中小學(xué)開展人工智能教育的挑戰(zhàn)、重點(diǎn)和策略

張珊珊 杜曉敏 張安然

摘要：開展人工智能教育是時(shí)代發(fā)展對(duì)于中小學(xué)教育提出的新要求。中小學(xué)人工智能教育的推進(jìn)，首先需要厘清人工智能教育的概念和內(nèi)涵，將人工智能的學(xué)習(xí)層面與應(yīng)用層面予以區(qū)分。人工智能教育在頂層設(shè)計(jì)、課程設(shè)置、課程內(nèi)容、教材開發(fā)、教學(xué)形態(tài)、實(shí)施路徑等方面均面臨著一系列挑戰(zhàn)。中小學(xué)人工智能教育，可以將課程資源建設(shè)、教育生態(tài)圈建設(shè)、智能化校園、人工智能技術(shù)的價(jià)值引導(dǎo)等作為實(shí)施重點(diǎn)?；趧?chuàng)新擴(kuò)散理論，對(duì)人工智能教育的認(rèn)知、說服、決策、執(zhí)行、確認(rèn)五個(gè)階段進(jìn)行了梳理。

關(guān)鍵詞：人工智能教育;挑戰(zhàn);創(chuàng)新擴(kuò)散;策略

中圖分類號(hào)：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步離不開科技創(chuàng)新和教育進(jìn)步。新世紀(jì)以來，信息技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)、新知識(shí)正在以指數(shù)形態(tài)迅速膨脹、加速生成，信息化對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐和引領(lǐng)作用日益凸顯，人們的生產(chǎn)、生活和思維方式都發(fā)生了明顯的變革。人工智能的發(fā)展已成為各個(gè)國(guó)家的重要戰(zhàn)略，各國(guó)都亟需培養(yǎng)一批人工智能人才，在中小學(xué)實(shí)施人工智能教育已成為國(guó)際社會(huì)發(fā)展的共同趨勢(shì)。發(fā)展人工智能教育已成為我國(guó)當(dāng)前的重要戰(zhàn)略任務(wù)。教育是面向未來的事業(yè)，承擔(dān)著為黨育人、為國(guó)育才的歷史使命，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有全局性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的作用，人工智能教育成為教育部門、學(xué)校亟需推進(jìn)的一項(xiàng)重要工作。

一、中小學(xué)人工智能教育概念辨析

當(dāng)前，人工智能教育有一系列相關(guān)概念，如人工智能教育、教育人工智能、人工智能+教育、智能教育、人工智能專題教育、人工智能學(xué)科教育、人工智能賦能教育、人工智能教育應(yīng)用、人工智能化教育等。雖然這些概念在內(nèi)涵和外延上有所異同，但是一般來說，按其內(nèi)容指向性，主要有三種闡釋：一是人工智能專項(xiàng)教育，是提升人的人工智能素養(yǎng)的泛學(xué)科性教育。主要指向人工智能學(xué)習(xí)層面， “培養(yǎng)學(xué)生人工智能的知識(shí)、原理，體驗(yàn)和實(shí)踐人工智能的技術(shù)，并運(yùn)用技術(shù)嘗試創(chuàng)新性解決實(shí)際問題的一種課程”[1]。人工智能教育是指將人工智能作為教與學(xué)內(nèi)容的教育型態(tài)，主要包括實(shí)施全民人工智能教育科普、在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，以及在高等教育開設(shè)人工智能專業(yè)培養(yǎng)高層次人才。培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能人才，是其重要使命[2]。二是教育人工智能，又稱為人工智能賦能教育、人工智能+教育等，這是對(duì)人工智能教育較為普適性的理解，是把人工智能技術(shù)作為改進(jìn)學(xué)校管理、教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的技術(shù)支持和核心方式，以提高管理效能、提高教學(xué)效率、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，主要指向于人工智能應(yīng)用層面，如基于人工智能技術(shù)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)、英語口語評(píng)測(cè)、作業(yè)批改、小助教以及校園建設(shè)等。第三種對(duì)于人工智能教育的理解則是對(duì)上述兩種闡釋的統(tǒng)整，既包括專題教育，更涵蓋人工智能技術(shù)在教育教學(xué)和管理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)和應(yīng)用的統(tǒng)一性。此外，由于人工智能教育還處在起步階段，許多中小學(xué)和社會(huì)機(jī)構(gòu)雖然都在嘗試開設(shè)不同的與人工智能相關(guān)的課程，但存在著不少誤區(qū)，如簡(jiǎn)單地把人工智能課程定義為計(jì)算機(jī)技術(shù)課程;把創(chuàng)客教育、STEAM教育等內(nèi)容完全移植到人工智能教育課程名下;把人工智能課程窄化為編程語言課程等等。

本文的研究重點(diǎn)為人工智能專項(xiàng)教育。在教育技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，已經(jīng)對(duì)人工智能教育有了一定的研究，這些研究主要探討人工智能的內(nèi)涵和外延、技術(shù)發(fā)展水平、教育應(yīng)用熱點(diǎn)、人工智能與STEAM課程的融合等。我國(guó)部分區(qū)域推進(jìn)人工智能教育的探索實(shí)踐方興未艾，但是相關(guān)的推進(jìn)模式、策略研究較少。本文將從中小學(xué)人工智能教育面臨的挑戰(zhàn)、實(shí)施重點(diǎn)等進(jìn)行分析，并基于“創(chuàng)新擴(kuò)散理論”模型，提出推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育的具體實(shí)施策略。

二、中小學(xué)人工智能教育面臨的挑戰(zhàn)

我國(guó)中小學(xué)人工智能教育政策始于2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確“人工智能成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)，應(yīng)逐步開展全民智能教育項(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、建設(shè)人工智能學(xué)科，以培養(yǎng)復(fù)合型人才，形成我國(guó)人工智能人才高地”。2018年4月，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》中提出，在中小學(xué)階段引入人工智能普及教育[3]。我國(guó)部分省市、中小學(xué)校已經(jīng)開始實(shí)施人工智能教育。2018年，是我國(guó)人工智能教育元年。2019年，教育部確定北京、廣州、深圳、武漢和西安五個(gè)區(qū)域?yàn)槿珖?guó)第一批人工智能教育試點(diǎn)落地城市。2020年，中小學(xué)人工智能教育呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢(shì)。但是，由于人工智能教育屬于新生事物，任何事物的發(fā)展都是曲折性和前進(jìn)性的統(tǒng)一，需要經(jīng)歷萌芽、發(fā)生、發(fā)展、成熟等發(fā)展階段。在人工智能教育發(fā)展的當(dāng)前階段，其規(guī)范性、統(tǒng)一性、完整性的缺失是一種客觀存在，需要理性認(rèn)識(shí)當(dāng)前人工智能教育所面臨的一系列挑戰(zhàn)。

（一）頂層設(shè)計(jì)需要具體化

國(guó)家層面已經(jīng)對(duì)中小學(xué)人工智能教育提出了明確要求?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》等文件提出了要在中小學(xué)開設(shè)人工智能課程等要求。2019年5月16日，陳寶生部長(zhǎng)要求“及時(shí)將人工智能的新技術(shù)、新知識(shí)、新變化提煉概括為新的話語體系，根據(jù)大中小學(xué)生的不同認(rèn)知特點(diǎn)，讓人工智能新技術(shù)、新知識(shí)進(jìn)學(xué)科、進(jìn)專業(yè)、進(jìn)課程、進(jìn)教材、進(jìn)課堂、進(jìn)教案，進(jìn)學(xué)生頭腦，讓學(xué)生對(duì)人工智能有基本的意識(shí)、基本的概念、基本的素養(yǎng)、基本的興趣”[4]。

部分區(qū)域已經(jīng)制定了在中小學(xué)開展人工智能教育的相應(yīng)政策，但是仍需國(guó)家層面制定引領(lǐng)性、規(guī)范性的政策。在宏觀層面，人工智能教育尚未真正納入國(guó)家、省、市、縣、校五級(jí)教育發(fā)展規(guī)劃，開展人工智能教育所需的經(jīng)費(fèi)、設(shè)施設(shè)備、師資等缺乏，在一定程度上制約了人工智能教育的普及;在微觀層面，雖然福建廈門、山東濰坊、山東青島、湖北武漢等地陸續(xù)出臺(tái)了人工智能教育政策，但是中小學(xué)人工智能教育的目的、內(nèi)容、實(shí)施路徑以及師資、設(shè)施、經(jīng)費(fèi)、評(píng)價(jià)等制度尚無規(guī)范性設(shè)計(jì)，人工智能教育的具體實(shí)施依然缺少政策性依據(jù)。

（二）課程設(shè)置缺少統(tǒng)一規(guī)定性

一方面，就國(guó)家層面而言，人工智能作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，雖然在綜合實(shí)踐活動(dòng)、高中信息技術(shù)等課程中有所涉及，但是尚未作為獨(dú)立設(shè)置的國(guó)家課程，并且也缺少專門的人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)，其課程地位仍然薄弱。另一方面，就區(qū)域?qū)用娑裕?017年，我國(guó)開設(shè)機(jī)器人課程、創(chuàng)客、編程等人工智能教育相關(guān)課程的初中學(xué)校已經(jīng)達(dá)到了93.49%[5]。部分地區(qū)對(duì)于人工智能教育已經(jīng)制定了區(qū)域性政策，如山東省濰坊市從2020年秋季學(xué)期起，在小學(xué)三年級(jí)和初高中起始年級(jí)開設(shè)人工智能常識(shí)課程;2020年覆蓋20%的學(xué)校，202 1年達(dá)到50%，2022年實(shí)現(xiàn)全面普及。義務(wù)教育階段3-8年級(jí)學(xué)生每學(xué)期學(xué)習(xí)時(shí)間不少于5課時(shí)[6]。從2020年下半年開始，山東省青島市在小學(xué)一至三年級(jí)每月開設(shè)1課時(shí)的人工智能視頻啟蒙課程;除初三和高三年級(jí)外，其他年級(jí)每月開設(shè)2課時(shí)的人工智能常規(guī)課[7]。但是區(qū)域推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育所涉及的開設(shè)年級(jí)、課時(shí)數(shù)、課程內(nèi)容等只是基于區(qū)域?qū)嶋H而制定，仍需從國(guó)家或省級(jí)層面做出統(tǒng)一要求。

（三）課程內(nèi)容和教材建設(shè)亟需加強(qiáng)

國(guó)家層面已經(jīng)對(duì)中小學(xué)人工智能教育內(nèi)容做出了相應(yīng)的要求。在2017年的普通高中信息技術(shù)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)中，無論是必修還是選擇性必修模塊中，均涉及了人工智能教育的相關(guān)內(nèi)容，如小學(xué)階段的算法與程序入門和機(jī)器人人門，初中階段的算法與程序設(shè)計(jì)和機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作，高中階段的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、開源硬件、三維設(shè)計(jì)等內(nèi)容?！吨行W(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》的“設(shè)計(jì)制作活動(dòng)（信息技術(shù)）”中，為3-9年級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)了“開源機(jī)器人初體驗(yàn)”“走進(jìn)程序世界”等主題類內(nèi)容。到2018年，我國(guó)已開發(fā)出十余種與中小學(xué)人工智能有關(guān)的課程、教程或教材[8]。總體來看，全國(guó)范圍內(nèi)的人工智能教育教材和教育內(nèi)容逐步走向科學(xué)化、合理化和本土化。但是，依然存在著一系列問題，如教材版本泛濫，教材質(zhì)量良莠不齊;教材編寫人員水平參差不齊，既有科研機(jī)構(gòu)、高校、中小學(xué)教師，也有企業(yè)人員;教材缺少合法性審查，大多數(shù)人工智能教材并未經(jīng)省級(jí)及以上教育行政部門審定;教材內(nèi)容單一，主要是專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能、自然語言處理、分布式人工智能等人工智能技術(shù);教育資源匱乏，雖然有的區(qū)域開發(fā)了多種人工智能教育資源，但是多為人工智能技術(shù)類內(nèi)容等，在學(xué)生培養(yǎng)方面導(dǎo)致智能素養(yǎng)培育有余，人文精神培育不足;教材內(nèi)容難度過大，部分教材是由企業(yè)開發(fā)，與學(xué)生認(rèn)知水平存在較大差距。

（四）教與學(xué)形態(tài)較為單一

人工智能作為一種新興的信息技術(shù)學(xué)科，其內(nèi)容具有復(fù)雜性和繁瑣性，如何改進(jìn)教與學(xué)的形態(tài)來引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)自覺性是關(guān)乎學(xué)習(xí)效果的重要問題。人工智能教育的教與學(xué)可以具有多元化形態(tài)，如依據(jù)人工智能教育活動(dòng)的制度化建設(shè)水平和組織行為水平，可以開展正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí);依據(jù)人工智能教育系統(tǒng)的運(yùn)行場(chǎng)所和空間標(biāo)準(zhǔn)，可以開展學(xué)校教育、家庭教育和社會(huì)教育。雖然部分學(xué)校已經(jīng)探索了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、STEAM等多元化的教與學(xué)模式，但是由于人工智能教育所具有的新生性和特殊性，教師的教與學(xué)生的學(xué)如何有機(jī)融為一體，如何提高教與學(xué)的有效性，如何有效利用智能平臺(tái)或教具提高課堂教學(xué)效率，如何實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)等一系列問題，依然有待于深入研究。

（五）實(shí)施路徑亟待多元化

當(dāng)前，中小學(xué)人工智能教育的實(shí)施主渠道是課堂。不同于其它學(xué)科教育，人工智能教育是基于時(shí)代最前沿技術(shù)的教育，這挑戰(zhàn)著信息技術(shù)等學(xué)科教師的終身學(xué)習(xí)能力，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)也是一種挑戰(zhàn)。中小學(xué)人工智能教育在實(shí)施路徑方面，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、體驗(yàn)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。但是，目前的人工智能教育實(shí)施路徑較為單一，以課堂教學(xué)為主，認(rèn)知的內(nèi)容比較多，體驗(yàn)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少。

三、中小學(xué)人工智能教育的實(shí)施重點(diǎn)

（一）加強(qiáng)課程資源建設(shè)

課程資源是開展人工智能教育的主要載體，課程建設(shè)既要符合國(guó)家創(chuàng)新人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略需求，又要尊重人工智能技術(shù)發(fā)展規(guī)律。目前，我國(guó)還沒有全國(guó)適用的中小學(xué)人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)審定的高質(zhì)量教材也比較缺乏，給學(xué)校開設(shè)人工智能課程造成了制約。因此，要加強(qiáng)國(guó)家和地方對(duì)人工智能課程的頂層制度設(shè)計(jì)，健全和完善人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和課程體系。既要加快組織開發(fā)專門的人工智能教育課程，也要將人工智能教育與現(xiàn)行的中小學(xué)課程相結(jié)合，在語文、科學(xué)、物理、信息技術(shù)等課程中增加人工智能相關(guān)內(nèi)容，讓人工智能新理念、新技術(shù)、新文化、新素養(yǎng)進(jìn)入中小學(xué)課程、教材、課堂和學(xué)生頭腦，讓學(xué)生逐步了解、掌握人工智能的相關(guān)知識(shí)和技能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)精神，提升信息素養(yǎng)，成為人工智能時(shí)代的合格公民。課程資源的內(nèi)容，可以在“人工智能”大概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行建構(gòu)，涵蓋人工智能發(fā)展歷程、人工智能技術(shù)及其在各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)中的應(yīng)用、人工智能基本原理和算法、人工智能故事、人工智能游戲、人工智能倫理等。人工智能教育課程的開發(fā)與實(shí)施要把握三個(gè)重點(diǎn)：一是融合性，人工智能是綜合信息技術(shù)、生物技術(shù)、哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、納米技術(shù)等多學(xué)科的交叉學(xué)科，中小學(xué)人工智能教育需要與數(shù)學(xué)、科學(xué)、生物、思想政治、信息技術(shù)、通用技術(shù)、美術(shù)等多學(xué)科實(shí)現(xiàn)融合;二是實(shí)踐性，人工智能的學(xué)習(xí)需要綜合運(yùn)用實(shí)踐、體驗(yàn)等多元化的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生多動(dòng)手、勤動(dòng)腦、多考察等;三是時(shí)代性，不同于教育的線性發(fā)展，人工智能具有指數(shù)性發(fā)展的特征，人工智能教育應(yīng)與人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展。此外，進(jìn)行人工智能教育實(shí)踐需要專業(yè)硬件的支撐，造價(jià)較高，需要綜合協(xié)調(diào)學(xué)校、企業(yè)、政府、科研機(jī)構(gòu)等共同參與，建設(shè)多方協(xié)同參與的優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享開放系統(tǒng)，為教育資源的配置提供堅(jiān)實(shí)的制度支撐和穩(wěn)定的資金支持，為人工智能教育落地實(shí)施提供現(xiàn)實(shí)條件。

（二）構(gòu)建人工智能教育生態(tài)圈

2015年5月22日，習(xí)近平在致國(guó)際教育信息化大會(huì)的賀信中提到， “構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)‘人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會(huì)”[9]。中小學(xué)人工智能教育的開展，可基于教育生態(tài)圈的理念，通過資源匯聚、市場(chǎng)化運(yùn)作等多種模式，采取建設(shè)區(qū)域性人工智能學(xué)習(xí)平臺(tái)、學(xué)習(xí)體驗(yàn)公共中心、青少年科學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室、研學(xué)中心、學(xué)習(xí)空間等方式，構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和個(gè)性化的人工智能教育生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)人工智能教育資源的共建共享，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)校、家庭和社會(huì)中處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知、學(xué)習(xí)、體驗(yàn)的有機(jī)統(tǒng)一。

（三）建設(shè)人工智能教師隊(duì)伍

人工智能時(shí)代，教師角色將由學(xué)習(xí)資源的傳播者變?yōu)閷W(xué)生成長(zhǎng)的引導(dǎo)者、學(xué)習(xí)過程的組織者和幫助者，需要精心設(shè)計(jì)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、自主學(xué)習(xí)并指導(dǎo)學(xué)生解決問題，這就要求教師必須具有AI教學(xué)平臺(tái)操作、問題解決策略、學(xué)生個(gè)別化指導(dǎo)、跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備和教學(xué)技能等能力。人工智能教育教師，還需要具備較高水平的人工智能專業(yè)素養(yǎng)?！督逃拷處煿ぷ魉?018年工作要點(diǎn)》提到，“啟動(dòng)‘人工智能+教師隊(duì)伍建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃，應(yīng)對(duì)新技術(shù)變革，探索信息技術(shù)、人工智能等支持教師決策、教師教育、教育教學(xué)、精準(zhǔn)扶貧的新路徑”。按照這個(gè)要求，第一，在師范院校等相關(guān)高校開設(shè)人工智能教育專業(yè)或課程，培養(yǎng)可承擔(dān)中小學(xué)人工智能教育的學(xué)科教師。第二，加強(qiáng)在職研修，依托教育部組織開展的教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0等，通過線上與線下相結(jié)合的混合式研修、校本研修等多元化模式，盡快提升人工智能教育教師專業(yè)化水平。第三，推動(dòng)人工智能技術(shù)與教師專業(yè)發(fā)展有機(jī)融合，構(gòu)建以校為本、基于課堂、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的教師信息素養(yǎng)培育新機(jī)制，促進(jìn)人工智能教師智能化教學(xué)水平提升。教師應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)的三層境界為主動(dòng)適應(yīng)的意愿、主動(dòng)適應(yīng)的實(shí)踐和主動(dòng)適應(yīng)的洞察力[10]。

（四）建設(shè)智能化校園

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》指出，要“建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)，利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革”[11]。學(xué)校是開展人工智能教育的主陣地，智能化校園能夠?yàn)槿斯ぶ悄芙逃_展提供更加現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景體驗(yàn)和環(huán)境支持。融合人工智能教育的智能化校園在建設(shè)過程中要充分考慮以下幾個(gè)方面：第一，校園智能文化建設(shè)，可通過隱性文化和顯性文化來實(shí)現(xiàn)人工智能理念、知識(shí)和技術(shù)等對(duì)學(xué)生的沉浸式教育。第二，校園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如攝錄像機(jī)、指紋虹膜識(shí)別、語音識(shí)別等智能設(shè)備選擇時(shí)，要充分考慮學(xué)生人工智能學(xué)習(xí)、體驗(yàn)實(shí)踐的需求，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)處處皆人工智能教育場(chǎng)景和課程資源;第三，智能設(shè)備的使用，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生使用智能化設(shè)備的引導(dǎo)，發(fā)揮人工智能對(duì)中小學(xué)生成長(zhǎng)的引導(dǎo)和促進(jìn)功能。有自主研發(fā)設(shè)計(jì)能力的學(xué)校，可以創(chuàng)設(shè)新的人工智能產(chǎn)品，為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展服務(wù)。

（五）重視人工智能技術(shù)的價(jià)值引導(dǎo)

人工智能成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的主要因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聚焦點(diǎn)，為社會(huì)建設(shè)帶來了新的機(jī)遇，同時(shí)人工智能發(fā)展的不確定性也為我們提供了一些潛在的新挑戰(zhàn)。

第一，學(xué)生核心素養(yǎng)的培育。人工智能時(shí)代，教育應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力、創(chuàng)新思維、與智能機(jī)器人交互的能力、情緒情感體驗(yàn)?zāi)芰?、人文關(guān)懷和文化傳承能力[12]。人工智能教育，通過對(duì)人工智能發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和未來方向以及人工智能基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法等內(nèi)容的認(rèn)知、體驗(yàn)與實(shí)踐，能夠引導(dǎo)學(xué)生既關(guān)注技術(shù)理性，又關(guān)注人本價(jià)值。人工智能能夠推動(dòng)學(xué)生的思維方式趨向思辨化、系統(tǒng)化、合成化。學(xué)生在了解、掌握和運(yùn)用信息技術(shù)、智能技術(shù)的同時(shí)，能夠增強(qiáng)對(duì)于未來社會(huì)發(fā)展及人才需求現(xiàn)狀的了解，體會(huì)人工智能與人類、社會(huì)和環(huán)境的關(guān)系，從而有助于學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新思維、合作能力、職業(yè)能力、終身學(xué)習(xí)、解決實(shí)際問題等能力的養(yǎng)成，激發(fā)學(xué)生形成適應(yīng)新時(shí)代的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力的內(nèi)在動(dòng)力，為適應(yīng)新時(shí)代新挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備。阿聯(lián)酋商業(yè)領(lǐng)袖賈法爾（Badr Jafar）認(rèn)為， “我們是利用技術(shù)的力量真正改善了世界、人類和我們?nèi)司迎h(huán)境的狀況，還是僅僅放大了我們?nèi)祟愖陨淼娜毕?，時(shí)間會(huì)揭曉答案”[13]。

第二，網(wǎng)絡(luò)和信息安全教育。人工智能的發(fā)展，在快速提高效率、推動(dòng)變革的同時(shí)，也模糊了人類物理空間和信息空間的界限，會(huì)產(chǎn)生一些安全問題，如網(wǎng)絡(luò)暴力問題的滋生、網(wǎng)絡(luò)欺詐行為以及信息泄露等;而且不法分子威脅和侵犯教育數(shù)據(jù)的攻擊性大、隱蔽性強(qiáng)，因此在收集和應(yīng)用教育數(shù)據(jù)的過程中要注意安全，防止泄露、濫用和誤用。開展人工智能教育過程中，要對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、規(guī)則意識(shí)等方面的教育，引導(dǎo)學(xué)生正確使用信息化和人工智能產(chǎn)品，確保人工智能能夠在中小學(xué)安全、可靠地發(fā)展。

第三，人工智能倫理教育。 “學(xué)生是有血有肉的人，教育的目的是為了激發(fā)和引導(dǎo)他們的自我發(fā)展之路”[14]。在不同價(jià)值觀、社會(huì)制度、思想意識(shí)形態(tài)和文化、法律等許多因素交互影響下，人工智能倫理問題引發(fā)了社會(huì)的廣泛關(guān)注。人工智能倫理問題應(yīng)作為人工智能素養(yǎng)內(nèi)容納入中小學(xué)人工智能教育范疇，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)、正確的人工智能教育倫理觀，對(duì)人工智能技術(shù)的非理性應(yīng)用可能帶來的負(fù)面效應(yīng)形成一定的認(rèn)知，發(fā)展促進(jìn)人工智能健康發(fā)展的使命感，在技術(shù)價(jià)值與倫理價(jià)值中尋找平衡。

四、基于創(chuàng)新擴(kuò)散理論的人工智能教育實(shí)施策略

1962年，美國(guó)創(chuàng)新及傳播學(xué)專家埃弗雷特·羅杰斯（E.M.Rogers）提出了“創(chuàng)新擴(kuò)散理論。埃弗雷特·羅杰斯認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)觀點(diǎn)、方法或物體被某個(gè)人或團(tuán)體認(rèn)為是“新的”的時(shí)候，它就是一項(xiàng)創(chuàng)新[15]。人工智能教育是一項(xiàng)綜合性的教育創(chuàng)新，屬于教育創(chuàng)新的范疇，將產(chǎn)生一種新的教育形態(tài)。人工智能教育的實(shí)施過程是人工智能教育創(chuàng)新的擴(kuò)散過程，即人工智能教育被個(gè)體或者組織認(rèn)識(shí)、接受和改進(jìn)的過程。創(chuàng)新的內(nèi)容包括人工智能教育制度建設(shè)、課程資源開發(fā)、師資培養(yǎng)等。

創(chuàng)新擴(kuò)散模型是對(duì)創(chuàng)新采用的各類人群進(jìn)行研究歸類的一種模型，它的理論指導(dǎo)思想是在創(chuàng)新面前，部分人會(huì)比另一部分人思想更開放，更愿意采納創(chuàng)新。這一模型將創(chuàng)新擴(kuò)散分為五個(gè)階段，即：認(rèn)知、說服、決策、執(zhí)行、確認(rèn)[16]。這五個(gè)階段也可視為人工智能教育的教育結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，這五個(gè)階段并不是每個(gè)階段都會(huì)出現(xiàn);五個(gè)階段不是相對(duì)獨(dú)立的，而是相互銜接的，沒有明確的邊界;階段順序不是一成不變的，如第二個(gè)階段和第三個(gè)階段，是可以調(diào)整順序的。

（一）認(rèn)知階段

海辛格（Hassinger，1959年）曾提出人們對(duì)于創(chuàng)新存在一種“選擇性認(rèn)知”現(xiàn)象，即個(gè)人在對(duì)某項(xiàng)創(chuàng)新有需求時(shí)，才會(huì)主動(dòng)去接觸創(chuàng)新的信息。需求是指當(dāng)一個(gè)人的期待高于現(xiàn)實(shí)狀況時(shí)，產(chǎn)生的失敗或者不滿足的狀態(tài)。只有當(dāng)一個(gè)人知道一項(xiàng)創(chuàng)新的存在，并對(duì)這項(xiàng)創(chuàng)新有了認(rèn)知和了解后，才可能會(huì)產(chǎn)生創(chuàng)新需求。創(chuàng)新的知識(shí)可以分為知曉性知識(shí)、原理性知識(shí)和如何使用的知識(shí)，即回答“是什么”“為什么”“怎么辦”三個(gè)根本性問題。知曉性知識(shí)是基礎(chǔ)，可以激勵(lì)個(gè)體去尋求原理性知識(shí)和如何使用的知識(shí)。基于此，在人工智能教育的初步推廣階段，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)于人工智能教育的認(rèn)知，可以通過專家講座、交流分享、參觀考察等形式，培樹校長(zhǎng)、教師、學(xué)生和家長(zhǎng)對(duì)人工智能教育形成清晰的知曉性認(rèn)知。

（二）說服階段

說服是指信息接收者在對(duì)于創(chuàng)新的知曉性知識(shí)的認(rèn)知的基礎(chǔ)上，個(gè)人態(tài)度的形成或改變;而說服不一定帶來與信息接受者所持態(tài)度一致的行為上的明顯改變。人工智能教育作為一項(xiàng)教育創(chuàng)新，其認(rèn)知屬性中的三個(gè)方面在這個(gè)階段顯得尤為重要。一是相對(duì)優(yōu)勢(shì)，即人工智能教育被認(rèn)為具有優(yōu)于其它教育的優(yōu)勢(shì);二是兼容性，即人工智能教育和校長(zhǎng)、教師、學(xué)生和家長(zhǎng)的教育價(jià)值觀、教育經(jīng)驗(yàn)、教育需求相一致的程度;三是復(fù)雜度，即人工智能教育被理解或開展的程度。這三個(gè)認(rèn)知屬性將直接影響校長(zhǎng)、教師、學(xué)生和家長(zhǎng)對(duì)于人工智能教育的接受程度，以及是否能自覺開展人工智能教育的教與學(xué)活動(dòng)。因此，說服的方式與策略要基于對(duì)于人工智能教育創(chuàng)新的三個(gè)認(rèn)知屬性的研判，可采取同伴說服的方式。在這個(gè)階段，同伴對(duì)于人工智能教育創(chuàng)新的認(rèn)知和接受是最能起到說服作用的，以破解態(tài)度與行為之間不一致所形成的認(rèn)知、態(tài)度和實(shí)踐的差距。

（三）決策階段

這個(gè)階段，是人工智能教育被接納或被否決的階段。接納，則順利實(shí)施;拒絕，則難以推進(jìn)。針對(duì)被接納或被否決的不確定性，最好的解決方略是進(jìn)行試點(diǎn)。在根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行試點(diǎn)后，只要證明了人工智能教育所具備的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，大部分區(qū)域、學(xué)校及教育者或受教育者就易于選擇接受。開展人工智能教育試點(diǎn)工作，是促進(jìn)人工智能教育快速普及的方法之一。

（四）執(zhí)行階段

這個(gè)階段，是學(xué)校、教師在接受了人工智能教育創(chuàng)新，執(zhí)行人工智能教育政策和開發(fā)教學(xué)活動(dòng)的過程;在這個(gè)過程中，執(zhí)行者將實(shí)現(xiàn)從心理接受到行動(dòng)改變的過程。相對(duì)于教師個(gè)人以班級(jí)為單位開展人工智能教育試點(diǎn)而言，教育部門和學(xué)校在開展人工智能教育的過程中，會(huì)遇到更多的困難。因?yàn)樽鳛閳F(tuán)體組織的教育部門和學(xué)校，教育行政人員、專家、校長(zhǎng)、教師、家長(zhǎng)等都將參與人工智能教育的政策制定、課程標(biāo)準(zhǔn)的研制、教材的開發(fā)、教學(xué)模式的研究、教學(xué)評(píng)價(jià)等過程，而執(zhí)行者和決策者不可能是同一群人。組織結(jié)構(gòu)會(huì)為一個(gè)組織的穩(wěn)定和持續(xù)運(yùn)營(yíng)提供保障，但也可能成為一項(xiàng)創(chuàng)新在實(shí)施中的阻礙力量[17]。教育部門、學(xué)校需要協(xié)調(diào)有關(guān)人員形成人工智能教育認(rèn)知和執(zhí)行的一致性，達(dá)成教育共識(shí)。創(chuàng)新在傳播過程中會(huì)實(shí)現(xiàn)“再發(fā)明”，“在創(chuàng)新的接受和實(shí)施過程中，使用者改變和改良這項(xiàng)創(chuàng)新的程度”[18]，不斷得到改進(jìn)和演化。

開展人工智能教育的過程中，在教育政策、課程標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)規(guī)范等予以統(tǒng)一規(guī)范后，按照學(xué)校自主辦學(xué)的要求，應(yīng)賦予教育部門、學(xué)校、教師甚至是高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)對(duì)人工智能教育進(jìn)行再發(fā)明的權(quán)力;人工智能教育所涉及的各個(gè)要素均具有進(jìn)行再發(fā)明的可能。人們會(huì)突破思維定勢(shì)，重新審視人工智能教育再發(fā)明，更積極地參與人工智能教育的接受和推廣過程;當(dāng)人工智能教育創(chuàng)新應(yīng)用于相關(guān)人員實(shí)際所在的環(huán)境中時(shí)，個(gè)性化的思想會(huì)融人并孵化人工智能教育創(chuàng)新。

（五）確認(rèn)階段

人工智能教育在前期試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可能會(huì)因試點(diǎn)反映良好而繼續(xù)實(shí)施;也可以會(huì)因安全、倫理等問題而予以終止。羅爾斯認(rèn)為，創(chuàng)新的終止分為兩種類型：（1）取代，是為了接受更好的想法而拒絕另一種想法的決策;（2）醒悟，是對(duì)先前接受的創(chuàng)新表現(xiàn)不滿意，從而做出拒絕的決定[19]。人工智能教育的終止意味著這一教育創(chuàng)新的相對(duì)優(yōu)勢(shì)不明顯，與校長(zhǎng)、教師、學(xué)生和家長(zhǎng)的理念、認(rèn)知基礎(chǔ)不兼容，沒有被接納、認(rèn)可，更沒有轉(zhuǎn)化為常規(guī)教育教學(xué)的一部分。為保障人工智能教育不被終止，需要將人工智能教育確定為正規(guī)教育，提高人工智能教育地位，加強(qiáng)政策制定者與執(zhí)行者的溝通等多種策略。

五、結(jié)語

在中小學(xué)開展人工智能教育是時(shí)代發(fā)展的應(yīng)然要求，是教育現(xiàn)代化的必然要求，更是學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)的實(shí)然要求。本文對(duì)人工智能教育概念進(jìn)行了辨析，從專項(xiàng)教育的視角，對(duì)中小學(xué)人工智能教育進(jìn)行了界定，以幫助學(xué)校和教育工作者形成對(duì)于人工智能教育更為清晰的認(rèn)知。盡管當(dāng)前中小學(xué)人工智能教育的實(shí)施面臨著一系列的困境，但是在區(qū)域、學(xué)校范圍內(nèi)可以通過一系列措施來破解困境。如省、市教育部門可以出臺(tái)實(shí)施人工智能教育的地方性政策，對(duì)人工智能教育實(shí)施做好頂層設(shè)計(jì)，營(yíng)造政策性環(huán)境;加強(qiáng)人工智能教育課程建設(shè)，整合高校、科研院所、企業(yè)、中小學(xué)校等專家資源，聯(lián)合開發(fā)基于教育發(fā)展需求和學(xué)生認(rèn)知需求的人工智能課程;加強(qiáng)對(duì)人工智能課程教與學(xué)的模式研究，推出一批行之有效的教與學(xué)模式，大力宣傳推介;構(gòu)建人工智能教育生態(tài)圈，從“學(xué)校一社會(huì)一家庭”和“認(rèn)知一體驗(yàn)一實(shí)踐”等不同視角、不同維度創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)載體;強(qiáng)化人工智能教育激勵(lì)評(píng)價(jià)，通過政策、職稱、獎(jiǎng)勵(lì)等激勵(lì)性手段激發(fā)人工智能研究與教學(xué)的活力;為人工智能教育提供經(jīng)費(fèi)、師資、設(shè)施設(shè)備等基礎(chǔ)性保障。在人工智能教育實(shí)施過程中，要循序漸進(jìn)、由點(diǎn)及面、先試后推，并注重做好形勢(shì)研判、科學(xué)推進(jìn)。通過本研究，期待各級(jí)教育部門、學(xué)校能夠進(jìn)一步提高對(duì)開展人工智能教育的價(jià)值意蘊(yùn)的重視程度，強(qiáng)化理論和實(shí)踐研究，構(gòu)建起以發(fā)展為目標(biāo)、以實(shí)際為基礎(chǔ)、以特色為導(dǎo)向的中小學(xué)人工智能教育之路。

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作者簡(jiǎn)介：

張珊珊：博士，處長(zhǎng)，主任，研究方向?yàn)榻逃髷?shù)據(jù)研究運(yùn)用、考試評(píng)價(jià)改革（zhangshanshan@ncct.gov.cn）。

杜曉敏：博士，院長(zhǎng)，研究方向?yàn)榻逃畔⒒摺⑷斯ぶ悄芙逃╳fjcjydxm@163.co m）。

張安然：碩士，助理研究員，研究方向?yàn)榻逃芾恚▃hangar@ouchn.edu.cn）.①杜曉敏為本文通訊作者。