中小學(xué)人工智慧教育：從願景步入實(shí)踐

隨著科技的飛速發(fā)展，人工智慧已逐漸滲透到人們生活的方方面面。在中小學(xué)教育領(lǐng)域，人工智慧不僅為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，還推動(dòng)了教育內(nèi)容與教學(xué)方法的不斷革新。日前，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)於加強(qiáng)中小學(xué)人工智慧教育的通知》，進(jìn)一步明確了中小學(xué)加強(qiáng)人工智慧教育的總體要求和實(shí)施路徑。為此，本報(bào)推出特別策劃(huà)，探討如何構(gòu)建完善的中小學(xué)人工智慧教育體系，展現(xiàn)各地中小學(xué)校在人工智慧教育方面的積極探索，並關(guān)注新技術(shù)給青少年成長(zhǎng)所帶來(lái)的挑戰與機(jī)遇。

近日，北京市第八十中學(xué)開(kāi)學(xué)第一課上，教師用人工智慧大模型提示詞，引導(dǎo)學(xué)生探索智能時(shí)代的學(xué)習(xí)方式；重慶兩(liǎng)江新區(qū)禮嘉實(shí)驗(yàn)小學(xué)，教師藉助智慧教育資源庫(kù)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，「人工智慧」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)於加強(qiáng)中小學(xué)人工智慧教育的通知》，對(duì)中小學(xué)人工智慧教育工作進(jìn)行系統(tǒng)部署。通知明確，2030年前在中小學(xué)基本普及人工智慧教育，這為中小學(xué)人工智慧教育的發(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，已將人工智慧列為構(gòu)建課程體系的六條邏輯主線(xiàn)之一。

為何在中小學(xué)開(kāi)展人工智慧教育？其發(fā)展面臨著哪些問(wèn)題？如何構(gòu)建適合中小學(xué)生的人工智慧課程體系？帶著這些問(wèn)題，科技日報(bào)記者近日採訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。

培養(yǎng)未來(lái)所需人才

早在2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智慧發(fā)展規(guī)劃(huà)》，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)置人工智慧相關(guān)課程，逐步推廣(guǎng)編程教育」。

在頂層設(shè)計(jì)的引領(lǐng)下，各地中小學(xué)開(kāi)始探索並開(kāi)展人工智慧教育。

2020年，廣(guǎng)州市教育研究院編寫(xiě)的教材《人工智慧》由廣(guǎng)東省中小學(xué)教材審定委員會(huì)審定通過(guò)，成為全國(guó)首套經(jīng)省級(jí)教材審定部門(mén)審定通過(guò)的中小學(xué)人工智慧教材。山東省青島市推進(jìn)人工智慧教育「1+4+100N」戰略，成立人工智慧教育研究院，與科研院所和高校專(zhuān)家聯(lián)合培養(yǎng)本地骨幹教師。此外，北京、上海、深圳、武漢等地積極開(kāi)發(fā)人工智慧教育資源、構(gòu)建人工智慧課程體系，並取得一定成效。

各地競(jìng)相探索中小學(xué)人工智慧教育的背後，是技術(shù)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求。華南師範大學(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)主任鍾柏昌教授指出，人工智慧已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展不可或缺的生產(chǎn)要素，而具備人工智慧素養(yǎng)也成為了現(xiàn)代公民的基本能力需求。「學(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(guǎng)人工智慧教育，才能廣(guǎng)泛、全面地提升青少年的人工智慧素養(yǎng)。」鍾柏昌說(shuō)。

「未來(lái)社會(huì)需要大量掌握人工智慧知識和技能的人才。」對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)講師孫宇認(rèn)為，開(kāi)展中小學(xué)人工智慧教育，可以讓學(xué)生提前了解並掌握這一前沿技術(shù)，為他們未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。更為重要的是，人工智慧教育可以推動(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)中搶佔科技和人才制高點(diǎn)提供有力支撐。

推廣(guǎng)普及並非易事

然而，在中小學(xué)普及人工智慧教育並非易事。

首先，中小學(xué)人工智慧教育的推行方式有待改進(jìn)。「目前，中小學(xué)主要通過(guò)競(jìng)賽推行人工智慧教育。」鍾柏昌告訴記者，這只能惠及一部分學(xué)生，普及力度仍待提升，範圍仍需擴大。此外，由於人工智慧課程具有前沿性，不同地區(qū)的中小學(xué)在師資力量、課程建設(shè)以及配套硬體方面仍有差距。

在師資力量方面，孫宇表示，人工智慧作為新興領(lǐng)域，專(zhuān)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)科教師在人工智慧專(zhuān)業(yè)知識和技能方面可能存在欠缺，難以進(jìn)行高質(zhì)量教學(xué)。

鍾柏昌補充道：「目前，不少中小學(xué)的人工智慧任課教師並非信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)出身，缺少系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)不足，這無(wú)疑影響課程推行進(jìn)度和質(zhì)量。」

在課程建設(shè)方面，鍾柏昌表示，完善人工智慧課程體系對(duì)於中小學(xué)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。「目前，部分人工智慧教材缺乏課程體系的頂層設(shè)計(jì)，教材內(nèi)容存在低水平重複、碎片化等現(xiàn)象，甚至停留於傳統(tǒng)的編程教育、創(chuàng)客教育、機(jī)器人教育。」他說(shuō)。

此外，在中小學(xué)普及人工智慧教育的過(guò)程中，具備算力的硬體設(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)，而算力伺服器的低成本解決方案尚未成熟。」鍾柏昌認(rèn)為，人工智慧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)採集工具和模型訓(xùn)練平臺(tái)，甚至還需要可以部署模型的智能硬體。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)練還需要算力伺服器的支撐。

多方合力構(gòu)建體系

曾經(jīng)，人工智慧只存在於科幻電影和文學(xué)作品中；如今，它已融入我們的日常生活。而對(duì)於中小學(xué)生而言，未來(lái)他們與人工智慧的關(guān)係將會(huì)更加緊密。因此，構(gòu)建一個(gè)完善的人工智慧教育體系至關(guān)重要。

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

「各中小學(xué)應(yīng)高度重視人工智慧課程的開(kāi)設(shè)，為課程配備合適的教師，並確保足夠的課時(shí)和經(jīng)費(fèi)投入。同時(shí)，人工智慧的授課教師需要不斷提升自我，深入學(xué)習(xí)人工智慧相關(guān)的知識、技能，成為一名『專(zhuān)家型』教師。」鍾柏昌說(shuō)。

人工智慧教育對(duì)硬體設(shè)施也有一定的要求。鍾柏昌認(rèn)為，人工智慧企業(yè)應(yīng)加快開(kāi)發(fā)匹配中小學(xué)生認(rèn)知水平的數(shù)據(jù)採集工具和模型訓(xùn)練平臺(tái)，以及可切分算力的國(guó)產(chǎn)算力伺服器產(chǎn)品，為中小學(xué)校提供低成本的軟硬體解決方案。

孫宇表示，構(gòu)建既滿(mǎn)足學(xué)生需求又符合社會(huì)需要的人工智慧課程體系，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)踐能力的人工智慧人才，為社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

「人工智慧課程不僅涉及前沿科技，還是一門(mén)『做學(xué)創(chuàng)』合一的實(shí)踐性課程。」鍾柏昌強(qiáng)調(diào)，在人工智慧教育的實(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(guò)實(shí)踐活動(dòng)感受、理解和掌握人工智慧的概念、原理、方法和技能，學(xué)會(huì)提出新問(wèn)題、形成新方案，並通過(guò)人機(jī)協(xié)同解決問(wèn)題。這樣才能實(shí)現(xiàn)知識學(xué)習(xí)、能力塑造和價(jià)值創(chuàng)造的有機(jī)統(tǒng)一。（實(shí)習(xí)記者 夏天一）