中小學(xué)人工智能教育：從愿景步入實(shí)踐

近日，北京市第八十中學(xué)開學(xué)第一課上，教師用人工智能大模型提示詞，引導(dǎo)學(xué)生探索智能時(shí)代的學(xué)習(xí)方式；重慶兩江新區(qū)禮嘉實(shí)驗(yàn)小學(xué)，教師借助智慧教育資源庫快速生成個(gè)性化教案，結(jié)合反饋數(shù)據(jù)生成學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄……新學(xué)期，“人工智能”已成為多地中小學(xué)校課堂的關(guān)鍵詞之一。

2024年11月，教育部辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》，對(duì)中小學(xué)人工智能教育工作進(jìn)行系統(tǒng)部署。通知明確，2030年前在中小學(xué)基本普及人工智能教育，這為中小學(xué)人工智能教育的發(fā)展指明了方向。此前，教育部在《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，已將人工智能列為構(gòu)建課程體系的六條邏輯主線之一。

為何在中小學(xué)開展人工智能教育？其發(fā)展面臨著哪些問題？如何構(gòu)建適合中小學(xué)生的人工智能課程體系？

培養(yǎng)未來所需人才

早在2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出“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”。

在頂層設(shè)計(jì)的引領(lǐng)下，各地中小學(xué)開始探索并開展人工智能教育。

2020年，廣州市教育研究院編寫的教材《人工智能》由廣東省中小學(xué)教材審定委員會(huì)審定通過，成為全國(guó)首套經(jīng)省級(jí)教材審定部門審定通過的中小學(xué)人工智能教材。山東省青島市推進(jìn)人工智能教育“1+4+100N”戰(zhàn)略，成立人工智能教育研究院，與科研院所和高校專家聯(lián)合培養(yǎng)本地骨干教師。此外，北京、上海、深圳、武漢等地積極開發(fā)人工智能教育資源、構(gòu)建人工智能課程體系，并取得一定成效。

各地競(jìng)相探索中小學(xué)人工智能教育的背后，是技術(shù)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求?！皩W(xué)校是提升公民素養(yǎng)的主陣地，只有在中小學(xué)校園普及推廣人工智能教育，才能廣泛、全面地提升青少年的人工智能素養(yǎng)。”華南師范大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、教育信息技術(shù)學(xué)院學(xué)術(shù)分委員會(huì)主任鐘柏昌教授說。

“未來社會(huì)需要大量掌握人工智能知識(shí)和技能的人才?！睂?duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)講師孫宇認(rèn)為，開展中小學(xué)人工智能教育，可以讓學(xué)生提前了解并掌握這一前沿技術(shù)，為他們未來的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。更為重要的是，人工智能教育可以推動(dòng)教育的創(chuàng)新與變革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中搶占科技和人才制高點(diǎn)提供有力支撐。

推廣普及并非易事

然而，在中小學(xué)普及人工智能教育并非易事。

首先，中小學(xué)人工智能教育的推行方式有待改進(jìn)?！澳壳埃行W(xué)主要通過競(jìng)賽推行人工智能教育?！辩姲夭嬖V筆者，這只能惠及一部分學(xué)生，普及力度仍待提升，范圍仍需擴(kuò)大。此外，由于人工智能課程具有前沿性，不同地區(qū)的中小學(xué)在師資力量、課程建設(shè)以及配套硬件方面仍有差距。

在師資力量方面，孫宇表示，人工智能作為新興領(lǐng)域，專業(yè)人才相對(duì)稀缺，現(xiàn)有的信息技術(shù)教師或相關(guān)學(xué)科教師在人工智能專業(yè)知識(shí)和技能方面可能存在欠缺，難以進(jìn)行高質(zhì)量教學(xué)。”

在課程建設(shè)方面，鐘柏昌表示，完善人工智能課程體系對(duì)于中小學(xué)來說至關(guān)重要?！澳壳?，部分人工智能教材缺乏課程體系的頂層設(shè)計(jì)，教材內(nèi)容存在低水平重復(fù)、碎片化等現(xiàn)象，甚至停留于傳統(tǒng)的編程教育、創(chuàng)客教育、機(jī)器人教育?！彼f。

此外，在中小學(xué)普及人工智能教育的過程中，具備算力的硬件設(shè)施至關(guān)重要。“目前市場(chǎng)上缺少適用性良好的工具平臺(tái)，而算力服務(wù)器的低成本解決方案尚未成熟?！辩姲夭J(rèn)為，人工智能課程涉及諸多算法模型的訓(xùn)練和數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)備，需要符合中小學(xué)生認(rèn)知水平的數(shù)據(jù)采集工具和模型訓(xùn)練平臺(tái)，甚至還需要可以部署模型的智能硬件。而為了保證課堂教學(xué)效率，較大模型和數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練還需要算力服務(wù)器的支撐。

多方合力構(gòu)建體系

曾經(jīng)，人工智能只存在于科幻電影和文學(xué)作品中；如今，它已融入我們的日常生活。而對(duì)于中小學(xué)生而言，未來他們與人工智能的關(guān)系將會(huì)更加緊密。因此，構(gòu)建一個(gè)完善的人工智能教育體系至關(guān)重要。

鐘柏昌認(rèn)為，要推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育走向成熟，僅依靠政策是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)校、企業(yè)等主體也要采取行動(dòng)。

“各中小學(xué)應(yīng)高度重視人工智能課程的開設(shè)，為課程配備合適的教師，并確保足夠的課時(shí)和經(jīng)費(fèi)投入。同時(shí)，人工智能的授課教師需要不斷提升自我，深入學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)的知識(shí)、技能，成為一名‘專家型’教師?！辩姲夭f。

人工智能教育對(duì)硬件設(shè)施也有一定的要求。鐘柏昌認(rèn)為，人工智能企業(yè)應(yīng)加快開發(fā)匹配中小學(xué)生認(rèn)知水平的數(shù)據(jù)采集工具和模型訓(xùn)練平臺(tái)，以及可切分算力的國(guó)產(chǎn)算力服務(wù)器產(chǎn)品，為中小學(xué)校提供低成本的軟硬件解決方案。

孫宇表示，構(gòu)建既滿足學(xué)生需求又符合社會(huì)需要的人工智能課程體系，需要從培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、師資隊(duì)伍和評(píng)價(jià)體系等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和設(shè)計(jì)。這樣才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人工智能人才，為社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

“人工智能課程不僅涉及前沿科技，還是一門‘做學(xué)創(chuàng)’合一的實(shí)踐性課程?！辩姲夭龔?qiáng)調(diào)，在人工智能教育的實(shí)施階段，要倡導(dǎo)做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)，讓學(xué)生通過實(shí)踐活動(dòng)感受、理解和掌握人工智能的概念、原理、方法和技能，學(xué)會(huì)提出新問題、形成新方案，并通過人機(jī)協(xié)同解決問題。這樣才能實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、能力塑造和價(jià)值創(chuàng)造的有機(jī)統(tǒng)一。