國際AI視域下中小學(xué)信息科技學(xué)科分析與展望

【中圖分類號(hào)】G434【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【論文編號(hào)】1671-7384（2025）06-014-03

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是生成式人工智能的普及和應(yīng)用，帶動(dòng)了各國對中小學(xué)信息科技教育的高度重視。美國、歐洲、澳大利亞等國家和地區(qū)通過調(diào)整政策和改革措施，將AI教育融入K-12數(shù)字素養(yǎng)課程體系，以培養(yǎng)適應(yīng)未來科技時(shí)代的人才，人工智能正在促使各國重新審視基礎(chǔ)教育階段信息科技教育的內(nèi)容與方式方法。本文在研究國內(nèi)外中小學(xué)人工智能教育相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，分析信息科技教育取得的進(jìn)展以及存在的不足，展望未來以人工智能為驅(qū)動(dòng)力的信息科技教育的提升方向。

人工智能助推中小學(xué)信息科技學(xué)科地位提升

近年來，我國在青少年人工智能普及教育方面走在世界前列，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將人工智能確立為義務(wù)教育階段信息科技課程的六條主線之一，列為所有學(xué)生的必修內(nèi)容。2024年教育部《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》從構(gòu)建系統(tǒng)化課程體系、實(shí)施常態(tài)化教學(xué)與評(píng)價(jià)、開發(fā)普適化教學(xué)資源等六個(gè)方面，對推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育做立體化部著和安排，進(jìn)一步凸顯了我國對以人工智能為代表的信息科技教育的高度重視。

2025年4月，美國白宮發(fā)布了題為“推動(dòng)美國青少年人工智能教育發(fā)展”行政命令，旨在推動(dòng)從基礎(chǔ)教育階段就為青少年提供接觸和學(xué)習(xí)AI的機(jī)會(huì)，這是美國首個(gè)國家層面推動(dòng)K-12人工智能教育的政策文件。此前，美國教育部第8區(qū)綜合中心2024年制定了“K-12學(xué)校人工智能采用和使用政策的指南”。該指南借鑒各州截至2024年4月發(fā)布的AI政策文件，為教育領(lǐng)導(dǎo)者提供一套全面的決策支持，幫助他們制定自己的指導(dǎo)文件，并以負(fù)責(zé)任的方式將AI融入教學(xué)、學(xué)習(xí)和學(xué)校運(yùn)營[1]。一項(xiàng)對美國基礎(chǔ)教育學(xué)區(qū)開展AI教育的情況調(diào)查顯示，約有 14.13% 的學(xué)區(qū)制定了AI相關(guān)的教育政策[2]。

2020年，歐盟委員會(huì)發(fā)布的《數(shù)字教育行動(dòng)計(jì)劃（2021一2027）》，提出將人工智能的內(nèi)容納入歐洲數(shù)字能力框架，并支持有關(guān)組織開發(fā)人工智能學(xué)習(xí)資源，并力爭到2030將計(jì)算機(jī)和信息素養(yǎng)表現(xiàn)不佳的13＼～14歲的學(xué)生比例降低到 15% 以下。英國則通過計(jì)算機(jī)科學(xué)課程改革、數(shù)據(jù)和數(shù)字戰(zhàn)略以及網(wǎng)絡(luò)安全政策的結(jié)合，促進(jìn)了K-12人工智能的整合，并于2024年初出臺(tái)了《教育中的生成式人工智能》政策文件，倡導(dǎo)在教育中安全有效且負(fù)責(zé)任地使用人工智能。

阿聯(lián)酋內(nèi)閣2025年5月批準(zhǔn)了一項(xiàng)全國性的教育改革計(jì)劃，旨在將人工智能教育全面融入國家教育體系，2025一2026學(xué)年開始從幼兒園至高中階段，AI都將成為所有學(xué)生的必修課程。

澳大利亞政府制定了2022一2025年數(shù)字化戰(zhàn)略，將人工智能置于其世界級(jí)K-12教育愿景的核心。聯(lián)邦和州一級(jí)的政策文件都強(qiáng)調(diào)數(shù)字掃盲、課程現(xiàn)代化以及將人工智能作為一種重要的技術(shù)能力整合，并與國家網(wǎng)絡(luò)安全問題保持一致。

人工智能進(jìn)課堂仍需脫虛向?qū)?/p>

1.人工智能課程設(shè)計(jì)指引性文件偏少

盡管人工智能帶來了K-12階段信息科技教育的諸多利好，促使各國出臺(tái)推動(dòng)人工智能教育的相關(guān)政策，但是這些政策文件以人工智能特別是生成式人工智能應(yīng)用指南居多，而課程設(shè)計(jì)指引性的文件偏少，現(xiàn)有多數(shù)課程設(shè)計(jì)指引性文件為非政府組織或機(jī)構(gòu)的推動(dòng)。如美國人工智能促進(jìn)協(xié)會(huì)（AAAI）和計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（CSTA）所提出的K-12人工智能教育的五大理念，僅被加州、弗羅里達(dá)州等少數(shù)地區(qū)的教育部門所推薦。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）2022年底發(fā)布的《中小學(xué)階段的人工智能課程：對政府認(rèn)可人工智能課程的調(diào)研報(bào)告》指出，只有包括我國在內(nèi)的11個(gè)國家開發(fā)并認(rèn)可了K-12人工智能課程，另有4個(gè)國家正在開發(fā)人工智能課程。一項(xiàng)針對歐洲K-12階段信息學(xué)教育狀況的研究顯示，盡管不少歐洲國家提出了改革性的信息學(xué)課程，但是開設(shè)的課程仍然很有限，且教學(xué)方法存在地區(qū)偏見、師資短缺、教學(xué)資源不足以及評(píng)估方式不適用等問題[3]。

2.AI教育不能脫離信息科技教育的整體

在內(nèi)容方面，大模型工具給中小學(xué)教師開展AI課堂教學(xué)提供了更低門檻的選擇和抓手，促進(jìn)了AI與其他學(xué)科的融合，但是也給信息科技課程教學(xué)帶來了潛在問題和挑戰(zhàn)。首先，人工智能不是信息科技課程的全部，它與數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全5條邏輯主線是一個(gè)有機(jī)的整體，不能顧此失彼；其次，不宜把焦點(diǎn)全放在AI工具的使用上，這可能讓信息科技重回軟件操作和技能學(xué)習(xí)的老路，而忽視背后AI的基本原理講解和基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；再次，高水平課程內(nèi)容設(shè)計(jì)是信息科技教學(xué)的核心，通過體驗(yàn)新鮮的人工智能案例博取學(xué)生興趣可能短期奏效，但是這種打卡式的淺層次學(xué)習(xí)無法激發(fā)學(xué)生深入探究的好奇心；最后，普及AI教育不能忽視信息科技基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，如算法、網(wǎng)絡(luò)和編程等知識(shí)，這也是信息科技教師的核心競爭力。

3.需破解高質(zhì)量課程組織實(shí)施中的難點(diǎn)

在組織層面，雖然各級(jí)行政負(fù)責(zé)人意識(shí)到普及人工智能教育的重要性，但組織專門的人工智能課程設(shè)計(jì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)情、校情等進(jìn)行落地實(shí)施的培訓(xùn)、教研、課程設(shè)計(jì)改進(jìn)等仍需加強(qiáng)。在實(shí)施層面，一線信息科技教師帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)相關(guān)案例和應(yīng)用容易，而設(shè)計(jì)邏輯體系嚴(yán)密的課程難度大；介紹人工智能相關(guān)的概念容易，而講清楚背后的原理和知識(shí)較難等矛盾仍在不同程度上存在。其他國家或地區(qū)也有類似的問題，如Demetrios等學(xué)者通過對歐洲K-12階段信息學(xué)教育的研究發(fā)現(xiàn)，對照實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信息學(xué)教育目標(biāo)，存在學(xué)校管理團(tuán)隊(duì)支持、數(shù)字規(guī)劃和評(píng)估等方面的不足、不同背景學(xué)生獲取信息學(xué)教育資源的機(jī)會(huì)不均、信息技術(shù)發(fā)展快帶來的課程設(shè)計(jì)困難等問題[4]。

一項(xiàng)針對美國50個(gè)州的教育工作者的調(diào)查顯示，不同地區(qū)、性別和年齡組在技術(shù)獲取途徑和對技術(shù)的適應(yīng)度方面存在差異。研究專家和教育工作者普遍意識(shí)到，規(guī)劃設(shè)計(jì)AI相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容極具挑戰(zhàn)性。既需要具備將相關(guān)主題融入技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，還需要持續(xù)對教師培訓(xùn)以彌補(bǔ)知識(shí)差距，且確保教學(xué)設(shè)備和資源的充足[5]。

人工智能教育未來趨勢展望

1.人工智能成為新數(shù)字素養(yǎng)框架

UNESCO在2024年數(shù)字學(xué)習(xí)周期間發(fā)布了兩個(gè)新的人工智能能力框架，并將人工智能與教育領(lǐng)域的其他數(shù)字技術(shù)進(jìn)行了區(qū)分，其中學(xué)生能力框架包括以人為本的思維方式、人工智能倫理、人工智能技術(shù)和應(yīng)用、人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面。未來的學(xué)生需具備基于數(shù)據(jù)與模型的決策能力，能夠?qū)夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)的倫理問題進(jìn)行反思。

人工智能時(shí)代，學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的重要性進(jìn)一步凸顯，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）在《教育2030學(xué)習(xí)框架》中強(qiáng)調(diào)其在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和終身學(xué)習(xí)者中的重要性，數(shù)字與信息通信技術(shù)相關(guān)的技能特別容易過時(shí)，為了保持未來競爭力，教育應(yīng)側(cè)重于傳授創(chuàng)造性、創(chuàng)業(yè)精神和技術(shù)性技能相結(jié)合的“融合技能”，能隨時(shí)適應(yīng)新職業(yè)。人工智能等信息技術(shù)已和學(xué)生們的日常學(xué)習(xí)生活深度綁定，中小學(xué)階段的信息科技課程不僅不是“選修”或“副科”課程，而將逐漸成為每位學(xué)生構(gòu)建未來教育路徑與職業(yè)能力階梯的關(guān)鍵基石。

2.AI教育從淺嘗輒止走向深度探索

由于生成式人工智能工具具備易上手、交互方便、案例豐富等優(yōu)勢，近期被廣泛引入中小學(xué)生的課堂教學(xué)中，但是以工具使用為目的的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)難以支撐學(xué)生建立完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)體系。未來的AI課程設(shè)計(jì)需從工具體驗(yàn)轉(zhuǎn)向挑戰(zhàn)更有難度的教學(xué)問題與學(xué)生高級(jí)思維能力培養(yǎng)，設(shè)計(jì)更有啟發(fā)性的教學(xué)案例，激發(fā)學(xué)生的長思維鏈與融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)能力。人工智能還將支撐信息科技課堂構(gòu)建多層次學(xué)習(xí)路徑，引導(dǎo)學(xué)生逐步由會(huì)用工具轉(zhuǎn)變?yōu)槎?、能?chuàng)造。

此外，人工智能與信息科技的教學(xué)質(zhì)量還將直接影響學(xué)生升學(xué)深造的競爭力。例如，人工智能出現(xiàn)在2024年全國高考新課標(biāo)i卷等高考作文中，浙江、湖南等地試點(diǎn)將信息科技考試納入中考，分值計(jì)入升學(xué)總分。在高等教育人才培養(yǎng)方面，各國均將人工智能作為人才培養(yǎng)和高科技的重點(diǎn)發(fā)展方向。2025年，清華、北大等多所“雙一流”高校相繼宣布了本科擴(kuò)招計(jì)劃，而其中的大多數(shù)指標(biāo)將用于人工智能等前沿技術(shù)人才的培養(yǎng)。因此，高質(zhì)量的人工智能和信息科技教育也是教育公平的重要體現(xiàn)。

3.人工智能教育成為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的“黏合劑

大模型工具的普及還大大推動(dòng)了信息科技與其他學(xué)科的深度融合，吸引了其他學(xué)科的教師主動(dòng)與信息科技教師合作聯(lián)手打造相關(guān)課程，其他學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容以及國家智慧教育公共服務(wù)平臺(tái)等也成為信息科技課堂的素材來源。

放眼未來，跨學(xué)科教學(xué)將成為人工智能教育的重要方向，信息科技課也將成為驅(qū)動(dòng)校內(nèi)跨學(xué)科教育的重要引擎。比如，在語文課堂使用大模型討論遣詞造句與修辭藝術(shù)、英語課堂AI寫作助手引導(dǎo)學(xué)生嘗試不同的語言表達(dá)方式等。還可以通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）等打破傳統(tǒng)學(xué)科的邊界，以真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)知識(shí)遷移與綜合運(yùn)用。

4.人工智能通識(shí)課將助力構(gòu)建多元師資新生態(tài)

教育部提出全國中小學(xué)2030年前基本普及人工智能的教育目標(biāo)，未來將會(huì)涌現(xiàn)出多元化的人工智能教師角色崗位，形成以信息科技教師為核心、其他學(xué)科教師積極廣泛參與的多元化師資新生態(tài)，共同構(gòu)建新型人工智能教師人力資源體系。未來，還將在數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等學(xué)科教師中涌現(xiàn)出善于在課堂中引導(dǎo)學(xué)生駕馭使用人工智能的教學(xué)能手，成為復(fù)合型人工智能通識(shí)教師。

企業(yè)與高校資源也將更深度介入人工智能基礎(chǔ)教育，如北京師范大學(xué)新增人工智能教育本科專業(yè)、騰訊主導(dǎo)開發(fā)的‘ ?Al+X^′′ 青少年科學(xué)素養(yǎng)提升項(xiàng)目等三項(xiàng)AI課程上線國家智慧教育平臺(tái)，供中小學(xué)免費(fèi)使用，這些都將成為中小學(xué)人工智能教育的新生力量。

5.人機(jī)協(xié)作打造更有溫度的課堂

人工智能不僅是學(xué)習(xí)和使用對象，也是課堂中的“助教”“第二教師”和“學(xué)伴”，參與學(xué)生個(gè)性化、定制化的學(xué)習(xí)與功課輔導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“千人千面”教學(xué)。如人工智能可以通過學(xué)生的知識(shí)圖譜動(dòng)態(tài)推薦學(xué)習(xí)任務(wù)、在編程學(xué)習(xí)中提供個(gè)性化的進(jìn)階方案。通過AI個(gè)性化即時(shí)調(diào)整策略的交互式輔導(dǎo)，使教師能將更多精力用于課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、組織與創(chuàng)新。當(dāng)然，教師也要注重引導(dǎo)幫助學(xué)生在技術(shù)便利中保持判斷力、責(zé)任感與人文情懷，人機(jī)攜手共建更有溫度、更有科技感的課堂。

結(jié)語

人工智能給中小學(xué)信息科技學(xué)科的發(fā)展帶來了機(jī)遇和責(zé)任，也為其他學(xué)科注入了新的活力和動(dòng)能。在人工智能和信息科技教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重思路創(chuàng)新、手段創(chuàng)新、內(nèi)容創(chuàng)新，以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與高級(jí)思維能力為核心，各學(xué)科教師通力合作，確保每一位青少年都能從容地迎接未來的科技變革。

參考文獻(xiàn)

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作者單位：北京建筑大學(xué) 編輯：王曉波