主動學(xué)習(xí)，莫讓新瓶裝舊酒

謝作如

近年來人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，各種應(yīng)用悄然滲透到我們生活的各個方面，人類社會進(jìn)入智能化時代已成為必然。世界各國都意識到掌握領(lǐng)先的人工智能技術(shù)和培養(yǎng)智能時代的新型人才意義重大，紛紛開始重視人工智能在教育中的應(yīng)用以及人工智能人才的培養(yǎng)。我國也高度重視人工智能的教育應(yīng)用，2017 年國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（下面簡稱《規(guī)劃》），“人工智能教育”成為中小學(xué)的關(guān)注熱點(diǎn)，各種培訓(xùn)、教材和文章如雨后春筍般涌現(xiàn)。

2020年，全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽（NOC）組委會準(zhǔn)備增加“人工智能”方面的教師評比項目，并邀請我來設(shè)計項目規(guī)則。經(jīng)過多次的研討，我們最終將賽項名稱確定為“人工智能與創(chuàng)客教學(xué)活動課例”。2021年，我評審了數(shù)百項教師作品，為一些教師的精彩設(shè)計而興奮，也為一些“新瓶裝舊酒”的做法而遺憾，因而想借雜志的這次專題約稿，談?wù)勛约簩χ行W(xué)人工智能教育的一些理解和期待。

● 人工智能教育的不同內(nèi)涵

“人工智能教育”或者“智能教育”一詞，頻頻出現(xiàn)在各媒體和學(xué)術(shù)文章，成為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。但我們細(xì)讀相關(guān)文章就會發(fā)現(xiàn)，雖然都用相同的名詞，但不同作者想表達(dá)的意義卻相差甚遠(yuǎn)。經(jīng)過歸類，其含義大致可以分為兩類。

第一類：將人工智能作為學(xué)習(xí)工具

以《規(guī)劃》為例，其將“發(fā)展智能教育”作為一項重要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)要利用人工智能技術(shù)推動教育教學(xué)改革。從這一點(diǎn)的描述看出，文件中的“智能教育”類似教育技術(shù)領(lǐng)域常用的“智慧教育”（Smarter Educa?tion），關(guān)注的是如何從計算機(jī)輔助教學(xué)升級到智能教學(xué)系統(tǒng)，再到認(rèn)知計算驅(qū)動的超大規(guī)模智能教學(xué)系統(tǒng)（黃榮懷等，2019）。一般而言，“人工智能+教育”往往指的就是“智能教育”。

實際上，“智慧教育”一詞并非一個新名詞。早在十年前，祝智庭和賀斌在《智慧教育：教育信息化的新境界》一文中就已經(jīng)提出：智慧教育是經(jīng)濟(jì)全球化、技術(shù)變革和知識爆炸的產(chǎn)物，也是教育信息化發(fā)展的必然階段，是教育信息化的新境界、新訴求。并強(qiáng)調(diào)智慧教育需要以智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為技術(shù)支撐，以智慧學(xué)習(xí)為根本基石，以智慧教學(xué)法為催化促導(dǎo)。

第二類：將人工智能作為學(xué)習(xí)內(nèi)容

《規(guī)劃》還提出要“建設(shè)人工智能學(xué)科”，要“完善人工智能領(lǐng)域?qū)W科布局，設(shè)立人工智能專業(yè)，推動人工智能領(lǐng)域一級學(xué)科建設(shè)”。僅僅從字面上理解，“建設(shè)人工智能學(xué)科”和“人工智能+教育”顯然是兩個不同的方向。發(fā)展人工智能需要人工智能人才，而人工智能人才的培養(yǎng)需要經(jīng)過系統(tǒng)的知識學(xué)習(xí)，需要開設(shè)以學(xué)習(xí)人工智能知識為核心的課程，僅僅靠在教育中應(yīng)用“人工智能”肯定難以實現(xiàn)。因而，在2017年發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課標(biāo)》（簡稱《新課標(biāo)》）中，就增加了《人工智能初步》這一選擇性必修模塊。

本文無意對“人工智能教育”“智能教育”等名詞進(jìn)行界定，當(dāng)人工智能在中小學(xué)還無法作為一門獨(dú)立的學(xué)科進(jìn)行實施時，在教學(xué)中有意識地使用人工智能技術(shù)，無疑也是一種潛移默化的教育。但是不管從什么角度去看，二者的研究目標(biāo)和內(nèi)容都大相徑庭。在一些大型的教育教研活動中，標(biāo)題相同而內(nèi)容不同的講座、報告常常同時呈現(xiàn)，難免給聽眾一種概念混亂的錯覺。為了能在本文中指向清晰地闡述，我將“人工智能作為學(xué)習(xí)工具”稱之為“智能教育”，“人工智能作為學(xué)習(xí)內(nèi)容”則稱為“人工智能教育”。

● 人工智能教育中的“兼職”和“專任”教師

前面已經(jīng)提到，人工智能教育雖然重要，但目前為止并沒有作為一門獨(dú)立的國家課程進(jìn)行設(shè)置。那么，在中小學(xué)中能夠承擔(dān)人工智能教育的教師大致可以分為兩類，即關(guān)聯(lián)度不大的“兼職”教師和關(guān)聯(lián)度較大的“專任”教師。

我國教育部先后頒布了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》《教育部辦公廳關(guān)于開展人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點(diǎn)工作的通知》等文件，提出要“培養(yǎng)教師實施智能教育的能力”“開展教師智能教育素養(yǎng)提升行動”的目標(biāo)和舉措。既然任何一位老師都要具備“智能教育素養(yǎng)”，那么幾乎可以這樣認(rèn)定：所有的學(xué)科教師，都應(yīng)該是人工智能教育的“兼職”教師。

當(dāng)然，我們不能認(rèn)為這些“兼職”的學(xué)科教師，在自己的教學(xué)中使用了人工智能技術(shù)，或者涉及到相關(guān)的內(nèi)容，就認(rèn)為已經(jīng)在實施人工智能教育。例如，一位語文教師給學(xué)生提供的拓展閱讀文章中有關(guān)于人工智能的介紹，這和實施人工智能教育相差甚遠(yuǎn)。記得九十年代的初中語文教材中有一篇與電腦相關(guān)的說明文，我們不能認(rèn)為那節(jié)課就是一節(jié)信息技術(shù)課了。如果這樣去推導(dǎo)，任何一節(jié)用到文字的課都是語文課了。

本文提出的“專任”教師，是為了與“兼職”教師區(qū)別而借用的一個名詞，指的是其執(zhí)教的學(xué)科中，能夠加入與人工智能相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，或者本來就涵蓋了人工智能的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)興趣。人工智能教育“專任”教師是中小學(xué)實施人工智能教育的主要力量，如中小學(xué)的信息技術(shù)教師、綜合實踐活動教師，以及從事科技輔導(dǎo)的相關(guān)教師等。

對于高中來說，不僅信息技術(shù)課程的選擇性必修模塊中已經(jīng)有“人工智能初步”，必修模塊“數(shù)據(jù)與計算”中也增加了人工智能的內(nèi)容。將高中信息技術(shù)教師作為人工智能教育的“專任”教師，是名副其實的說法。義務(wù)教育階段雖然暫時還沒有設(shè)置國家課程，但很多省份也開設(shè)信息技術(shù)課，有專職的信息技術(shù)教師。從目前的調(diào)研數(shù)據(jù)來看，一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)已經(jīng)在小學(xué)和初中開設(shè)了人工智能課程，如上海。而這些課程幾乎都是由信息技術(shù)教師來執(zhí)教的。

● 人工智能教育“專任”教師的核心素養(yǎng)

聯(lián)合國教科文組織在發(fā)布的《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》報告中，將“提升教師的人工智能素養(yǎng)”作為構(gòu)建人工智能時代教育生態(tài)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。我國的相關(guān)文件中也在強(qiáng)調(diào)要“開展教師智能教育素養(yǎng)提升行動”?？梢?，智能教育素養(yǎng)既是人工智能時代教師的關(guān)鍵素養(yǎng)，更是推進(jìn)智能教育的核心保障。

無論是“人工智能素養(yǎng)”還是“智能教育素養(yǎng)”，都是針對智能教育而言。也就是說，關(guān)注的對象僅僅是“兼職”教師，而與“專任”教師無關(guān)。至于什么是“人工智能素養(yǎng)”，什么是“智能教育素養(yǎng)”，目前并沒有形成定論，在內(nèi)涵和外延方面都缺少較為權(quán)威的闡述。對于人工智能教育“專任”教師需要具備怎樣的核心素養(yǎng)，目前為止，幾乎沒有看到這方面的相關(guān)研究或者論述。

鑒于對教師的核心素養(yǎng)方面并無定論，我參考了中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)（簡稱“學(xué)生核心素養(yǎng)”）的框架和內(nèi)容。正所謂“己所不欲，勿施于人”，當(dāng)我們不斷在思考要“培養(yǎng)什么樣的人”這一問題時，同樣需要思考自身是否也擁有這些核心素養(yǎng)，尤其是作為教育者更需要具備同樣的核心素養(yǎng)。

學(xué)生核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與等三個方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新等六大素養(yǎng)。我在學(xué)生核心素養(yǎng)中選擇了“學(xué)會學(xué)習(xí)”“實踐創(chuàng)新”和“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”這三個維度，用來描述作為人工智能教育的“專任”教師需要具備的核心素養(yǎng)。

1.學(xué)會學(xué)習(xí)

雖然在2003年的《普通高中信息技術(shù)課標(biāo)》（簡稱《舊課標(biāo)》）中，已經(jīng)設(shè)置了“人工智能初步”模塊。但從實施情況看，開設(shè)了這一課程的學(xué)校以及執(zhí)教這一課程的教師，都寥寥無幾。對比兩個版本的課標(biāo)，我們不難發(fā)現(xiàn)，二者變化很大，如表1所示。

從表中可以看出，要達(dá)到新課標(biāo)的要求，教師不僅要了解人工智能的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，還要能夠“搭建簡單的人工智能應(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”。從內(nèi)容上看，舊課標(biāo)關(guān)注的是專家系統(tǒng)，而新課標(biāo)則是人工智能的新進(jìn)展、新應(yīng)用，涉及到機(jī)器學(xué)習(xí)、人臉識別、自動駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域，這一點(diǎn)和當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展是一致的。例如，《規(guī)劃》在開頭一段就指出“人工智能發(fā)展進(jìn)入新階段”，和文件標(biāo)題中的“新一代”相呼應(yīng)。

對比按照新就課標(biāo)編寫的教材，我們就能更加清楚的看到，新舊教材在學(xué)習(xí)內(nèi)容上區(qū)別很大。但遺憾的是，目前國內(nèi)的師范院校并沒有與時俱進(jìn)，大部分學(xué)校的教育技術(shù)專業(yè)沒有開設(shè)人工智能課程，有些即使開設(shè)了課程，很少涉及到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)方面的內(nèi)容。而作為“專任”的絕大多數(shù)信息技術(shù)教師，在本科階段并沒有接受過相關(guān)的課程學(xué)習(xí)，在人工智能方面都是“小白”。他們必須要“學(xué)會學(xué)習(xí)”，做到樂學(xué)善學(xué)，具有積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，具有終身學(xué)習(xí)的意識和能力，才能勝任人工智能教育。至于學(xué)習(xí)渠道很多，如通過各種大學(xué)慕課或者企業(yè)培訓(xùn)課程等。

當(dāng)然，我們也非常遺憾的看到，一些教師并沒有及時升級自己的知識儲備，沒有跟上人工智能技術(shù)的發(fā)展，在玩“新瓶裝舊酒”的把戲：有些直接將編程課程等同于人工智能課程，有些將機(jī)械傳動方面的機(jī)器人課程改名為人工智能課程，甚至還有折紙、積木之類動手為主的課程也改名為人工智能。雖然編程、機(jī)器人之類的課程和人工智能聯(lián)系非常密切，但肯定不能等同。

2.實踐創(chuàng)新

《新課標(biāo)》在“學(xué)業(yè)要求”中強(qiáng)調(diào)了“簡單智能系統(tǒng)”的設(shè)計與實現(xiàn)，這是因為當(dāng)前人工智能雖然越來越“智能”，但技術(shù)門檻卻在不斷下降。人工智能技術(shù)并不神秘，也不是高高在上，借助一些開源的人工智能框架、平臺或者工具，在中小學(xué)階段開設(shè)課程完全可以做到。

“實踐創(chuàng)新”主要表現(xiàn)在問題解決和技術(shù)運(yùn)用方面。新舊課標(biāo)的最大區(qū)別在于，前者將人工智能看成是對學(xué)生來說高不可攀的技術(shù)，只能體驗，而后者將人工智能定位成一個雖然高端但又能操控的工具。因而，在教學(xué)活動、學(xué)習(xí)方式的建議方面，新舊課標(biāo)在描述上也有很大的差別。

如表2所示，在新舊課標(biāo)的比較中，我們能夠看到《舊課標(biāo)》將學(xué)習(xí)方法停留在“體驗”“調(diào)查”的階段，甚至認(rèn)為“觀看、閱讀與人工智能相關(guān)的影視作品或文學(xué)作品”后，然后能“描述人工智能技術(shù)的應(yīng)用前景”即可，而《新課標(biāo)》則要求在真實的應(yīng)用場景中搭建智能系統(tǒng)。二者完全不在一個層面上。

要達(dá)到《新課標(biāo)》的要求，作為“專任”教師，除了掌握一定的人工智能的算法原理，還要能用人工智能技術(shù)解決真實的問題。也就是說，教師要能夠達(dá)到核心素養(yǎng)中的“技術(shù)運(yùn)用”和“問題解決”：善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，有解決問題的興趣和熱情;能依據(jù)特定情境和具體條件，選擇制訂合理的解決方案;具有工程思維，能將創(chuàng)意和方案轉(zhuǎn)化為有形物品或?qū)σ延形锲愤M(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化等。從這一點(diǎn)看，強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)意物化”的創(chuàng)客教育和人工智能教育可以相互融合的。

3.責(zé)任擔(dān)當(dāng)

“信息技術(shù)責(zé)任”是高中信息技術(shù)課程的四大核心素養(yǎng)之一。“人工智能初步模塊”的學(xué)業(yè)要求中提出要讓學(xué)生“客觀認(rèn)識智能技術(shù)對社會生活的影響”。在學(xué)生核心素養(yǎng)中，“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”維度包含了社會責(zé)任、國家認(rèn)同和國際理解三個方面，每一個方面都有豐富的含義。為什么要實施人工智能教育，為什么要培養(yǎng)人工智能人才，就是“社會責(zé)任”的一種體現(xiàn)，因為國家把人工智能發(fā)展作為重大戰(zhàn)略機(jī)遇來看待。

從“國家認(rèn)同”的角度看，“專任”教師有必要了解我國在人工智能方面的發(fā)展現(xiàn)況，正確認(rèn)識我國與歐美發(fā)達(dá)國家在人工智能各個層面的差距和優(yōu)勢。不能夜郎自大，也不要妄自菲薄，該自信的要有自信。例如，我在一些課例中常常會看到，明明有更好的國產(chǎn)軟硬件可以使用，偏偏要選擇國外品牌，這是令人遺憾的。在人工智能教育方面，我們并不落后。

“國際理解”指要“具有全球意識和開放的心態(tài)”，要“關(guān)注人類面臨的全球性挑戰(zhàn)”，要“理解人類命運(yùn)共同體的內(nèi)涵與價值”。從這一點(diǎn)上看，人工智能教育在國際化方面可以做得很好，如人工智能第一編程語言Python，就是開源的編程語言，越來越多的人工智能項目，都會選擇GitHub進(jìn)行開源。因而，《新課標(biāo)》會特意強(qiáng)調(diào)要“充分利用豐富的開源硬件和人工智能應(yīng)用框架等資源”。了解開源文化，擁抱開源文化，這是“專任”教師的基本素養(yǎng)之一。

● 結(jié)語

我們需要清楚地認(rèn)識到，人工智能是一個技術(shù)含量極高的領(lǐng)域，尤其是機(jī)器學(xué)習(xí)方面，很多算法用到高等數(shù)學(xué)，超出了目前中小學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍。但是，這并不妨礙學(xué)生對人工智能的濃厚學(xué)習(xí)興趣，以及應(yīng)用人工智能技術(shù)解決問題的想法。我們甚至可以做一次大膽地分析：正是人工智能教育的普及，中小學(xué)的數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)和內(nèi)容都應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)然，這需要更多能夠勝任人工智能教育的“專任”教師和人工智能專家一起努力。

最后，我引用AI4All團(tuán)隊在其主頁的一句話：AI Will Change the World. Who Will Change AI？（人工智能將改變世界，那誰來改變?nèi)斯ぶ悄?？）答案?dāng)然是我們的學(xué)生，但同時也包括了人工智能“專任”教師。

讓我們主動學(xué)習(xí)，和學(xué)生一起努力吧。