中小學人工智能教育如何走穩(wěn)走遠

■本期關注：中小學人工智能教育

“大家好，請欣賞我們的‘歌舞’?！卑殡S著左右搖擺的雙腿和手臂，9個呆萌的小機器人“穿著”校服，排著整齊的隊列在桌子上載歌載舞。近日，在全國科普日主場活動中，不少小學生、中學生化身科普小達人，向觀眾講解他們的“科技成果”?；鹦擒?、智能輪椅、軟體章魚機械手……很難想象，這些成果出自十幾歲的中學生之手。

2022年，教育部印發(fā)的《義務教育信息科技課程標準》明確提出將人工智能作為課程內(nèi)容。其實，早在2017年，國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，就將在中小學開設人工智能課程的相關要求寫入其中。如今，6年過去了，中小學人工智能教育進展如何？哪些問題需要引起我們的關注與反思？如何更好地為中小學開展人工智能注入新動力？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)勝人類世界實時排名第一的棋手柯潔，這一事件引發(fā)了人們對人工智能的高度關注，也引發(fā)了中小學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用推廣部副主任馬?；貞浀溃骸霸谶@波熱潮下，南京開始了中小學人工智能教育建設的起步?！?/P>

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

“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)動高校、科技館、科技企業(yè)支持區(qū)域中小學人工智能教育建設?！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，寧夏大學和科技公司合作推進的“科技小學堂”項目，讓寧夏偏遠的鄉(xiāng)村中小學也有了人工智能課。

“在我們鄉(xiāng)村小學課堂上，學生可以扮作機器人，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編程，模擬快遞蜂巢系統(tǒng)……”李永濤說，現(xiàn)在越來越多的師生接觸到智能技術，人工智能課程普及化的趨勢日益明顯。

“6年來，我國中小學人工智能教育從開始的零星到‘全國開花’，很多地方實現(xiàn)了從無到有的突破，總體推進力度和課程質量都有了很大的提升?！苯逃苛x務教育信息科技課標組組長、對外經(jīng)濟貿(mào)易大學信息學院院長熊璋教授說。

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

中國人工智能學會副理事長、清華大學教授孫富春也表示，我國中小學人工智能教育逐步走上良性發(fā)展之路。

“過去十多年間，中小學科技教育的關注和投入與科技熱點的興起呈現(xiàn)出顯著正相關關系，如機器人、3D打印、VR/AR、人工智能等都曾在科技教育領域掀起不小的波瀾?！睂O富春說，但是，近幾年在基礎教育領域，北京、浙江、深圳等地區(qū)的學校、教師已經(jīng)在向著學生能夠通過使用人工智能技術解決生活中實際問題的目標努力，欠發(fā)達地區(qū)也在逐步實現(xiàn)人工智能課程普及，“整體來說，我國中小學人工智能教育正在穩(wěn)步推進?！?/P>

調(diào)整課程研發(fā)模式補“短板”

“剛開始時，真的是無從下手?！眮碜陨轿魇∵\城市的科技教師葛老師說道，2020年，他和身邊的科技教師剛接觸人工智能相關內(nèi)容，開課時毫無章法，就把編程、機器人、開源硬件等內(nèi)容打包到了人工智能課程中，“這雖然吸引了小學生對人工智能的興趣，但也導致課程內(nèi)容變得無序?！?/P>

除此之外，系統(tǒng)性教材的缺失，也影響了中小學人工智能教育的開展?！案鲗W科都有明確的教材和教學用書?！北本┦泻５韰^(qū)五一小學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，或者是將大學人工智能教材簡單刪減移植到中小學使用的圖書。在五一小學，張雨涵和她的同事們一直在摸索中自主設計校本人工智能課程。

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，通過規(guī)范課程、優(yōu)質資源供給等重構課程研發(fā)模式，推動中小學人工智能教育在困境中尋求轉變。

今年上半年，《深圳市義務教育人工智能課程綱要》下發(fā)，梳理了適合在義務教育階段開展的人工智能知識模塊，提煉了各學段的內(nèi)容要求和學業(yè)要求，總結了重難點內(nèi)容的教學提示。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施人工智能教學提供指南。

“前段時間，我們還在深圳教育云資源平臺上線了‘人工智能教育’專欄，接入三家人工智能學習平臺，匯聚全市名師建設優(yōu)質線上資源。”張惠敏告訴記者，深圳由市級提供基礎資源包與托底學習平臺，并聯(lián)動社會各界開發(fā)人工智能教育資源包、模型庫與工具集，“課程指南、優(yōu)質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?！背袚私贪娓咧行畔⒓夹g教材《人工智能初步》分冊撰寫工作的首都師范大學教授方海光表示，好的人工智能教育核心在于讓學生通過實踐和探究來學習人工智能的原理和應用，增強他們的實際操作和解決問題的能力?！爸行W人工智能教材的開發(fā)、課程內(nèi)容的制定等，應該與人工智能行業(yè)、學校、科研院校及機構進行緊密合作，加強產(chǎn)學研一體化結合。這樣可以及時反饋實際應用需求和最新的科研成果，確保教材內(nèi)容的準確性和前沿性；同時在教學場景設計上盡量緊貼生活實際，這樣才能讓學生在分析問題、解決問題中感受人工智能的魅力，科學構建人工智能知識體系。”方海光說。

抓住教師培養(yǎng)這個“牛鼻子”

上好人工智能課程的關鍵，還是在于教師。

“目前，我國人工智能方面畢業(yè)的研究生不多，能進入到中小學人工智能教育的研究生就更少了。而對于人工智能教育，需要5—10年的深度研究才能有所體會，才會對學生學習起到真正效果?！痹谥袊V業(yè)大學（北京）智能控制與機器人系副主任、北京上地實驗小學科學副校長趙建偉看來，我國中小學人工智能教師總量不足、專業(yè)化程度不高，是當前非常顯著的問題。

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

對此，趙建偉認為，現(xiàn)階段要提倡培養(yǎng)專兼結合的人工智能教育教師隊伍?！皩I(yè)化的師資培養(yǎng)是必要的，然而針對目前情況，很可能一段時間內(nèi)還是以兼職和社會力量為主?！痹谒磥恚瑢W?？梢杂迷鲈O社會工作崗位的機會引入社會師資，還可以合理充分利用校外素養(yǎng)培訓機構，輔助學校社團建設、社會實踐等，豐富學生人工智能體驗與深度參與。

與數(shù)量缺口相比，更深層次的問題在于教師素質和教學能力的不足。

“既要做好教師隊伍數(shù)量加法，也要做好教師素養(yǎng)提升加法?！毙荑罢J為，一方面，應著力加強教師專業(yè)化培訓，建立一線教師對信息科技新課標的認識、對人工智能教育健康推進的認識，特別是將正確的價值觀很好地融入自身課程教學中；另一方面，通過教學研究和交流，梳理多年來積累的優(yōu)秀教學案例，形成一系列的優(yōu)質課程，通過推廣優(yōu)質課程，讓更多的教師參考和利用，引領更多的一線教師走到一條正確的道路上來。

孫富春則建議，還應該科學系統(tǒng)地構建信息科技教師專業(yè)成長體系：“研制信息科技教師專業(yè)標準和課堂教學評價標準，以標準引領現(xiàn)有信息科技教師持續(xù)精進。針對不同地區(qū)、學校以及不同學段的人工智能教育課程，構建評價體系，從而幫助教研部門和學校對人工智能教學質量進行科學評價，突出教師實踐成果，力爭使每一位中小學人工智能教師的數(shù)字素養(yǎng)和教學素養(yǎng)都有顯著提升?！?/P>

《中國教育報》2023年10月14日第3版