人工智能崛起K—12教育準備好了嗎？（上）

人工智能發展歷程回顧

2016年9月，國家主席習近平在杭州G20峰會的主旨演講中給予人工智能等技術高度評價，認為這些新技術將給人們的生產和生活方式帶來革命性變化。縱觀全球，云計算、大數據、人工智能等新一代技術人才成為有價值的資源，眾多科技巨頭公司紛紛利用高薪吸引高技術人才，為未來人工智能時代提前進行人才儲備。人工智能專家們曾預測：未來十幾二十年內，越來越成熟的人工智能技術將大規模進入勞動力市場，從而引發一場空前嚴重的失業危機，傳統勞動力將會被新型勞動力取而代之。只有創造新型勞動力，才能適應未來智能時代，而培養新型勞動力則要依賴于教育模式的變革，教育領域需要提前培養人工智能人才。

什么是人工智能？簡單來說，就是利用機器完成一些需要人類智能才能完成的工作。而從專業角度來講，人工智能就是指利用電子計算機來模擬人類大腦如何理解、思維、決策、預測等相關的一系列活動。作為一門新興的技術科學，它的主要目標是研究和開發用于模擬人類智能的理論、方法、技術及應用系統。人工智能涵蓋了語言學、心理學、控制論、神經科學等多領域的學科，是一門綜合性極強的邊緣學科。其主要研究領域有機器學習、深度學習、語音識別技術、自然語言處理、智能機器人等。談到人工智能，不免要追本溯源，“人工智能”一詞最早由約翰·麥卡錫于1956年在達特茅斯會議中提出，到目前已有60余年的發展歷史。在這不斷發展的60余年中，人工智能起起伏伏，從技術發展角度來看人工智能發展走向，可將其劃分為計算智能階段、感知智能階段以及認知智能階段。（見下圖）

計算智能階段的主要特征是存儲、計算，它擁有和人類相似的計算、存儲、傳遞信息的行為特征。計算智能是人工智能的初級形態，為感知智能的發展提供了基礎。感知智能是在計算智能的基礎上結合了視覺、聽覺等多種感知能力，可以與人類進行自然交互，該階段也是當前國內外人工智能發展集中所處的階段。認知智能階段是人工智能的高級形態，也是未來發展的目標。這一階段的計算機不僅可以與人類交流，還能思考、作出決策。伴隨著人工智能的不斷發展，深度學習、自然語言理解、智能機器人、模式識別技術、數據挖掘等前沿技術間接滲透到教育領域。盡管人工智能最初并非應用于教育領域，但是實現教育的智能化一直是教育領域努力追求的目標。

各國和組織對人工智能發展的重視

人工智能革命的浪潮席卷全球，為了更好地應對當今這種快速發展的趨勢，世界各國和組織相繼發布了人工智能相關政策報告（見表），為人工智能的發展提供賴以生存和發展的土壤。歐盟于2014年啟動了歐盟機器人研發計劃（SPARC），充分利用人工智能技術為多個領域的服務提供機器人。美國白宮科技政策辦公室于2016年10月連續發布了《為人工智能的未來做好準備》《國家人工智能研發戰略規劃》兩份權威性報告，將發展人工智能上升到國家戰略層面，并指出其在教育應用領域的重要作用。這兩份報告的發布，對全球人工智能的發展產生了重要的影響。隨后，日本等國家也開展行動。日本不僅將人工智能作為第四次工業革命的核心技術，還在國家層面建立了相對完善的整體研發促進機制，將2017年確定為人工智能元年，推進超智能社會5.0建設。

我國也頒布了與人工智能相關的一系列政策文件。尤其是在教育領域，人工智能已經上升到國家戰略的高度。2016年5月，國家發改委聯合科技部、工信部等共同制定了《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》，宣布到2018年中國將打造人工智能創新體系，培育“千億級”市場規模，并在教育領域設立人工智能試點，培養人工智能人才，完善高校人工智能相關專業課程設置，注重人工智能跨學科、跨專業交叉融合。

2017年3月，國務院總理李克強發表政府工作報告，指出要加快培育和壯大包括人工智能在內的新興企業，這是“人工智能”首次被寫入政府工作報告。2017年7月初，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，提出要加快人工智能的創新應用，并提出“智能教育”；實施全民智能教育項目；在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育；鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。總體上看，國家政策扶持力度在不斷加大，對人工智能領域未來的設想越來越清晰，這也間接滲透到學校教育，尤其是基礎教育領域得到了重視，人工智能正在迅速引發新一輪基礎教育領域的變革。

人工智能在基礎教育中的現狀及對策

發展現狀

人工智能在一定程度上體現了信息技術的前沿領域，對人類社會發展的影響越來越大。在基礎教育信息化改革的浪潮中，國際上許多發達國家和地區已經意識到在基礎教育領域開展人工智能課程的必要性，并在信息技術相關課程中添加了人工智能的內容。英國蘇格蘭地區早在1999年就將人工智能課程作為選修課納入到中學信息與通訊技術（ICT）課程；美國威斯康星州將人工智能相關內容作為對12年級學生在“媒體與技術”層面的要求，弗吉尼亞州還將人工智能課程作為“職業和技術教育類”課程中“信息系統技術”選修課程的一部分；澳大利亞的部分高中也在開設的“信息處理與技術”課程中添加了人工智能為主題的教學內容。

2003年4月，我國教育部正式頒布了《普通高中技術課程標準（實驗）》，首次在信息技術課程中設立了“人工智能初步”選修模塊，標志著我國高中人工智能課程的正式起步。中國教育技術協會信息技術委員會于2012年5月編寫和發布的《基礎教育信息技術課程標準（2012版）》中，也首次將機器人科普知識和入門級開發納入初中和小學教學，這在一定程度上拓展了人工智能教學的應用范圍。而縱觀目前人工智能在基礎教育領域融合應用的情況，聚焦于人工智能課程教學方法研究、中小學人工智能教育研究、人工智能技術在計算機網絡教育中的應用研究等，重點圍繞著“怎么學”和“怎么用”兩大主題。“怎么學”即利用人工智能教學系統、自適應學習系統完成特定教學目標和學習任務，而“怎么用”則更多強調了利用人工智能信息檢索技術、語音識別等多種技術幫助教師和學生減輕負擔，提高效率，例如自動閱卷、智能搜索引擎。因此，無論是從“學”的角度還是從“用”的角度來看，人工智能在教育領域并沒有涉及如何“育”的問題。“育”，即培養學生使用人工智能技術的能力。因此，重視信息技術教育和編程教育，設置創新教育課堂，是目前需要考慮的問題。