用課程的力量推動(dòng)人工智慧教育普及 二維碼
發(fā)表時(shí)間:2024-07-11 17:31 新型人工智慧技術(shù)給教育帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰,教育亟須思考如何使學(xué)生做好迎接智能時(shí)代的準(zhǔn)備,由此,人工智慧成為全球中小學(xué)新的學(xué)科領(lǐng)域。教育範疇內(nèi)的「人工智慧課程」是指涵蓋人工智慧領(lǐng)域主題並結(jié)合人工智慧相關(guān)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)項(xiàng)目。近年來(lái),國(guó)際組織和部分國(guó)家關(guān)注中小學(xué)階段人工智慧課程的開(kāi)發(fā)和實(shí)施。比如,聯(lián)合國(guó)教科文組織撰寫(xiě)了《K—12人工智慧課程:政府認(rèn)可的人工智慧課程圖景》報(bào)告,描繪了人工智慧基礎(chǔ)教育課程的全球圖譜。奧地利、印度、韓國(guó)、比利時(shí)、卡達(dá)等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了政府核准和實(shí)施的人工智慧課程。沙烏地阿拉伯、塞爾維亞等國(guó)家正在研製中小學(xué)階段的人工智慧課程。這些課程既有覆蓋小學(xué)至高中所有年級(jí)的,也有隻覆蓋其中一個(gè)或兩(liǎng)個(gè)學(xué)段的。根據(jù)已有案例,目前中小學(xué)人工智慧課程具有兩(liǎng)個(gè)顯著特點(diǎn),即能力本位和多元統(tǒng)籌實(shí)施。 課程目標(biāo)和內(nèi)容堅(jiān)持能力本位 經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織將「能力」定義為在特定情境下應(yīng)對(duì)複雜問(wèn)題所需的知識、技能、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)。隨著時(shí)代的發(fā)展,「能力」這一概念的內(nèi)涵和外延在不斷拓展。聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)表的《人工智慧時(shí)代的能力培養(yǎng)綜合報(bào)告》指出,人工智慧時(shí)代的公民需要了解人工智慧的功能、局限和潛在影響,同時(shí)要學(xué)會(huì)批判性地應(yīng)用。引導(dǎo)人工智慧為公眾利益服務(wù),需要每個(gè)人都具備一定程度的人工智慧能力,包括掌握一定的人工智慧知識、理解和運(yùn)用人工智慧以及把握人工智慧的價(jià)值取向,即具備「人工智慧素養(yǎng)」。 依據(jù)能力本位的課程目標(biāo),全球中小學(xué)人工智慧課程主要圍繞三大領(lǐng)域的九個(gè)專(zhuān)題內(nèi)容展開(kāi),聚焦智能時(shí)代工作和生活所需的技能和價(jià)值觀(guān),依據(jù)全球和各自國(guó)家的發(fā)展目標(biāo),結(jié)合特定的教學(xué)環(huán)境靈活開(kāi)發(fā)。三大領(lǐng)域是指人工智慧基礎(chǔ),倫理和社交影響,理解、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)人工智慧。九個(gè)專(zhuān)題包括算法和編程、數(shù)據(jù)素養(yǎng)、情景化問(wèn)題解決、人工智慧倫理、人工智慧的社會(huì)影響、人工智慧在其他領(lǐng)域的應(yīng)用、理解和應(yīng)用人工智慧底層技術(shù)、理解和應(yīng)用人工智慧技術(shù)、開(kāi)發(fā)人工智慧應(yīng)用程式。其中,人工智慧基礎(chǔ)課程領(lǐng)域包含算法和編程、數(shù)據(jù)素養(yǎng)以及情景化問(wèn)題解決等內(nèi)容,構(gòu)成了大多數(shù)中小學(xué)人工智慧課程的基礎(chǔ),佔總課時(shí)分配的41%,其中,算法和編程佔據(jù)的課時(shí)比例最大。倫理和社交影響課程領(lǐng)域包含人工智慧倫理、人工智慧的社會(huì)影響和人工智慧在其他領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容,與我們日常使用人工智慧息息相關(guān)。這類(lèi)課程佔據(jù)總課時(shí)的24%。理解、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)人工智慧課程領(lǐng)域包括理解和應(yīng)用人工智慧技術(shù)、現(xiàn)有的人工智慧工具以及開(kāi)發(fā)人工智慧應(yīng)用程式等內(nèi)容,佔總課時(shí)的25%,其中,理解和應(yīng)用人工智慧技術(shù)的課程內(nèi)容佔該類(lèi)別一半以上的課時(shí)。 多方協(xié)作統(tǒng)籌課程的實(shí)施和評(píng)估 人工智慧課程的實(shí)施和評(píng)估是將課程理論轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。《K—12人工智慧課程:政府認(rèn)可的人工智慧課程圖景》顯示,國(guó)家或政府主導(dǎo)的人工智慧課程以學(xué)生利益為主,注重組建專(zhuān)家、學(xué)者和教師專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì),借鑑來(lái)自國(guó)內(nèi)外學(xué)科專(zhuān)家和教育從業(yè)者的專(zhuān)業(yè)建議,以最優(yōu)的方式實(shí)現(xiàn)課程資源統(tǒng)籌,以國(guó)家引導(dǎo)、多方協(xié)作的方式規(guī)劃(huà)和落實(shí)。 其一,引導(dǎo)人工智慧賦能教師。教師是微觀(guān)層面的課程設(shè)計(jì)者和實(shí)施者。人工智慧正在改變教育方式和教育的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,顛覆了以往對(duì)教師教學(xué)能力的定義。人工智慧課程實(shí)施需要重新界定教師在人工智慧教育環(huán)境中所需的能力,引導(dǎo)人工智慧賦能教師。當(dāng)下,大多數(shù)國(guó)家在嘗試提升現(xiàn)有教師的數(shù)字技能。比如,中國(guó)和葡萄牙利用國(guó)家的培訓(xùn)項(xiàng)目對(duì)涉及人工智慧課程的教師進(jìn)行培訓(xùn),奧地利將人工智慧相關(guān)專(zhuān)題納入高等教育機(jī)構(gòu)的教師職前培訓(xùn)。此外,一些國(guó)家和地區(qū)還會(huì)在人工智慧課程實(shí)施前為教師提供教材和評(píng)估指南等資源。 其二,採用創(chuàng)新的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法。人工智慧課程涉及的領(lǐng)域很廣(guǎng)泛,課程的實(shí)施需要採用創(chuàng)新的教學(xué)方法。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)關(guān)注實(shí)踐技能的發(fā)展和實(shí)際問(wèn)題的解決,是培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作能力的有效教學(xué)方式。基於項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)是當(dāng)下許多國(guó)家和行業(yè)開(kāi)發(fā)人工智慧課程的突出特點(diǎn),全世界約有1/3的人工智慧課程將基於項(xiàng)目的學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)策略。 其三,優(yōu)化課程的學(xué)習(xí)工具和環(huán)境。人工智慧課程需利用外在資源來(lái)支持其實(shí)施和評(píng)估。要使學(xué)生掌握在各領(lǐng)域和多元環(huán)境中應(yīng)用人工智慧的基本能力、形成可遷移技能和價(jià)值取向,需要創(chuàng)建公共在線(xiàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)和學(xué)習(xí)工具,同時(shí)開(kāi)發(fā)適當(dāng)的學(xué)習(xí)環(huán)境,來(lái)支持人工智慧教學(xué)工作的開(kāi)展。比如,塞爾維亞等國(guó)家正在開(kāi)發(fā)包含互動(dòng)任務(wù)等功能的在線(xiàn)工具,旨在通過(guò)該工具來(lái)提升人工智慧課程的有效性。 其四,建立人工智慧課程質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)。當(dāng)下,由於全球人工智慧課程開(kāi)發(fā)尚未普及,有關(guān)人工智慧課程評(píng)估的研究相對(duì)較少,人工智慧課程質(zhì)量和有效性的評(píng)估大部分依賴於專(zhuān)家對(duì)課程的審查。未來(lái),應(yīng)逐步建立並完善人工智慧課程質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng),進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)研究,同時(shí)向教師、學(xué)生、學(xué)術(shù)或業(yè)界專(zhuān)家尋求反饋,以提供評(píng)估證據(jù)基礎(chǔ)。 較有特色的課程開(kāi)發(fā)案例 卡達(dá)「計(jì)算和信息技術(shù)」課程。卡達(dá)「2030國(guó)家願景」將科技視為現(xiàn)代知識型經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。卡達(dá)國(guó)家課程框架堅(jiān)持以學(xué)生為中心,基於實(shí)踐項(xiàng)目,將「計(jì)算和信息技術(shù)」列為中小學(xué)所有年級(jí)的必修課程,同時(shí)在高中階段設(shè)置「高科技方向」選修課程,目標(biāo)是「在邏輯和數(shù)學(xué)思維、語言和交流、讀寫(xiě)能力和創(chuàng)造力培養(yǎng)方面,為孩子們提供有益的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)」。這些課程涵蓋算法、編程、倫理和社交影響、對(duì)人工智慧工具和技術(shù)的理解和應(yīng)用等內(nèi)容。此外,選修「高科技方向」課程的學(xué)生還要進(jìn)行人工智慧產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)。總體來(lái)說(shuō),卡達(dá)「計(jì)算和信息技術(shù)」課程涵蓋了知識、技能和態(tài)度三個(gè)維度,重點(diǎn)關(guān)注計(jì)算機(jī)科學(xué)原理和實(shí)踐、數(shù)字素養(yǎng)和軟技能提升,著重提升學(xué)生協(xié)作、溝通、批判性思維和解決問(wèn)題的能力。在社會(huì)協(xié)同方面,課程管理者會(huì)定期審查課程標(biāo)準(zhǔn),以確保課程符合計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢(shì)。在更新課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí),課程管理者還會(huì)廣(guǎng)泛收集教師反饋和國(guó)際層面的有益經(jīng)驗(yàn)。該課程不依賴於特定的技術(shù)、平臺(tái)或應(yīng)用程式,以充分保證課程實(shí)施的可持續(xù)性。 印度「Atal Tinker實(shí)驗(yàn)室人工智慧模塊」課程。為確保印度學(xué)生能夠了解人工智慧,並在未來(lái)應(yīng)用人工智慧技術(shù)解決本地和全球性的問(wèn)題,印度中等教育中央委員會(huì)在其管轄的2.2萬(wàn)餘所學(xué)校中開(kāi)設(shè)了人工智慧選修課程。該課程主張「在做中學(xué)」,讓學(xué)生有機(jī)會(huì)使用人工智慧解決現(xiàn)實(shí)挑戰並從中學(xué)習(xí)人工智慧新技術(shù)。在社會(huì)協(xié)同方面,印度中等教育中央委員會(huì)與英特爾、微軟等行業(yè)供應(yīng)商合作,共同開(kāi)發(fā)培訓(xùn)內(nèi)容和支持性材料,編寫(xiě)符合印度中等教育中央委員會(huì)課程目標(biāo)的教科書(shū)。師資方面,印度中等教育中央委員會(huì)安排了教師和導(dǎo)師培訓(xùn),並編制了一系列材料,包括指南、多學(xué)科教案和教材。課程實(shí)施過(guò)程中,為使人工智慧課程順利地融入學(xué)校,印度中等教育中央委員會(huì)還開(kāi)展了一系列活動(dòng),包括競(jìng)賽、研討會(huì)、夏令營(yíng)等多種形式,旨在為學(xué)生探索人工智慧技術(shù)提供更多機(jī)會(huì)。比如在為期3天的「AI-thon」夏令營(yíng)中,學(xué)生可利用人工智慧完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。類(lèi)似的活動(dòng)已經(jīng)吸引了超過(guò)1萬(wàn)名教師和12萬(wàn)名學(xué)生接受人工智慧方面的培訓(xùn)。此外,學(xué)校在課程整合和統(tǒng)籌上發(fā)揮著巨大的作用。課程進(jìn)度、教學(xué)大綱、教學(xué)方法和教學(xué)途徑的設(shè)計(jì)以及必要資源的採購(gòu)等,都需要學(xué)校層面統(tǒng)一管理。印度學(xué)校積極開(kāi)展教師培訓(xùn),統(tǒng)籌各利益攸關(guān)方,動(dòng)員學(xué)生和家長(zhǎng)參與進(jìn)來(lái),確保人工智慧課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 奧地利「數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智慧」課程。該課程以學(xué)分制的必修課形式在高中開(kāi)設(shè),共有144課時(shí),其中50%的課時(shí)用於教授人工智慧基礎(chǔ),包括算法和編程、情景化問(wèn)題解決和數(shù)據(jù)素養(yǎng);倫理和社交影響佔據(jù)35%的課時(shí),教授人工智慧在其他領(lǐng)域的應(yīng)用、人工智慧倫理和人工智慧的社會(huì)影響;剩下15%的課時(shí)用於教授理解、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)人工智慧。參與課程學(xué)習(xí)後,學(xué)生能掌握以下知識和技能:了解程式語言和算法,學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的基本原理;應(yīng)用一定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)字內(nèi)容的可信度和可靠性;了解信息通信技術(shù)領(lǐng)域新興技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用;了解數(shù)字媒體,學(xué)習(xí)有關(guān)「雲」的知識和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)相關(guān)理論;知曉使用人工智慧技術(shù)會(huì)導(dǎo)致的倫理困境,並能夠積極參與相關(guān)問(wèn)題的社會(huì)討論。奧地利將人工智慧相關(guān)專(zhuān)題納入高等教育機(jī)構(gòu)的教師職前培訓(xùn),不僅講授通用的人工智慧知識,還指導(dǎo)教師如何使用人工智慧來(lái)支持教和學(xué)。在社會(huì)協(xié)同方面,奧地利統(tǒng)籌多方資源來(lái)實(shí)施人工智慧課程,依據(jù)年級(jí)和學(xué)生水平的不同,使用不同的資源和平臺(tái)。 (作者單位系杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院,溫正胞系該院校長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師) 作者:餘麗麗 溫正胞 《中國(guó)教育報(bào)》2024年06月27日第9版 來(lái)源:中國(guó)教育報(bào) |