主動學習，莫讓新瓶裝舊酒

謝作如

近年來人工智能技術發展迅猛，各種應用悄然滲透到我們生活的各個方面，人類社會進入智能化時代已成為必然。世界各國都意識到掌握領先的人工智能技術和培養智能時代的新型人才意義重大，紛紛開始重視人工智能在教育中的應用以及人工智能人才的培養。我國也高度重視人工智能的教育應用，2017 年國務院發布了《新一代人工智能發展規劃》（下面簡稱《規劃》），“人工智能教育”成為中小學的關注熱點，各種培訓、教材和文章如雨后春筍般涌現。

2020年，全國中小學信息技術創新與實踐大賽（NOC）組委會準備增加“人工智能”方面的教師評比項目，并邀請我來設計項目規則。經過多次的研討，我們最終將賽項名稱確定為“人工智能與創客教學活動課例”。2021年，我評審了數百項教師作品，為一些教師的精彩設計而興奮，也為一些“新瓶裝舊酒”的做法而遺憾，因而想借雜志的這次專題約稿，談談自己對中小學人工智能教育的一些理解和期待。

● 人工智能教育的不同內涵

“人工智能教育”或者“智能教育”一詞，頻頻出現在各媒體和學術文章，成為學術研究的熱點。但我們細讀相關文章就會發現，雖然都用相同的名詞，但不同作者想表達的意義卻相差甚遠。經過歸類，其含義大致可以分為兩類。

第一類：將人工智能作為學習工具

以《規劃》為例，其將“發展智能教育”作為一項重要內容，強調要利用人工智能技術推動教育教學改革。從這一點的描述看出，文件中的“智能教育”類似教育技術領域常用的“智慧教育”（Smarter Educa?tion），關注的是如何從計算機輔助教學升級到智能教學系統，再到認知計算驅動的超大規模智能教學系統（黃榮懷等，2019）。一般而言，“人工智能+教育”往往指的就是“智能教育”。

實際上，“智慧教育”一詞并非一個新名詞。早在十年前，祝智庭和賀斌在《智慧教育：教育信息化的新境界》一文中就已經提出：智慧教育是經濟全球化、技術變革和知識爆炸的產物，也是教育信息化發展的必然階段，是教育信息化的新境界、新訴求。并強調智慧教育需要以智慧學習環境為技術支撐，以智慧學習為根本基石，以智慧教學法為催化促導。

第二類：將人工智能作為學習內容

《規劃》還提出要“建設人工智能學科”，要“完善人工智能領域學科布局，設立人工智能專業，推動人工智能領域一級學科建設”。僅僅從字面上理解，“建設人工智能學科”和“人工智能+教育”顯然是兩個不同的方向。發展人工智能需要人工智能人才，而人工智能人才的培養需要經過系統的知識學習，需要開設以學習人工智能知識為核心的課程，僅僅靠在教育中應用“人工智能”肯定難以實現。因而，在2017年發布的《普通高中信息技術課標》（簡稱《新課標》）中，就增加了《人工智能初步》這一選擇性必修模塊。

本文無意對“人工智能教育”“智能教育”等名詞進行界定，當人工智能在中小學還無法作為一門獨立的學科進行實施時，在教學中有意識地使用人工智能技術，無疑也是一種潛移默化的教育。但是不管從什么角度去看，二者的研究目標和內容都大相徑庭。在一些大型的教育教研活動中，標題相同而內容不同的講座、報告常常同時呈現，難免給聽眾一種概念混亂的錯覺。為了能在本文中指向清晰地闡述，我將“人工智能作為學習工具”稱之為“智能教育”，“人工智能作為學習內容”則稱為“人工智能教育”。

● 人工智能教育中的“兼職”和“專任”教師

前面已經提到，人工智能教育雖然重要，但目前為止并沒有作為一門獨立的國家課程進行設置。那么，在中小學中能夠承擔人工智能教育的教師大致可以分為兩類，即關聯度不大的“兼職”教師和關聯度較大的“專任”教師。

我國教育部先后頒布了《高等學校人工智能創新行動計劃》《教育部辦公廳關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》等文件，提出要“培養教師實施智能教育的能力”“開展教師智能教育素養提升行動”的目標和舉措。既然任何一位老師都要具備“智能教育素養”，那么幾乎可以這樣認定：所有的學科教師，都應該是人工智能教育的“兼職”教師。

當然，我們不能認為這些“兼職”的學科教師，在自己的教學中使用了人工智能技術，或者涉及到相關的內容，就認為已經在實施人工智能教育。例如，一位語文教師給學生提供的拓展閱讀文章中有關于人工智能的介紹，這和實施人工智能教育相差甚遠。記得九十年代的初中語文教材中有一篇與電腦相關的說明文，我們不能認為那節課就是一節信息技術課了。如果這樣去推導，任何一節用到文字的課都是語文課了。

本文提出的“專任”教師，是為了與“兼職”教師區別而借用的一個名詞，指的是其執教的學科中，能夠加入與人工智能相關的教學內容，或者本來就涵蓋了人工智能的學習內容，從而激發學生對人工智能的學習興趣。人工智能教育“專任”教師是中小學實施人工智能教育的主要力量，如中小學的信息技術教師、綜合實踐活動教師，以及從事科技輔導的相關教師等。

對于高中來說，不僅信息技術課程的選擇性必修模塊中已經有“人工智能初步”，必修模塊“數據與計算”中也增加了人工智能的內容。將高中信息技術教師作為人工智能教育的“專任”教師，是名副其實的說法。義務教育階段雖然暫時還沒有設置國家課程，但很多省份也開設信息技術課，有專職的信息技術教師。從目前的調研數據來看，一些經濟較發達的地區已經在小學和初中開設了人工智能課程，如上海。而這些課程幾乎都是由信息技術教師來執教的。

● 人工智能教育“專任”教師的核心素養

聯合國教科文組織在發布的《教育中的人工智能：可持續發展的挑戰和機遇》報告中，將“提升教師的人工智能素養”作為構建人工智能時代教育生態系統的重要內容。我國的相關文件中也在強調要“開展教師智能教育素養提升行動”?？梢姡悄芙逃仞B既是人工智能時代教師的關鍵素養，更是推進智能教育的核心保障。

無論是“人工智能素養”還是“智能教育素養”，都是針對智能教育而言。也就是說，關注的對象僅僅是“兼職”教師，而與“專任”教師無關。至于什么是“人工智能素養”，什么是“智能教育素養”，目前并沒有形成定論，在內涵和外延方面都缺少較為權威的闡述。對于人工智能教育“專任”教師需要具備怎樣的核心素養，目前為止，幾乎沒有看到這方面的相關研究或者論述。

鑒于對教師的核心素養方面并無定論，我參考了中國學生發展核心素養（簡稱“學生核心素養”）的框架和內容。正所謂“己所不欲，勿施于人”，當我們不斷在思考要“培養什么樣的人”這一問題時，同樣需要思考自身是否也擁有這些核心素養，尤其是作為教育者更需要具備同樣的核心素養。

學生核心素養以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與等三個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新等六大素養。我在學生核心素養中選擇了“學會學習”“實踐創新”和“責任擔當”這三個維度，用來描述作為人工智能教育的“專任”教師需要具備的核心素養。

1.學會學習

雖然在2003年的《普通高中信息技術課標》（簡稱《舊課標》）中，已經設置了“人工智能初步”模塊。但從實施情況看，開設了這一課程的學校以及執教這一課程的教師，都寥寥無幾。對比兩個版本的課標，我們不難發現，二者變化很大，如表1所示。

從表中可以看出，要達到新課標的要求，教師不僅要了解人工智能的發展歷史和發展現狀，還要能夠“搭建簡單的人工智能應用模塊”，“親歷設計與實現簡單智能系統的基本過程與方法”。從內容上看，舊課標關注的是專家系統，而新課標則是人工智能的新進展、新應用，涉及到機器學習、人臉識別、自動駕駛等應用領域，這一點和當前人工智能技術的發展是一致的。例如，《規劃》在開頭一段就指出“人工智能發展進入新階段”，和文件標題中的“新一代”相呼應。

對比按照新就課標編寫的教材，我們就能更加清楚的看到，新舊教材在學習內容上區別很大。但遺憾的是，目前國內的師范院校并沒有與時俱進，大部分學校的教育技術專業沒有開設人工智能課程，有些即使開設了課程，很少涉及到神經網絡、深度學習方面的內容。而作為“專任”的絕大多數信息技術教師，在本科階段并沒有接受過相關的課程學習，在人工智能方面都是“小白”。他們必須要“學會學習”，做到樂學善學，具有積極的學習態度和濃厚的學習興趣，養成良好的學習習慣，具有終身學習的意識和能力，才能勝任人工智能教育。至于學習渠道很多，如通過各種大學慕課或者企業培訓課程等。

當然，我們也非常遺憾的看到，一些教師并沒有及時升級自己的知識儲備，沒有跟上人工智能技術的發展，在玩“新瓶裝舊酒”的把戲：有些直接將編程課程等同于人工智能課程，有些將機械傳動方面的機器人課程改名為人工智能課程，甚至還有折紙、積木之類動手為主的課程也改名為人工智能。雖然編程、機器人之類的課程和人工智能聯系非常密切，但肯定不能等同。

2.實踐創新

《新課標》在“學業要求”中強調了“簡單智能系統”的設計與實現，這是因為當前人工智能雖然越來越“智能”，但技術門檻卻在不斷下降。人工智能技術并不神秘，也不是高高在上，借助一些開源的人工智能框架、平臺或者工具，在中小學階段開設課程完全可以做到。

“實踐創新”主要表現在問題解決和技術運用方面。新舊課標的最大區別在于，前者將人工智能看成是對學生來說高不可攀的技術，只能體驗，而后者將人工智能定位成一個雖然高端但又能操控的工具。因而，在教學活動、學習方式的建議方面，新舊課標在描述上也有很大的差別。

如表2所示，在新舊課標的比較中，我們能夠看到《舊課標》將學習方法停留在“體驗”“調查”的階段，甚至認為“觀看、閱讀與人工智能相關的影視作品或文學作品”后，然后能“描述人工智能技術的應用前景”即可，而《新課標》則要求在真實的應用場景中搭建智能系統。二者完全不在一個層面上。

要達到《新課標》的要求，作為“專任”教師，除了掌握一定的人工智能的算法原理，還要能用人工智能技術解決真實的問題。也就是說，教師要能夠達到核心素養中的“技術運用”和“問題解決”：善于發現和提出問題，有解決問題的興趣和熱情;能依據特定情境和具體條件，選擇制訂合理的解決方案;具有工程思維，能將創意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優化等。從這一點看，強調“創意物化”的創客教育和人工智能教育可以相互融合的。

3.責任擔當

“信息技術責任”是高中信息技術課程的四大核心素養之一?！叭斯ぶ悄艹醪侥K”的學業要求中提出要讓學生“客觀認識智能技術對社會生活的影響”。在學生核心素養中，“責任擔當”維度包含了社會責任、國家認同和國際理解三個方面，每一個方面都有豐富的含義。為什么要實施人工智能教育，為什么要培養人工智能人才，就是“社會責任”的一種體現，因為國家把人工智能發展作為重大戰略機遇來看待。

從“國家認同”的角度看，“專任”教師有必要了解我國在人工智能方面的發展現況，正確認識我國與歐美發達國家在人工智能各個層面的差距和優勢。不能夜郎自大，也不要妄自菲薄，該自信的要有自信。例如，我在一些課例中常常會看到，明明有更好的國產軟硬件可以使用，偏偏要選擇國外品牌，這是令人遺憾的。在人工智能教育方面，我們并不落后。

“國際理解”指要“具有全球意識和開放的心態”，要“關注人類面臨的全球性挑戰”，要“理解人類命運共同體的內涵與價值”。從這一點上看，人工智能教育在國際化方面可以做得很好，如人工智能第一編程語言Python，就是開源的編程語言，越來越多的人工智能項目，都會選擇GitHub進行開源。因而，《新課標》會特意強調要“充分利用豐富的開源硬件和人工智能應用框架等資源”。了解開源文化，擁抱開源文化，這是“專任”教師的基本素養之一。

● 結語

我們需要清楚地認識到，人工智能是一個技術含量極高的領域，尤其是機器學習方面，很多算法用到高等數學，超出了目前中小學生的學習范圍。但是，這并不妨礙學生對人工智能的濃厚學習興趣，以及應用人工智能技術解決問題的想法。我們甚至可以做一次大膽地分析：正是人工智能教育的普及，中小學的數學課程的目標和內容都應該做相應的調整。當然，這需要更多能夠勝任人工智能教育的“專任”教師和人工智能專家一起努力。

最后，我引用AI4All團隊在其主頁的一句話：AI Will Change the World. Who Will Change AI？（人工智能將改變世界，那誰來改變人工智能？）答案當然是我們的學生，但同時也包括了人工智能“專任”教師。

讓我們主動學習，和學生一起努力吧。