聯合國教科文組織 中小學人工智能課程藍圖解讀

王建梁 栗嘉敏

摘? ?要：聯合國教科文組織2022年2月發布的《中小學人工智能課程藍圖：亟需政府支持》指出，當前全球僅有11個國家開發并實施了人工智能課程，大多數國家并未將人工智能納入中小學課程體系。基于此，聯合國教科文組織從課程開發、課程融合方式、課程內容、課程實施和學習結果評估五個維度總結了人工智能建設的國際經驗，并提出形成政府主導、多元參與的人工智能課程開發模式，推動人工智能融入現有課程，確保學習成果順應人工智能時代需求，扎根人工智能基本原理等建議。

關鍵詞：聯合國教科文組織 人工智能 中小學課程建設 教育改革

自1956年人工智能正式成為一門學科以來[1]，經過60多年的發展，人工智能技術已在人類生活的方方面面得到了廣泛應用。在教育領域，基于大數據和深度學習的人工智能技術徹底顛覆工業時代“輸出—接受”式的師生互動方式。通過采集學習數據、分析學習模式、優化學習流程、改善學習成果以及實現管理流程自動化，人工智能為每個學生的個性化成長與全面發展創造了更加美好的藍圖。面對人工智能技術對教育系統的深刻影響，轉變傳統人才培養模式以滿足智能時代發展需求，是建設科技強國與培養拔尖創新人才的應有之義。當前全球僅有11個國家正式實施了人工智能課程，多數國家未將人工智能課程納入中小學課程體系。作為全球教育治理的關鍵領導者，聯合國教科文組織認識到人工智能與教育深度融合的價值邏輯，對中小學人工智能課程實施的國際現狀進行了調查，并于2022年2月發布《中小學人工智能課程藍圖：亟需政府支持》，以期為世界各國人工智能課程體系建設提供指導性框架。[2]

一、人工智能課程藍圖的邏輯起點

人工智能時代已經到來，世界各國需要設立新的教育愿景，以適應未來勞動力市場的變化。在人工智能技術發展、可持續發展需求與先行人工智能教育倡議等因素的推動下，聯合國教科文組織推出了人工智能課程藍圖，以推動世界各國中小學人工智能課程建設進程。

（一）現實邏輯：人工智能技術發展是教育系統改革的重要驅動力

人工智能技術是第四次工業革命的核心。從制造業到銀行業，從建筑業到運輸業，人工智能技術在現代工作場所中俯拾即是。不可否認的是，人工智能與其他前沿技術的發展將造成部分現有職業的消失與新職業的涌現。一項調查顯示，到2030年，全球30%的工作崗位將實現自動化，約3.75億工人可能受到影響。[3]為了使現在與未來的勞動者勝任人工智能技術創造的新職業，實現人類與人工智能的協同共生，教育和培訓機構應對技術變革趨勢做出預測，將人工智能融入課程開發、課程實施、教學實踐、學生評價等環節。通過創建智能化的教育環境，對學情進行數據追蹤與智能診斷，為每個學習者提供獨特的教育體驗，人工智能可以重塑教師、學生與技術的交互方式，激發學生的自主性與創造力，為其在人工智能時代和諧生活和工作做好準備。

（二）價值邏輯：人工智能技術是實現可持續發展目標的關鍵抓手

聯合國《2030年可持續發展議程》提出的17項可持續發展目標中，可持續發展目標4指向教育領域，重點關注幼兒教育及中小學教育普及、性別平等與教育包容、終身技能與職業培訓等方面，以確保全民享有公平、優質且適合每個人的終身學習機會。[4]而人工智能在教育領域的應用，為可持續發展目標4的實現注入活力：在普及教育方面，人工智能技術可以打破時間和空間的限制，使泛在學習成為教育新常態;在提升教育的包容性方面，殘障學生可以在人工智能技術輔助下實現自主學習;在確保優質教育機會方面，人工智能技術可以幫助教師收集和分析學生學習的過程性與終結性數據，使教師更好地了解學生的學習需求。人工智能在掃清教育障礙、滿足學生個性化發展需求及連通正式學習與非正式學習等方面，發揮著越來越重要的作用，為可持續發展目標4的實現提供了關鍵著力點。

（三）政策邏輯：先行人工智能教育倡議是課程藍圖繪制的基礎

聯合國教科文組織十分關注全球教育發展趨勢。無論是從政策影響還是從法律地位來講，聯合國教科文組織在推進世界教育改革方面一直扮演著領導者的角色。[5]隨著人工智能技術的蓬勃發展，聯合國教科文組織開始關注人工智能技術在教育領域的應用。2019年以來，接續發布了《關于人工智能和教育的北京共識》《人工智能與教育：政策制定者指南》等指導性文件，針對如何利用人工智能加快建設開放靈活的教育體系和如何提升決策者的人工智能勝任力等問題，提出了一系列切實可行的建議。[6]2021年9月，發起“人工智能與學習的未來”計劃，2022年發布《在教育中使用人工智能的道德原則指南》。[7]在此基礎上，于2022年2月發布《中小學人工智能課程藍圖：亟需政府支持》。該報告聚焦中小學人工智能課程建設，進一步凸顯聯合國教科文組織在全球人工智能教育改革中的引領作用。

二、人工智能課程建設的國際審視

為厘清當前中小學人工智能課程開發與實施的國際現狀，聯合國教科文組織分別對193個成員國和超過1萬名私營及第三部門利益相關者進行了調查，最終得到29個國家、1個領地以及31個非政府組織、學術和企業伙伴的答復。基于調查結果，聯合國教科文組織從課程開發、課程整合、課程內容、課程實施以及學習評價五個方面，對全球人工智能課程建設的經驗進行了分析與總結。

（一）多元的課程開發模式

人工智能課程開發是動態的、不斷完善的過程。根據各利益相關者的不同角色，課程開發模式可分為中央政府主導模式、政府領導下的去中心化模式、私人部門主導的非政府模式、政府委托私人供給模式四類。中央政府主導模式是指由國家級教育行政部門主導、關鍵利益相關者參與的人工智能課程開發模式;政府領導下的去中心化模式是指省級政府、地方政府或學校根據中央政府設立的課程標準，負責人工智能課程的開發;私人部門主導的非政府模式的關鍵在于靈活性，其開發的人工智能課程不僅與政府的課程框架和要求相契合，且能夠針對特定國家的具體情況進行個性化定制;政府委托私人供給模式是指政府委托在信息通信技術課程建設方面享有良好聲譽的私營企業開發國家人工智能課程。通常情況下，課程開發者還會對人工智能課程進行試點與評估，以判斷課程設計的合理性并推動完善工作。8DE34403-D4A2-4EF1-A422-499075CA58B0

（二）有機的課程整合方式

人們普遍認為人工智能技術主要適用于科學、技術、工程和數學（STEM）學科，而實際上人工智能可以融入任何學科，甚至幫助教師和學校開發新課程。[8]具體而言，人工智能課程能夠以多種方式整合至課程體系中，包括：獨立人工智能課程，即在國家或地方課程體系中，將人工智能設為獨立的學科類別，這些課程有獨立的課時分配、教科書和資源;嵌入式人工智能課程，即在國家或地方課程體系中，將人工智能嵌入其他學科類別，成為計算機科學、信息通信技術、語言、數學、科學或工程等課程的某一主題;跨學科式人工智能課程，即在多學科系統中，以項目式學習方式開展人工智能課程;多模態人工智能課程，此類課程借助學校傳統教學活動開展，同時輔之以非正式學習機會;靈活的人工智能課程，即學校或地區可采用一種或多種課程整合方式開展人工智能教育。無論采取何種方式，課程開發者需要以國家或地方當前的課程框架為基礎，實現人工智能與現有教育體系的有機融合。

（三）豐富的課程內容類別

人工智能課程內容主要源自于學科本身的發展、學習者的需求與社會發展的需求。如表1所示，當前各國人工智能課程內容主要包括三大類別，可劃分為九個領域。其一，人工智能基礎課程內容主要包含最核心、最基礎的人工智能概念與運作原理，旨在促進學生理解大數據及其功能，并使其具備解決現實商業或社會問題的設計思維。其二，倫理與社會影響課程內容不僅包含人工智能道德、人工智能的適當透明使用等概念內涵，為學生提供遇到不道德或非法使用人工智能時應當采取的應對措施;展示人工智能引發的勞動力流失、法律框架調整、治理機制創新等社會趨勢，旨在引導學生樹立正確的人工智能價值觀、增強道德意識并厘清其可能造成的社會影響。其三，理解、使用和開發人工智能課程內容，包括人工智能底層技術的應用，如機器學習、深度學習、監督學習及無監督學習;人工智能科學技術的應用，如自然語言處理、計算機視覺;與編碼、數學、數據科學相關的一系列復雜知識與技術，旨在幫助學生理解和使用與人工智能相關的技術與工具，并利用所學技能開發新型人工智能應用。人工智能課程涵蓋內容廣泛，為學生全面提升人工智能素養奠定了堅實的基礎。

（四）靈活的課程實施策略

面對人工智能技術的跨學科性、復雜性、專業性等特征，課程實施者需要根據具體的課程內容與實際教學條件，制定合理的實施策略。當前，絕大多數國家主要采取以講授法為主、項目式學習和活動式學習為輔的人工智能課程實施策略。其中，項目式學習通過創造跨學科的機會，推動學生利用人工智能技術解決個人及其社區面臨的現實挑戰，以培養學生的批判性思維、創業精神、溝通和團隊合作技能，因而逐漸成為許多國家和企業人工智能課程實施路徑的首選。這些項目既可以是有時間要求的活動，如使用人工智能軟件執行翻譯任務，通過機器人工具包構建和操控機器人;也可以是在教師的指導下進行的周期性人工智能項目設計，如IBM公司的“教育技術青年挑戰”、英特爾公司的“青年人工智能”。同時，許多人工智能課程還采用混合教學與遠程教學方式。

（五）合理的學習成果評價

學生的學習成果評價是人工智能課程評價的重要組成部分。通過對已有的人工智能學習成果框架與人工智能課程項目進行分析與歸納，聯合國教科文組織從知識、技能、態度與價值觀三個維度出發，構建了人工智能學習成果評價指標體系。在知識維度，通過人工智能基礎課程學習，學生應當具備算法定義與應用、算法要素與過程、編程語言、編程代理與模擬等方面的知識;通過理解、使用和開發人工智能課程學習，學生應當獲得人工智能的定義及其成分、人工智能發展史、人工智能中的數據應用、計算機與人類感知、產品開發流程等方面的知識;通過倫理與社會影響課程學習，學生應當獲得關于倫理術語及其定義與示例、知識產權、隱私與安全、環境影響、人工智能優勢與不足、偽造與虛假信息等方面的知識。在技能維度，學生應當具備算法、編程、情境問題解決、數據素養、人工智能技術、人工智能開發、人工智能應用、人工智能倫理及社會影響等方面的人工智能技能。在態度與價值觀維度，學生應當在個人層面獲得對信息通信技術的興趣、堅持不懈的態度、批判性思維、創業精神，在社會層面獲得善于合作與溝通、尊重他人、正直寬容等素養，在人類福祉層面獲得尊重環境、推進可持續發展、獻身社會公平等價值觀。

在不同的學段，人工智能課程的學習成果具有不同的側重點——小學階段關注學生對人工智能基礎知識的理解與興趣培養，中學階段注重人工智能技術的應用、創造及倫理意識的塑造。表2展示了中小學生在學習人工智能底層技術時能夠獲得的各項技能。基于學生的年齡特征與人工智能課程內容構建學習成果的評價指標體系，不僅有助于教師根據評估結果判斷課程實施的有效性和調整下一階段的課程計劃，而且有助于學生明確各階段的學習目標，針對自身的學習情況與策略進行自主評價。

三、關于人工智能課程建設的指導性建議

基于對全球人工智能課程建設現狀的廣泛調查，聯合國教科文組織強調了推進人工智能與中小學課程深度融合的重要意義，并從課程開發、課程整合、學習成果與課程實施四個維度出發，為各國建設與完善人工智能課程提出了指導性建議。

（一）課程開發：遵循政府主導、多元主體參與原則

在人工智能課程的開發與實施過程中，政府的支持與管理發揮著至關重要的作用。迄今，全球僅有11個國家正式開展了中小學人工智能課程開發與實施，還有部分國家在政策文件中強調將人工智能納入中小學課程體系，但實際并未開展相應的課程建設。聯合國教科文組織建議各國政府在中小學人工智能課程建設中發揮引領作用，鼓勵行業專家、學者、教師等利益相關者參與到人工智能課程開發過程中，形成政府主導、多元主體參與的開發模式。在此基礎上，政府應當設立明確的課程開發與認證機制，以保證各課程開發主體的目標與國家人工智能課程目標相統一。此外，各國政府還需廣泛開展人工智能課程試點，加強對本國人工智能課程實施現狀的審視。通過政府委托專家小組或開發者自評的形式，測試學習者的學習成果并對教師和政府相關部門的代表進行訪談和調查，以深入了解影響人工智能課程開發與實施的促進因素與阻礙因素，為決策者提供堅實的證據基礎，從而根據反饋結果調整與改進人工智能課程設計。8DE34403-D4A2-4EF1-A422-499075CA58B0

（二）課程整合：推動人工智能融入現有課程

為了培養適應智能時代發展的創新人才，人工智能亟需融入中小學課程體系，從基礎教育階段開始提升學生的人工智能素養。聯合國教科文組織建議各國因地制宜，對各學段現有的學科課程進行整合規劃，不斷探索與開發適當的人工智能課程整合方式。當前，大多數國家通常選擇在一門或多門現有學科中實施人工智能課程，或是將人工智能課程設置為選修課或跨學科課程。無論采用何種方式，課程開發者都需要替代或壓縮一定的現有課程內容或開發更多的課外活動機會，為人工智能課程整合參與創造充足空間。此外，人工智能與現有課程的整合也依賴教師培訓。教師是實施人工智能課程的主體，人工智能能否順利融入中小學課堂很大程度上取決于教師的教學勝任力與信息素養。因此，中小學要為在職教師提供人工智能概念和教學法培訓，并鼓勵教師參與課程資源開發;各大高校也需將人工智能納入職前教師培訓，從而整體提升教師隊伍的人工智能勝任力，使其將精力更多集中在與學生交流、反思和探索所教授的課程上。

（三）學習成果：順應人工智能時代需求

面對以人工智能和大數據為代表的新興技術革命，培養什么樣的人是人工智能課程體系建設需要回答的根本性問題。作為社會和經濟轉型的驅動力，人工智能引發的技術變革必將影響技術部門及更廣闊勞動力市場的人才需求。因此，人工智能課程需要幫助學生獲取在人工智能時代工作和生活所必需的價值觀與技能，為學生發明創造新型人工智能工具提供更多機會，并將倫理道德規范融入利用人工智能解決現實生活問題的課程情境中。課程開發者應當與課程專家、計算機科學家和教育從業者協商，在保證課程目標契合國際與國家發展戰略的基礎上，對學生應獲得的學習成果進行界定，制定、采用和調整適齡且跨學科的學習活動。此外，課程開發者應認識到，并非所有人工智能課程均需涉及科技產品和線上工具。在課程資源有限的條件下，人工智能課程可以從理解人工智能、識別人工智能、反思人工智能的社會影響等內容出發，促進學生人工智能知識、技能、態度與價值觀的發展。

（四）課程實施：扎根人工智能基本原理

人工智能技術發展之迅速可能導致依賴某種人工智能產品的課程很快落后于時代發展——在面對新的現實生活問題時，學生可能無法遷移所獲得的人工智能知識和技能。因此，人工智能課程以及范圍更廣的信息技術與通信課程不應依賴于某一特定的技術平臺、設備或編程語言。為了保障人工智能課程不與特定技術掛鉤，一方面，課程實施應當植根于學生的學習成果以及人工智能技術的運作原理、過程與價值取向，而非使用某種人工智能工具的能力;另一方面，課程實施者應從根本上轉變教師準備材料、課堂組織與學生評估的方式，以項目式學習為重要依托，為學生創造跨學科的學習機會，培養學生在多元情境下運用不同人工智能技術的可遷移能力。同時，政府還需加大對中小學人工智能基礎設施的投資力度，合理安排教師培訓、構建質量保障機制，以確保基礎設施能夠推進學生人工智能素養的發展。

四、結語

人工智能在工作和生活中的應用從根本上改變了人們的社會互動方式。了解人工智能是什么、它是如何運作的以及它能做什么，能夠使人們更好地了解世界、維護自己和他人的權利，并且為了公共利益合理利用科學技術和數據。為了培養符合人工智能時代發展的未來人才，各國政府承擔著將人工智能正式整合至教育系統的重要任務。聯合國教科文組織從課程開發模式、課程整合方式、課程內容類別、課程實施策略、學習成果評價等維度，為世界各國人工智能課程開發者繪制了基于證據的課程建設藍圖。

當前，我國的人工智能課程建設已經走在世界前列，不僅印發了《新一代人工智能發展規劃》《中小學人工智能課程開發標準（試行）》等文件，還在上海、北京、江蘇、遼寧、山東等多個地區開展了人工智能課程試點。[11]為了建設人工智能人才高地、進一步提升國際競爭力，我國可遵循聯合國教科文組織提出的指導性框架，深化人工智能課程改革，構建符合國家戰略目標和國際人權與道德標準的人工智能課程體系。同時，我國還可加強對人工智能課程質量與效果的循證研究，并保障課程資源的充分性與教師培訓的適切性，從多個方面推進高質量中小學人工智能課程體系建設。

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編輯 朱婷婷? ?校對 王亭亭8DE34403-D4A2-4EF1-A422-499075CA58B0