉f原寶鋼研究院首席研究員）談到在推動智能化的過程中，非技術(shù)因素往往導(dǎo)致技術(shù)上的麻煩，這些因素，常常可以歸結(jié)到三種分離：戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)的分離，管理和技術(shù)的分離，運(yùn)行（OT）技術(shù)和信息技術(shù)（IT）的分離[15]。運(yùn)行技術(shù)與信息技術(shù)的分離導(dǎo)致項目做不好，產(chǎn)品開發(fā)不能真正滿足需求，導(dǎo)致研發(fā)和創(chuàng)新效率嚴(yán)重下降。究其原因：OT人員不習(xí)慣于把自己的思想表達(dá)成計算機(jī)可以實施的思想。而IT人員也不善于理解OT人員的真實需求。兩者之間的隔膜比想象中的要大很多。解決這個問題的辦法之一，是雙方向?qū)Ψ娇繑n，有更多的共同語言。但這樣做，只可以解決一些小的創(chuàng)新問題。另外一個辦法，就是培養(yǎng)新型的專業(yè)人才。他們就像企業(yè)架構(gòu)師一樣，成為IT和OT之間的橋梁。

人工智能領(lǐng)域的各類建設(shè)者、社會管理人員、行業(yè)用戶、市民用戶等等相互之間要有相互溝通的意愿與不同類型的溝通能力。人工智能（包括工業(yè)4.0、智慧城市等）其核心與信息技術(shù)密切關(guān)聯(lián)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了信息技術(shù)的狹窄領(lǐng)域。

（2）倫理問題

自從有人類以來，人與自我、人與他人、人與自然、人與自制品之間的相互關(guān)系，一直是我們認(rèn)知、權(quán)衡與抉擇的永恒主題。 “主體迷失、手段至上”是常見的迷思。這類迷思或是讓我們恐懼于未來的不確定性、或是讓我們沉溺于盲目的技術(shù)樂觀之中、或是在產(chǎn)品設(shè)計中無意中埋下災(zāi)難的可能等等。目前的隱私采集、生物密碼、不當(dāng)沉溺、數(shù)據(jù)泄露與決定權(quán)等等問題都涉及倫理考量。

Martin Hellman教授（ACM圖靈獎獲得者、斯坦福大學(xué)），在2019年第69屆諾貝爾獎得主大會演講中引用了愛因斯坦的話： “原子釋放出來的能量已改變了除我們的思維方式以外的一切，因此，我們正在走向空前的災(zāi)難”.指出最近在基因工程、人工智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的突破，更加速了人類倫理進(jìn)化的必要性。Martin Hellman教授說道： “如果我們中有足夠多的人致力于促進(jìn)人類的倫理進(jìn)化，我們不僅將能共同戰(zhàn)勝面臨的威脅;還將建立一個更和平、更可持續(xù)的世界，我們可以自豪地將其傳給后代”[16]。

倫理的考量，不能夠僅僅停留在“事后”，更需要通過各種各類教育，幫助從業(yè)人員能夠在一個事件啟動規(guī)劃、設(shè)計的時候，就能夠開始倫理方面的思考與把握。

3.可能的人工智能領(lǐng)域知識結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述兩個方面的梳理，人工智能領(lǐng)域的本體知識已經(jīng)不能夠簡單分類了，如“圖像識別、語音識別、基礎(chǔ)算法……”等分類法，或“基礎(chǔ)層、軟件算法、應(yīng)用層”這樣的分類，需要在一個整體的場域中來觀照人工智能領(lǐng)域知識的基本結(jié)構(gòu)。

蘇聯(lián)學(xué)者科林在研究信息科技的時候，運(yùn)用了知識譜系中的梳理方法，提出了信息科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科群大廈模型[17]。我們借鑒科林的方法，根據(jù)上述學(xué)習(xí)把人工智能的知識領(lǐng)域大致約化為下述房屋形簡圖，如圖6所示，主要分為基礎(chǔ)、主干、應(yīng)用3個層面。這個三層結(jié)構(gòu)，在人工智能的主干領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，向下挖掘到關(guān)聯(lián)性更為密切已有知識論領(lǐng)域，向上支撐了現(xiàn)實生活的具體應(yīng)用，比較明確地反映了人工智能跨學(xué)科、多領(lǐng)域的特征。其中根據(jù)鐘義信先生的界定，人工智能領(lǐng)域的發(fā)展，自然語言與重要的人工語言——數(shù)學(xué)是回避不了的基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域。

㈡對中小學(xué)人工智能課程學(xué)生培養(yǎng)規(guī)格的梳理

現(xiàn)在人工智能課程比較多的是針對尖子學(xué)生培養(yǎng)，但是我們在建設(shè)課程時一定要考慮課程的育人價值。中小學(xué)教育中人工智能課程，它的育人價值在哪里？是什么？它與未來公民的社會生活之間、與未來各行業(yè)職業(yè)人和未來人工智能從業(yè)人員之間究竟是怎樣的關(guān)系？人工智能這類復(fù)雜而綜合的領(lǐng)域在中小學(xué)如何把握實施的樣式、路徑與尺度等等問題，是在課程建設(shè)中我們需要直面的問題。

聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇》（2019年）闡明，在將21世紀(jì)技能融入其教育計劃時，各國需要定義“人工智能能力”而不是基本信息和通信技術(shù)能力，以便學(xué)習(xí)者可以使用計算方法和技術(shù)識別來解決具體的現(xiàn)實生活問題[18]。

從社會各類產(chǎn)業(yè)的就業(yè)情況來看，涉及AI專業(yè)人才大致可以分為以下三類（如表2.所示）：不管是在企業(yè)還是在專業(yè)知識機(jī)構(gòu)中，深入領(lǐng)域知識本質(zhì)的基礎(chǔ)型人才，涉及核心算法的創(chuàng)新與改進(jìn);IT產(chǎn)業(yè)大類中實現(xiàn)人工智能軟硬件所需的技術(shù)型人才，涉及人工智能軟硬件的加工制作;以及在其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的非rr專業(yè)人員，涉及人工智能技術(shù)的行業(yè)運(yùn)用。

從人工智能領(lǐng)域從業(yè)人員來看，高等教育是必備的歷程。那么我們基礎(chǔ)教育如何與高等教育銜接？這里面就涉及到知識、能力的發(fā)展與學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展規(guī)律之間的關(guān)系。從已經(jīng)看到的高校人工智能本科專業(yè)課程設(shè)置中，我們可以看到這個領(lǐng)域職業(yè)的復(fù)雜度和專業(yè)性。這個復(fù)雜度和專業(yè)性，基礎(chǔ)教育無法直接達(dá)成這個職能?；A(chǔ)教育所要做的是解析專業(yè)能力的構(gòu)成，從更為基礎(chǔ)的層面幫助學(xué)習(xí)者相應(yīng)的發(fā)展。針對這類未來走向的學(xué)習(xí)者，提供豐富的體驗機(jī)會幫助他們開拓視野與思路，打破人為的單一性知識分野，能夠逐步澄清自主學(xué)習(xí)的方法路徑、構(gòu)建屬于他們自己的知識體系粗略框架，促進(jìn)相關(guān)個體后續(xù)的深度探索。

從其他非IT行業(yè)的從業(yè)人員來看，未來行業(yè)的核心競爭力、生產(chǎn)力的提升，需要從行業(yè)內(nèi)部能夠去主動擁抱現(xiàn)代信息科技。同樣的，這類從業(yè)人員也需要打破人為的單一性知識分野，能夠從整體上把握問題，能夠有統(tǒng)合各門類知識技能來解決問題的意識?；A(chǔ)教育需要提供這樣的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。

現(xiàn)代信息科技已經(jīng)成為我們現(xiàn)實生活中眾多的條件要素之一。它既是我們?nèi)祟惖闹瞥善?，更是為了我們生活便利而存在。作為普通的公民如何正確與之相處，既不迷信、又不恐懼，而是與之和諧相處，提升生活的品質(zhì)？顯然，我們需要了解它，只有正確地了解人工智能的各個側(cè)面，才能夠打破迷思。所以對一般的社會公民來說，在基礎(chǔ)教育學(xué)段了解人工智能非常有必要。

對于未來的社會各行業(yè)從業(yè)人員，基礎(chǔ)教育學(xué)段要提供豐富的體驗機(jī)會，一是讓學(xué)生有必要的經(jīng)歷，二是幫助他們澄清興趣、深化興趣。他們經(jīng)歷各類高等教育走入職場后，或是成為能夠合理運(yùn)用人工智能新技術(shù)各行業(yè)的從業(yè)人員、或是成為IT領(lǐng)域合格的人力資源，其中的佼佼者或可創(chuàng)新核心算法。圖7反映的是我們在培養(yǎng)規(guī)格上三類指向的思考。這些思考可以歸納為一句話，那就是“中小學(xué)人工智能教育”要面向不同發(fā)展方向的學(xué)生。 “專業(yè)從業(yè)人員、各行業(yè)相關(guān)人員、普通市民”這樣的三類中小學(xué)人工智能課程培養(yǎng)規(guī)格，支持了不同學(xué)習(xí)者不同的發(fā)展方向。

（三）對中小學(xué)人工智能課程框架的梳理

依據(jù)上述討論，在基礎(chǔ)教育中落實人工智能領(lǐng)域的培養(yǎng)，要重視人工智能領(lǐng)域的跨界融合特征、要重視人工智能基礎(chǔ)性的特征。這意味著不能夠僅僅通過單一信息技術(shù)課程來落實對人工智能教育，要考慮現(xiàn)有課程方案框架下各類課程的作用。要在真實問題解決的前提下，整體思考。既要看到信息科技課程的主干作用，更要看到語文、數(shù)學(xué)、道德與法治、物理、化學(xué)、生物、技術(shù)、歷史、地理等學(xué)科在人工智能人材培養(yǎng)中的作用。僅僅停留在單一學(xué)科途徑上，不符合復(fù)雜性理論所揭示的事件運(yùn)行基本規(guī)律。

在課程建設(shè)中，首先需要確立的是學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)內(nèi)容。而確立這些，需要基于領(lǐng)域知識的認(rèn)識來構(gòu)建一個框架。依據(jù)上述的學(xué)習(xí)與認(rèn)識，本文構(gòu)建了一個中小學(xué)人工智能課程群跨領(lǐng)域開放的廣義框架。這個廣義框架，主要由三個部分組成：（1）主干學(xué)科科目組，圍繞計算機(jī)視覺、語音識別、檢索、機(jī)器人等主干領(lǐng)域設(shè)計相應(yīng)學(xué)習(xí)活動，豐富體驗、激發(fā)興趣;以期了解人工智能、激發(fā)深入學(xué)習(xí)的興趣。十個科目分布在小學(xué)、初中、高中三個學(xué)段。（2）領(lǐng)域應(yīng)用科目組，從物理、化學(xué)、生物、地理等學(xué)科領(lǐng)域出發(fā)，豐富體驗，嘗試從領(lǐng)域視角分析問題、探索人工智能介入與現(xiàn)實生活應(yīng)用的各種可能性。目前該科目組已經(jīng)開發(fā)的三個科目分布在初中、高中學(xué)段。（3）基礎(chǔ)學(xué)科科目組。從語文、數(shù)學(xué)、倫理等學(xué)科與領(lǐng)域出發(fā)，體驗減少歧義的表達(dá)樣式，探索簡單客觀事物中的規(guī)律，探討人工智能對于我們現(xiàn)實生活的兩面性。該科目組已經(jīng)開發(fā)的四個數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、語文基礎(chǔ)類科目集中在小學(xué)、初中學(xué)段，一個倫理類課目主要分布在高中學(xué)段。三個科目組與前述人工智能知識領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的映射關(guān)系如圖8所示。同時，“主干學(xué)學(xué)科科目組、領(lǐng)域應(yīng)用科目組、基礎(chǔ)學(xué)科科目組”構(gòu)成的中小學(xué)人工智能課程框架，突破了單一學(xué)科方式。

三、學(xué)校實踐路徑的思考

根據(jù)課程概念的內(nèi)涵與外延，我們也可以從“狹義一廣義”維度來審視中小學(xué)人工智能課程的學(xué)校實施路徑。

（一）狹義“人工智能”課程

聚焦于“人工智能主干領(lǐng)域”的中小學(xué)人工智能課程，幫助中小學(xué)生體驗圖像識別、語音識別等等現(xiàn)有的人工智能應(yīng)用，并從智能機(jī)器（俗稱“智能機(jī)器人”）等角度介紹相關(guān)的編程技能。個別高中人工智能課程則涉及到算法體驗和修改的學(xué)習(xí)內(nèi)容。可稱之為“狹義方式”的中小學(xué)人工智能課程。這種方式目前能夠得到教育外部的支持相對較多。

（二）廣義“人工智能”課程

由“主干學(xué)科、領(lǐng)域應(yīng)用、基礎(chǔ)學(xué)科”三類科目組構(gòu)成的中小學(xué)人工智能課程群，可稱之為廣義方式。這種方式能夠調(diào)動學(xué)校內(nèi)更多的教師參與到中小學(xué)人工智能課程的實踐中來。同時，能夠很好地運(yùn)用現(xiàn)有國家課程方案中“綜合實踐活動”版塊中的研究性學(xué)習(xí)、校本課程版塊落實教學(xué)實踐。

若考慮更為長遠(yuǎn)的發(fā)展，或需要從信息哲學(xué)出發(fā)，重新認(rèn)識我們已有各類學(xué)科和可能的跨領(lǐng)域?qū)嵺`活動。升級各類學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，重構(gòu)中小學(xué)課程體系。但從實踐的緊迫性來看，在當(dāng)下，廣義方式的中小學(xué)人工智能課程群，是一個既現(xiàn)實可操作，又具有一定前瞻性的選擇。北京圣陶教育發(fā)展與創(chuàng)新研究院《中小學(xué)人工智能課程》研發(fā)項目，目前已經(jīng)完成涵蓋小學(xué)、初中、高中三個學(xué)段，共3個科目組18個科目綱要、76課時的課時教案開發(fā)。同時考慮到未來推廣中各學(xué)校具體條件和培養(yǎng)規(guī)格上的差異，在課程群建設(shè)上遵循復(fù)雜性系統(tǒng)的規(guī)律，梳理出必要的課程框架，提供了必要的參考科目綱要，預(yù)留了各種發(fā)展的空間，便于選用學(xué)校根據(jù)不同實施條件、不同階段的認(rèn)識提升來進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)造性地建設(shè)自己的校本課程。課程群的開發(fā)也為相關(guān)單位在建設(shè)特定學(xué)習(xí)空間時，提供基本的學(xué)習(xí)活動樣式參考與學(xué)習(xí)需求約束建議。同時，我們期待根據(jù)更多學(xué)校的實踐反饋來修正、調(diào)整。

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作者簡介：

柳棟：中學(xué)高級教師，研究方向為中小學(xué)課程教學(xué)、科技教育、校本課程、教育信息化（beinglab@qq.com）。

馬濤：正高級教師，研究方向為中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科課程教學(xué)、教育信息化（3194@263.net）。

容梅：正高級教師，研究方向為中學(xué)地理學(xué)科課程教學(xué)、教育信息化、教師教育（shuying2@126.com）。

徐彤：秘書長，研究方向為中小學(xué)教育、教育信息化（xutongstone@163.com）.

陳美玲：執(zhí)行副院長，研究方向為教育信息化、教師教育（172708559@qq。com）。