中小學(xué)人工智能教育如何走穩(wěn)走遠(yuǎn)

■本期關(guān)注：中小學(xué)人工智能教育

“大家好，請(qǐng)欣賞我們的‘歌舞’。”伴隨著左右搖擺的雙腿和手臂，9個(gè)呆萌的小機(jī)器人“穿著”校服，排著整齊的隊(duì)列在桌子上載歌載舞。近日，在全國(guó)科普日主場(chǎng)活動(dòng)中，不少小學(xué)生、中學(xué)生化身科普小達(dá)人，向觀眾講解他們的“科技成果”?；鹦擒?、智能輪椅、軟體章魚(yú)機(jī)械手……很難想象，這些成果出自十幾歲的中學(xué)生之手。

2022年，教育部印發(fā)的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出將人工智能作為課程內(nèi)容。其實(shí)，早在2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，就將在中小學(xué)開(kāi)設(shè)人工智能課程的相關(guān)要求寫入其中。如今，6年過(guò)去了，中小學(xué)人工智能教育進(jìn)展如何？哪些問(wèn)題需要引起我們的關(guān)注與反思？如何更好地為中小學(xué)開(kāi)展人工智能注入新動(dòng)力？記者在采訪中尋求答案。

人工智能教育走上良性發(fā)展道路

2017年，人工智能圍棋系統(tǒng)阿爾法狗（Alpha Go）戰(zhàn)勝人類世界實(shí)時(shí)排名第一的棋手柯潔，這一事件引發(fā)了人們對(duì)人工智能的高度關(guān)注，也引發(fā)了中小學(xué)人工智能教育的熱潮。從教24年的江蘇省南京市電化教育館應(yīng)用推廣部副主任馬?；貞浀溃骸霸谶@波熱潮下，南京開(kāi)始了中小學(xué)人工智能教育建設(shè)的起步?！?/P>

從早期“南京市AR/VR學(xué)生讀本”課程，到中期以機(jī)器人、STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為主題的智能課程群，再到現(xiàn)在逐步形成“智能學(xué)習(xí)伙伴：支持兒童學(xué)習(xí)變革的人工智能課程基地建設(shè)”的主題研究課程，“經(jīng)過(guò)幾年的探索，南京初步構(gòu)建了適合本地區(qū)的中小學(xué)人工智能教育課程體系?！瘪R睿說(shuō)。

“我們地處西部，但也很重視包括人工智能在內(nèi)的科技教育，積極調(diào)動(dòng)高校、科技館、科技企業(yè)支持區(qū)域中小學(xué)人工智能教育建設(shè)?！睂幭幕刈遄灾螀^(qū)教育信息化管理中心副主任李永濤介紹，寧夏大學(xué)和科技公司合作推進(jìn)的“科技小學(xué)堂”項(xiàng)目，讓寧夏偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村中小學(xué)也有了人工智能課。

“在我們鄉(xiāng)村小學(xué)課堂上，學(xué)生可以扮作機(jī)器人，執(zhí)行工程師的指令，接觸算法、了解編程；也可以和小伙伴一起通過(guò)編程，模擬快遞蜂巢系統(tǒng)……”李永濤說(shuō)，現(xiàn)在越來(lái)越多的師生接觸到智能技術(shù)，人工智能課程普及化的趨勢(shì)日益明顯。

“6年來(lái)，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育從開(kāi)始的零星到‘全國(guó)開(kāi)花’，很多地方實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破，總體推進(jìn)力度和課程質(zhì)量都有了很大的提升?！苯逃苛x務(wù)教育信息科技課標(biāo)組組長(zhǎng)、對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)信息學(xué)院院長(zhǎng)熊璋教授說(shuō)。

同時(shí)，隨著2022年新課標(biāo)將信息科技設(shè)為義務(wù)教育階段的一門獨(dú)立科目，各地方教育部門積極吸收社會(huì)力量，研發(fā)地方課程和校本課程。在熊璋看來(lái)，近幾年，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育逐步走上科學(xué)、健康發(fā)展的道路。

中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、清華大學(xué)教授孫富春也表示，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育逐步走上良性發(fā)展之路。

“過(guò)去十多年間，中小學(xué)科技教育的關(guān)注和投入與科技熱點(diǎn)的興起呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，如機(jī)器人、3D打印、VR/AR、人工智能等都曾在科技教育領(lǐng)域掀起不小的波瀾?！睂O富春說(shuō)，但是，近幾年在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，北京、浙江、深圳等地區(qū)的學(xué)校、教師已經(jīng)在向著學(xué)生能夠通過(guò)使用人工智能技術(shù)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的目標(biāo)努力，欠發(fā)達(dá)地區(qū)也在逐步實(shí)現(xiàn)人工智能課程普及，“整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育正在穩(wěn)步推進(jìn)?！?/P>

調(diào)整課程研發(fā)模式補(bǔ)“短板”

“剛開(kāi)始時(shí)，真的是無(wú)從下手?！眮?lái)自山西省運(yùn)城市的科技教師葛老師說(shuō)道，2020年，他和身邊的科技教師剛接觸人工智能相關(guān)內(nèi)容，開(kāi)課時(shí)毫無(wú)章法，就把編程、機(jī)器人、開(kāi)源硬件等內(nèi)容打包到了人工智能課程中，“這雖然吸引了小學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，但也導(dǎo)致課程內(nèi)容變得無(wú)序。”

除此之外，系統(tǒng)性教材的缺失，也影響了中小學(xué)人工智能教育的開(kāi)展?！案鲗W(xué)科都有明確的教材和教學(xué)用書(shū)?！北本┦泻５韰^(qū)五一小學(xué)信息科技教師張雨涵坦言，新出版的一批人工智能教材，數(shù)量是不少，但很多是偏向編程工具使用的圖書(shū)，或者是將大學(xué)人工智能教材簡(jiǎn)單刪減移植到中小學(xué)使用的圖書(shū)。在五一小學(xué)，張雨涵和她的同事們一直在摸索中自主設(shè)計(jì)校本人工智能課程。

課程內(nèi)容淺顯、教材資源不足，促使教育管理者不得不調(diào)整策略，通過(guò)規(guī)范課程、優(yōu)質(zhì)資源供給等重構(gòu)課程研發(fā)模式，推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育在困境中尋求轉(zhuǎn)變。

今年上半年，《深圳市義務(wù)教育人工智能課程綱要》下發(fā)，梳理了適合在義務(wù)教育階段開(kāi)展的人工智能知識(shí)模塊，提煉了各學(xué)段的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求，總結(jié)了重難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)提示。深圳市教育信息中心主任張惠敏介紹，《綱要》的初衷就是為教師具體實(shí)施人工智能教學(xué)提供指南。

“前段時(shí)間，我們還在深圳教育云資源平臺(tái)上線了‘人工智能教育’專欄，接入三家人工智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，匯聚全市名師建設(shè)優(yōu)質(zhì)線上資源?！睆埢菝舾嬖V記者，深圳由市級(jí)提供基礎(chǔ)資源包與托底學(xué)習(xí)平臺(tái)，并聯(lián)動(dòng)社會(huì)各界開(kāi)發(fā)人工智能教育資源包、模型庫(kù)與工具集，“課程指南、優(yōu)質(zhì)資源都很受一線教師歡迎?！?/P>

“深圳的做法值得很多地區(qū)借鑒。”承擔(dān)人教版高中信息技術(shù)教材《人工智能初步》分冊(cè)撰寫工作的首都師范大學(xué)教授方海光表示，好的人工智能教育核心在于讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐和探究來(lái)學(xué)習(xí)人工智能的原理和應(yīng)用，增強(qiáng)他們的實(shí)際操作和解決問(wèn)題的能力。“中小學(xué)人工智能教材的開(kāi)發(fā)、課程內(nèi)容的制定等，應(yīng)該與人工智能行業(yè)、學(xué)校、科研院校及機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊密合作，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研一體化結(jié)合。這樣可以及時(shí)反饋實(shí)際應(yīng)用需求和最新的科研成果，確保教材內(nèi)容的準(zhǔn)確性和前沿性；同時(shí)在教學(xué)場(chǎng)景設(shè)計(jì)上盡量緊貼生活實(shí)際，這樣才能讓學(xué)生在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題中感受人工智能的魅力，科學(xué)構(gòu)建人工智能知識(shí)體系?！狈胶９庹f(shuō)。

抓住教師培養(yǎng)這個(gè)“牛鼻子”

上好人工智能課程的關(guān)鍵，還是在于教師。

“目前，我國(guó)人工智能方面畢業(yè)的研究生不多，能進(jìn)入到中小學(xué)人工智能教育的研究生就更少了。而對(duì)于人工智能教育，需要5—10年的深度研究才能有所體會(huì)，才會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到真正效果?！痹谥袊?guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）智能控制與機(jī)器人系副主任、北京上地實(shí)驗(yàn)小學(xué)科學(xué)副校長(zhǎng)趙建偉看來(lái)，我國(guó)中小學(xué)人工智能教師總量不足、專業(yè)化程度不高，是當(dāng)前非常顯著的問(wèn)題。

“由于信息科技課的增設(shè)，大多數(shù)學(xué)校信息技術(shù)教師數(shù)量有限，常常會(huì)讓理科教師兼任，甚至文科教師兼職的情況也很普遍?！敝胁磕车貐^(qū)一名小學(xué)校長(zhǎng)告訴記者。

對(duì)此，趙建偉認(rèn)為，現(xiàn)階段要提倡培養(yǎng)專兼結(jié)合的人工智能教育教師隊(duì)伍?！皩I(yè)化的師資培養(yǎng)是必要的，然而針對(duì)目前情況，很可能一段時(shí)間內(nèi)還是以兼職和社會(huì)力量為主。”在他看來(lái)，學(xué)?？梢杂迷鲈O(shè)社會(huì)工作崗位的機(jī)會(huì)引入社會(huì)師資，還可以合理充分利用校外素養(yǎng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，輔助學(xué)校社團(tuán)建設(shè)、社會(huì)實(shí)踐等，豐富學(xué)生人工智能體驗(yàn)與深度參與。

與數(shù)量缺口相比，更深層次的問(wèn)題在于教師素質(zhì)和教學(xué)能力的不足。

“既要做好教師隊(duì)伍數(shù)量加法，也要做好教師素養(yǎng)提升加法。”熊璋認(rèn)為，一方面，應(yīng)著力加強(qiáng)教師專業(yè)化培訓(xùn)，建立一線教師對(duì)信息科技新課標(biāo)的認(rèn)識(shí)、對(duì)人工智能教育健康推進(jìn)的認(rèn)識(shí)，特別是將正確的價(jià)值觀很好地融入自身課程教學(xué)中；另一方面，通過(guò)教學(xué)研究和交流，梳理多年來(lái)積累的優(yōu)秀教學(xué)案例，形成一系列的優(yōu)質(zhì)課程，通過(guò)推廣優(yōu)質(zhì)課程，讓更多的教師參考和利用，引領(lǐng)更多的一線教師走到一條正確的道路上來(lái)。

孫富春則建議，還應(yīng)該科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建信息科技教師專業(yè)成長(zhǎng)體系：“研制信息科技教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和課堂教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)現(xiàn)有信息科技教師持續(xù)精進(jìn)。針對(duì)不同地區(qū)、學(xué)校以及不同學(xué)段的人工智能教育課程，構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，從而幫助教研部門和學(xué)校對(duì)人工智能教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，突出教師實(shí)踐成果，力爭(zhēng)使每一位中小學(xué)人工智能教師的數(shù)字素養(yǎng)和教學(xué)素養(yǎng)都有顯著提升?！?/P>

《中國(guó)教育報(bào)》2023年10月14日第3版