四大主題活動共話人工智能教學實踐的現在與未來

仲玉維 王曉波 馮艷艷 徐靖程

近幾年，各國紛紛把人工智能上升到了國家戰略范疇，都在積極推進人工智能教育。特別是對基礎教育階段人工智能的普及，各個國家都非常重視。2017年，國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》指出：“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”。由此，帶來了人工智能課程開發的熱潮。教育部陳寶生部長提出人工智能知識要進學科、進課程、進課堂。那么，什么是人工智能？中小學人工智能教育應該怎么落地？面臨哪些機遇與挑戰？我們走進2019新時代創新教育實踐研訓活動暨北京市中小學人工智能教學實踐研討會，帶來一些現場觀察和思考。

2019新時代創新教育實踐研訓活動暨北京市中小學人工智能教學實踐研討會由北京教育音像報刊總社、北京教育學院和北京市教育學會聯合主辦，中小學信息技術教育雜志社、中央美術學院附屬實驗學校和中國教育技術協會創新教育實踐工作委員會承辦，人民教育出版社課程教材研究所協辦。來自北京市及全國十多個省市的教育行政領導、專家、校長、教師和企業界人士，近300人參加了此次活動。

2019年6月11日，會議的開幕式別開生面，首先登臺的是教育機器人小智，小智用幽默擬人的語言與參會人員互動，并邀請會議主持人登場，由此拉開活動的帷幕。

北京教育音像報刊總社黨委書記兼社長李開發在大會致辭中表示，此次研討會的召開旨在深入貫徹習近平總書記給2019國際人工智能與教育大會賀信重要講話精神，全面貫徹全國教育大會及北京全市教育大會精神，落實《北京市教育信息化三年行動計（2018-2020年）》的實施，創新應用信息技術手段，構建北京特色的創新教育課程體系。經過幾十年的技術積累與迭代，人工智能逐漸走向科技革命的中心，成為推動社會進步與發展的新引擎。在當前時代背景下，我們關注人工智能教育，推動人工智能進校園，真正的讓人工智能落地生根，開花結果。

現場訪談：中小學人工智能教育面臨的機遇與挑戰

參加現場訪談的嘉賓就人工智能知識普及，教材和課程開發，教師面臨的機遇與挑戰等問題各抒己見，現場氣氛活躍，互動熱絡，精彩紛呈，掀起了活動當天的第一個高潮。

1.人工智能教育給教師帶來很大挑戰

提到人工智能和教育的融合，這里要厘清三個領域，人工智能專業的建設、人工智能技術的應用、中小學的人工智能教育。

“人工智能教育和人工智能技術是完全不同的話題，因培養目標的不同，中小學人工智能教育要比大學的人工智能教育更難，是技術領域與教育領域交叉融合的學科，那么就要求教師既懂技術又懂教育本身，最終讓孩子能接受，這是難點。” 前IBM大中華區人工智能智慧城市首席解決方案專家、思源教育研究院執行院長李根柱博士說。

如何將有一定門檻的人工智能中復雜的有技術難度的內容，帶入到中小學教育里面，怎么帶入、如何帶入？這一系列問題將給中小學教師帶來了很大的挑戰。

技術與教育密不可分，教育的發展推動技術的進步，技術的進步又反哺于教育。中央美術學院附屬實驗學校校長姜源提出了另一個挑戰，人工智能的介入讓教育手段更加豐富，能夠提升教育思維，但教師的情感、創新思維是人工智能代替不了。

“我想人工智能的到來，中小學教師面臨的全新的挑戰一定是情感和能力提升的挑戰。教師一定要比學生先走一步，人工智能教育的目的是讓教師、學生認識和掌握人工智能。”姜源說。

北京教育學院在推動人工智能教育的教師培訓方面邁出了領先的一步。北京教育學院副院長鐘祖榮介紹，該學院申請了一個北京市社科計劃課題《中小學開展人工智能和推進智能教育的對策研究》;2018年組織北京市昌平、東城、西城等區域的40多位教師進行了人工智能教育的專題培訓;2019年又開設了2個人工智能的特級教師工作室，招募了40位教師開展研修，做好人工智能的師資培養工作。目前，北京教育學院已經走進10多所學校開展人工智能教育實踐工作，包括北京八中、中關村二小、回龍觀二小、北京教育學院豐臺附小等學校。

“目前，北京教育學院主要針對6大方面進行研究，包括中小學開展人工智能課程的目標定位;針對中小學的水平和認知特點設置相關內容;師資應該具備什么條件;設備和場地的條件如何;用什么方法來普及;如何對課程體系進行評價。” 鐘祖榮說。

中小學人工智能教育的發展離不開媒介的助推與引領。北京教育音像報刊總社總編輯張淑芳在訪談中表示，《新一代人工智能發展規劃（2017）》的最后提到的就是輿論引導，要充分運用各種傳統媒體和新興媒體，讓人工智能教育的健康發展成為全社會的共識，及時做好輿論引導，更好應對人工智能發展可能帶來的社會、輿論和法律等挑戰。

2.人工智能教育課程開發有一定難度

未來已來，人工智能教育的實踐正走在路上。當下，中小學人工智能教育課程的開發擺在了教育工作者和人工智能專家的面前，課程的開發存在一定的難度和挑戰。

“人工智能課程如何與現有課程相結合，如何開發課程資源和教材，這是人民教育出版社課程教材研究所一直在思考的問題。”該所的龍正武副主任談道，“出版社正在圍繞中小學階段的人工智能課程、教材、教學進行研究，讓教師認識到人工智能的重要性、復雜性和不確定性。”

目前，市面上已經出現了不少標記為“中小學人工智能教材”的書籍。龍正武介紹，一方面他們正在了解現在各中小學開設人工智能教育的途徑，收集研究已有的書籍和一線學校的課程資源進行研究;另一方面也正在從理論的層面梳理人工智能教育應該如何開設，包括人工智能教育的內容如何才能與最新的技術發展進行接軌，人工智能教育的課程以及課程資源怎樣開發才能最理想等。

李根柱博士談到開發人工智能課程有三個方面需要注意，一是目前的誤區是大多數技術企業在主導推動人工智能教育，技術企業的強項是技術的實現而不擅長創新思維的培養，人工智能教育更多的是應該面向創新思維培養;二是人工智能教育實現的路徑是把人工智能的復雜過程可視化，關鍵是把“黑盒子”里的路徑和方法告訴學生，這一點具有挑戰性;三是中小學人工智能不能脫離生活，一提到人工智能就建立“人工智能實驗室”是不可取的，而是要與現有資源融合，讓人工智能的應用更加生活化、場景化和案例化，做真人工智能，而不是偽人工智能。

主題報告：思維培養是人工智能教育的核心

北京大學教育學院賈積有教授以“教育與人工智能”為主題，帶來了人工智能最新的研究進展。賈積有教授從理論層面對教育、自然智能和人工智能的關系進行了生動的闡述，并用大量的案例來說明人工智能在哪些方面可以替代人類的自然智能。關注和研究人工智能首先要厘清人工智能的概念，賈積有教授認為人工智能就是用人工的方法在機器（包括計算機）上實現的智能;或者說就是人們使用機器模擬人類和其他生物的智能，包括感知能力、記憶、思維能力、行為能力、語言能力。賈積有教授通過實證研究得出的政策建議：將人工智能等信息技術深度整合到常規教學中，使技術裝備物盡其用，服務于學校核心業務;而不僅僅停留在公開課的層面，應用要適時、適度，滿足學生層次化、個性化學習的需求;應用要減輕教師和家長負擔。對于人工智能能不能代替部分教師的工作這一話題，賈積有教授認為，目前的智能教學系統（ITS）還是對優秀教師的模擬，智能教學系統僅限于某些特定領域和特定知識，效果明顯，但是還沒有大規模的應用。

中國人工智能教育學會可拓工程專業委員會副秘書長、北京建筑大學秦建軍副教授在“中小學人工智能教育應該教什么”的主題報告中，提出思維培養是人工智能教育的核心;人工智能基礎教育是探索“有限技術”下的“無限可能”;人工智能教育水平主要依賴于教學者及方案，而不是技術;人工智能教育的內容需要從受教者的視角專門的設計。對于中小學人工智能教育應該教什么？秦建軍副教授認為人工智能教育應該培養學生的信息素養，從哲學與方法、科學與探索、實驗與試錯、思維與創新等能力維度劃分，并對比人工智能涉及的內容進行了分析。秦副教授進一步指出，思維素養在AI教育中至關重要，人工智能基礎教育中的思維素養包括計算思維、創造性思維、設計思維、系統思維、跨學科思維、人機協作思維等。

實踐案例：發揮特色? 因實踐而成功

將人工智能教育落實到教學中，必然離不開教學實踐的探索。本次活動安排了8個實踐案例，通過豐富多彩的實踐案例呈現適合人工智能的教學內容和教學形式。

在學校層面，有三位校長分別從學校人工智能課程建設、人工智能和現有課程深度融合、學校人工智能校本課程構想和實踐等方面闡述人工智能在教育教學和學校管理方面所發揮的作用。北京市第十八中學教育集團管杰校長介紹了學校人工智能課程建設情況。面向未來，該校正利用人工智能技術從案例管理向數據管理、問題管理和趨勢管理發展。中央美術學院附屬實驗學校姜源校長介紹了學校美術特色教學與人工智能的結合。他認為，人工智能取代不了教師，世界在發展，人工智能可以減輕人的低級的重復性腦力勞動，但取代不了人的情感、設計、創新、創造，他希望人工智能和現有課程深度融合，促進各個學科教學發展。杭州上海世界外國語小學陳民仙校長介紹了學校努力打造全人教育的探索，通過豐富多彩的課程展示學校人工智能校本化課程構想和實踐。她提出要培養學生的人文情懷、責任意識，讓學生學會學習。學校創設智能化學習環境，讓學生在FUN? WITH? CODING等課程中體驗編程的樂趣。

教師層面，有五位教師帶來了精彩的課程探索案例。教師們從學生需求出發，推動課程不斷發生著演變，設計和引領學生動手實踐，培養學生創新意識和創新能力。人大附中袁中果主任從政策、師資、內容、生態等方面介紹了人大附中人工智能課程開展情況。他強調，優質人工智能課程平臺、數字化的學習環境，學生、教師、學校、社會四位一體的人工智能教育生態圈，對培養未來人工智能人才具有重要意義。北京十一學校聶璐老師為與會者帶來了自己在“人工智能與APP開發”課程建設方面的探索和實踐。從學生需求出發，課程不斷發生演變。從游戲化學習，到APP開發，再到人工智能人臉識別，借助國內開放平臺資源，設計和引領學生動手實踐，培養學生創新意識和創新能力。北京第一師范附屬小學李婷老師以“圖像識別”一課為例，介紹了自己的人工智能教學實踐。北京市第171中學附屬青年湖小學徐欣彥老師介紹了“人工智能起始課”“黑白畫手”等實踐案例，講述了課程活動設計細節與思考。案例鮮活，娓娓道來，深深吸引了與會者。北京市陳經綸中學分校望京實驗學校崔深根主任從以點帶面開展人工智能社團說起，介紹了學校開展中小學人工智能課程體系建設情況。學校主要采用項目式學習方式，讓人工智能原理可視化;使用機器人為學習工具，以學促教。

技術沙龍：技術協同教育砥礪前行

專家、校長、一線教師及企業代表以沙龍形式共話人工智能教育，就當前人工智能技術發展趨勢、人工智能教育的實現路徑、教材和課程開發、實踐中存在的困難等問題展開討論。

高中信息技術課程標準專家組成員樊磊教授在討論時指出，高中信息技術課程標準目標和內容設定具有相當大的彈性，對于講哪些內容并沒有特別明確的指定，這是由于技術發展比較快，主要還是為了給發展不平衡的地區有較大自主選擇的空間。關于人工智能在教育里應該占有什么樣的地位，義教階段的課程標準已經在路上了。正是因為人工智能發展階段、發展水平不一樣，所以人工智能教育不能一窩蜂，要根據區域的實際情況探索人工智能的發展路徑。

對于當前人工智能教材和課程的開發，樊磊教授認為雖然現在出了第一批人工智能教材，但是同質化比較嚴重，很多是從國外移植過來的軟硬件平臺，套上了人工智能的外衣。在義教階段的新課程標準里，人工智能教育是信息素養的組成部分，不是用來取代信息技術課、創客課程、STEAM課程的。所以，我們不要忘記大的目標，人工智能教育要按照正確的方向發展，在明年義教階段課程標準出臺之前，教材開發要謹慎，最好開發、實驗一些教學案例，要讓人工智能課程見到實效。

北京教育學院“北京市中小學人工智能教學實踐研究特級教師工作室”負責人于曉雅副教授認為，人工智能教育不能脫離教育的本質，以立德樹人為根本要求。當前，我們需要對師資、教材、內容進行梳理，探尋人工智能教育的實施路徑。首先，我們要認清人工智能教育的本質，認清人工智能的核心概念。學習并了解人工智能的五大核心概念：感知、表示推理、學習、自然交互、社會影響，基于核心概念進行教學。其次，我們要抓住人工智能多元思維的培養，不能僅僅局限在學習編程，需要讓孩子們理解數據、理解算法，親歷整個人工智能的過程。再次，一定要負責任地使用技術，要在孩子的內心種下倫理、道德、法律這樣的種子，這樣的技術學習才有意義。最后，就是要變革人工智能教育教學的方式，在體驗式的活動與人工智能知識之間搭起橋梁，培養人與人工智能協作交流，共生共存和諧相處的 “人工智能能力”。

人工智能教育進入中小學，如何落地是關鍵。對此，北京市東城區信息技術教研員郭艷玫在發言的時候指出，作為小學信息技術教研員，首先是明確態度，一線教師對人工智能教育的態度，我們曾進行過問卷調查，主要了解教師對人工智能的認知層次，以及教師對人工智能的態度。非常令人欣慰的是，東城區有90%的信息技術教師對人工智能有興趣。其次是認識和學習。對一線教師來說，第一要有學習的意識，第二要有科研的意識。課題研究是教師專業成長的有效途徑，對于人工智能教育來說，不僅僅是信息技術教師的事情，更應該是學科教師的事情。

北京市第十八中學教育集團管杰校長說，我們在三年前開了人工智能課程，我感覺最重要的是人工智能道德觀的教育，如果問問孩子，人工智能是什么？孩子們會說：“大白”“瓦力”“奧創”，孩子通過電影發現了很多人工智能的應用，但孩子們沒有辦法分辨隱性善惡。對于人工智能教育我們覺得不應該將主要精力放在編程上，應該是問題探究的形式，或者是情境模式、體驗學習，學生必須知其然，更要知其所以然。要讓孩子在應用的過程中找到更多的興趣點，鼓勵孩子們跨學科學習。

我們發展人工智能教育的機會在哪里？人工智能給教育帶來什么呢？樊磊教授總結道：“賦智教育，賦能師生。給教師個體帶來的是能力，給教育體系帶來的是智慧。”樊磊教授同時指出，“人工智能教育要有責任心和使命擔當，人工智能對人的影響還缺乏科學跟蹤和長期的研究，會不會給孩子帶來反作用還沒有定論，在這種情況下千萬不能急功近利，不能功利化。”

2019新時代創新教育實踐研訓活動暨北京市中小學人工智能教學實踐研討會融合線上、線下多種媒體形式，傳播創新教育先進理念，推動基礎教育領域創新教育實踐，為實現教育現代化助力;設置現場訪談、主題報告、實踐案例、技術沙龍等環節，在“產學研用”之間架起了橋梁，溝通交流中小學人工智能教育創新的理論和實踐策略。未來，我們繼續堅定信念，立足北京，輻射全國，傳播創新教育先進理念，推動基礎教育領域創新教育實踐，為實現教育現代化助力。