中小學(xué)人工智能教育的時(shí)代價(jià)值、實(shí)踐邏輯與現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)

摘要： 在數(shù)智化時(shí)代背景下，普及中小學(xué)人工智能教育勢(shì)在必行。新一代人工智能教育應(yīng)以人工智能素養(yǎng)的全面提升為主要目標(biāo)，以多學(xué)科知識(shí)融合為課程特質(zhì)，以由表及里的人技關(guān)系為邏輯主線，以動(dòng)態(tài)實(shí)踐探究為關(guān)鍵路徑，力求在具身體驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的人工智能知識(shí)、思維與情感。為應(yīng)對(duì)當(dāng)前中小學(xué)人工智能教育“開課難”“上課難”“上好難”等一系列挑戰(zhàn)，各地區(qū)教育部門需統(tǒng)籌區(qū)域課時(shí)與經(jīng)費(fèi)保障、強(qiáng)化多學(xué)科教師隊(duì)伍建設(shè)、協(xié)同推進(jìn)資源與環(huán)境建設(shè)等，共同推動(dòng)人工智能教育的有效開展。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)人工智能教育；人工智能課程；時(shí)代價(jià)值；實(shí)踐邏輯；現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)

當(dāng)今世界，以人工智能為代表的數(shù)字技術(shù)加速創(chuàng)新，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革進(jìn)入數(shù)智化新階段。發(fā)展數(shù)字技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)，建設(shè)數(shù)智化人才隊(duì)伍，以新質(zhì)生產(chǎn)力推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向^[1]。為激發(fā)教育發(fā)展活力，中共中央、國(guó)務(wù)院2025年初印發(fā)的《教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)規(guī)劃綱要（2024—2035年）》強(qiáng)調(diào)“構(gòu)建教育科技人才一體統(tǒng)籌推進(jìn)機(jī)制”。4月25日，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第二十次集體學(xué)習(xí)時(shí)要求，推進(jìn)人工智能全學(xué)段教育和全社會(huì)通識(shí)教育，源源不斷培養(yǎng)高素質(zhì)人才。可以說，在數(shù)智化發(fā)展時(shí)代和教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)背景下，普及中小學(xué)人工智能教育勢(shì)在必行。

一、與時(shí)俱進(jìn)：普及人工智能教育是數(shù)智化發(fā)展的時(shí)代要求

普及中小學(xué)人工智能教育具有深遠(yuǎn)的歷史意義和重要的時(shí)代價(jià)值，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)。一方面，以深度學(xué)習(xí)和生成式人工智能為代表的新技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向廣泛應(yīng)用，深刻改變著人們的學(xué)習(xí)、生活和工作方式；另一方面，人工智能已成為社會(huì)發(fā)展不可或缺的生產(chǎn)要素，公民需要具備理解和應(yīng)用人工智能的能力，學(xué)會(huì)與人工智能合作共處。因此，提升人工智能素養(yǎng)成為當(dāng)代公民的基本需求，而學(xué)校教育是培養(yǎng)這一素養(yǎng)的主陣地。人工智能素養(yǎng)不僅包括知識(shí)與技能，還涉及思維方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀的綜合運(yùn)用^[2]。培養(yǎng)具備人工智能素養(yǎng)的時(shí)代公民是應(yīng)對(duì)技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)的必然要求。

二是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的需要。從外部發(fā)展來看，人工智能是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與科技創(chuàng)新的新焦點(diǎn)，而人工智能教育是培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要環(huán)節(jié)，已被許多國(guó)家納入基礎(chǔ)教育體系。例如，2017年我國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》、2018年英國(guó)發(fā)布的《人工智能在英國(guó)：準(zhǔn)備、意愿和能力》報(bào)告、2023年美國(guó)發(fā)布的《國(guó)家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》等，均強(qiáng)調(diào)從基礎(chǔ)教育階段普及人工智能教育。從內(nèi)部需要來看，人工智能教育不僅是推動(dòng)教育、科技、人才“三位一體”協(xié)同發(fā)展的重要抓手，也是實(shí)現(xiàn)教育強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的關(guān)鍵舉措之一。教育部發(fā)布《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》等政策，是應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力和順應(yīng)國(guó)內(nèi)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措之一。

三是回應(yīng)數(shù)智時(shí)代的人才培養(yǎng)需求。人工智能技術(shù)的快速迭代需要不斷突破算法、模型等方面的瓶頸，同時(shí)要應(yīng)對(duì)倫理、數(shù)據(jù)安全等風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)智時(shí)代的復(fù)雜問題要求人們具備創(chuàng)新思維、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和問題解決能力，在此背景下，加強(qiáng)人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)勢(shì)在必行。中小學(xué)人工智能教育的普及不僅可以為培養(yǎng)專業(yè)人才奠定知識(shí)與能力基礎(chǔ)，還可以引導(dǎo)更多有志青年未來從事人工智能專業(yè)的學(xué)習(xí)與研究。

四是體現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的反哺作用。中小學(xué)人工智能教育的普及為國(guó)產(chǎn)人工智能軟硬件（如算法訓(xùn)練平臺(tái)和基礎(chǔ)算力）提供了應(yīng)用場(chǎng)景和廣大市場(chǎng)，有助于促進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

總之，普及中小學(xué)人工智能教育不僅是順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、提升公民素養(yǎng)的必然要求，也是推進(jìn)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和數(shù)智時(shí)代人才培養(yǎng)的重要舉措。通過政策引導(dǎo)和國(guó)際經(jīng)驗(yàn)借鑒，我國(guó)正在積極探索中小學(xué)人工智能教育的實(shí)施路徑，為培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

二、守正創(chuàng)新：新一代人工智能教育的實(shí)踐邏輯與應(yīng)然樣態(tài)

我國(guó)中小學(xué)人工智能教育正處于從試點(diǎn)探索到普及推廣的發(fā)展階段。先行試點(diǎn)地區(qū)通常基于當(dāng)?shù)氐馁Y源條件設(shè)計(jì)人工智能課程體系。這導(dǎo)致各地在課程目標(biāo)、設(shè)計(jì)思路、教材內(nèi)容、評(píng)價(jià)方式等方面存在差異^[3]，甚至有可能偏離國(guó)家要求和育人目標(biāo)。基于此，中小學(xué)人工智能課程需要遵循課程設(shè)計(jì)的普遍規(guī)律和要求，注重目標(biāo)、內(nèi)容與評(píng)價(jià)的一致性，厘清人工智能課程相較于其他學(xué)科課程的獨(dú)特屬性，進(jìn)一步規(guī)范課程的目標(biāo)定位、課程類型、內(nèi)容體系、教學(xué)方法及評(píng)價(jià)方式。

（一）目標(biāo)定位：從“知識(shí)本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)本位”

以往，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育的開展主要依托于程序設(shè)計(jì)課程、機(jī)器人課程、人工智能初步課程、創(chuàng)客教育與STEM教育，并聚焦人工智能專業(yè)知識(shí)與技能的“雙基”學(xué)習(xí)^[4]。在新的時(shí)代背景下，中小學(xué)人工智能教育承載著創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要使命，要為計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能等領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，人工智能技術(shù)作為前沿科技的典型代表，本身專業(yè)性極強(qiáng)，學(xué)習(xí)門檻較高，有必要降低其難度進(jìn)而轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)教育，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生利用人工智能解決問題的思維和方法^[5]，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。由此，新一代人工智能課程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛉w學(xué)生的基礎(chǔ)性課程，以培養(yǎng)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)為關(guān)鍵目標(biāo)，鼓勵(lì)學(xué)生綜合應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域知識(shí)來解決復(fù)雜的實(shí)際問題，獲得人工智能知識(shí)、人工智能情感和人工智能思維的顯著提升。

其中，人工智能知識(shí)是指學(xué)生所需掌握的人工智能基本概念、技術(shù)要素和技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)；人工智能情感是指學(xué)生形成的對(duì)人工智能與人類互動(dòng)的價(jià)值認(rèn)識(shí)、情感傾向或態(tài)度；人工智能思維是指在設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試與優(yōu)化智能交互系統(tǒng)過程中，學(xué)生所應(yīng)具備的設(shè)計(jì)思維、工程思維、計(jì)算思維與系統(tǒng)思維。

（二）課程類型：從“學(xué)科中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)科融合”

新一代人工智能具有綜合性特質(zhì)。相較于知識(shí)邏輯體系嚴(yán)密、學(xué)科間相互孤立的傳統(tǒng)學(xué)科中心取向的教育，新一代人工智能教育本身就是一種跨學(xué)科教育，它強(qiáng)調(diào)在多學(xué)科場(chǎng)域中運(yùn)用人工智能的思維和方法解決問題^[6]。同時(shí)，人工智能課程具有天然的數(shù)智化屬性，這決定了其教學(xué)過程需系統(tǒng)性整合數(shù)字化專用工具與訓(xùn)練平臺(tái)。因此，作為兼具跨學(xué)科課程和數(shù)智化課程建設(shè)的代表，人工智能課程應(yīng)該成為新時(shí)代課程融合創(chuàng)新的重要突破口和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，將人工智能課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)視作學(xué)科融合的紐帶和橋梁。

為此，課程內(nèi)容的選擇需要與人工智能技術(shù)發(fā)展保持同步，使其具備一定的前瞻性、靈活性和開放性。小學(xué)低年級(jí)段側(cè)重感知和體驗(yàn)人工智能技術(shù)，使學(xué)生初步接觸人工智能的產(chǎn)品和應(yīng)用。因此，教師可通過簡(jiǎn)單的機(jī)器人演示、智能玩具體驗(yàn)等方式，讓學(xué)生初步感受人工智能的奇妙之處。小學(xué)高年級(jí)段和初中階段側(cè)重理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)，使學(xué)生能夠掌握人工智能的基本原理和方法，包括學(xué)習(xí)人工智能的算法、模型等，并通過實(shí)際操作來應(yīng)用這些技術(shù)解決問題。高中階段則更注重項(xiàng)目創(chuàng)作和前沿應(yīng)用，以及人工智能底層技術(shù)思想的理解，并在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)踐。例如，最近發(fā)布的《深圳市義務(wù)教育人工智能課程綱要（修訂版）》從跨學(xué)科視角進(jìn)一步優(yōu)化了各學(xué)段的課程內(nèi)容體系，弱化了傳感與控制、傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)等內(nèi)容，增加了更具應(yīng)用性的深度學(xué)習(xí)、生成式人工智能等相關(guān)內(nèi)容。這些舉措使得課程內(nèi)容更加符合人工智能技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，更易于跨學(xué)科連接，也更具前瞻性和實(shí)用性。

在內(nèi)容的組織上，中小學(xué)人工智能課程的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循關(guān)聯(lián)性和邏輯性原則，在充分考慮中小學(xué)生身心發(fā)展與認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，實(shí)施多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的人工智能課程教學(xué)：一方面需要設(shè)置具有獨(dú)立課時(shí)的人工智能課程模塊，并開展以人工智能課程為主體的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)；另一方面，需要將生成式人工智能等常識(shí)性、通識(shí)性屬性突出的內(nèi)容提取出來，滲透于其他學(xué)科教學(xué)之中。例如，開展人工智能與信息科技、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的融合教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)人工智能的同時(shí)也能深化對(duì)其他學(xué)科知識(shí)的理解，有效培養(yǎng)跨學(xué)科思維、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。必須強(qiáng)調(diào)的是，課程內(nèi)容的選擇與課程開設(shè)的形式是兩件完全不同的事情，強(qiáng)調(diào)人工智能課程內(nèi)容的跨學(xué)科融合取向，并非要求人工智能教育只能融合于其他學(xué)科課程中進(jìn)行，如果這樣做，只會(huì)導(dǎo)致人工智能教育的名存實(shí)亡。

（三）內(nèi)容體系：從單一邏輯主線走向多元邏輯主線

人工智能課程的內(nèi)容體系是關(guān)涉人工智能課程能否行穩(wěn)致遠(yuǎn)的關(guān)鍵。目前，該領(lǐng)域存在理論研究不足與實(shí)踐探索系統(tǒng)性欠缺的雙重困境。盡管《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將人工智能列為信息科技課程的六大邏輯主線之一，但其“應(yīng)用系統(tǒng)體驗(yàn)—機(jī)器計(jì)算與人工計(jì)算的異同—倫理與安全挑戰(zhàn)”的邏輯線索相對(duì)于當(dāng)前人工智能教育需求而言已偏單薄。2024年底教育部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》明確將“構(gòu)建系統(tǒng)化課程體系”列為首要任務(wù)。這意味著，人工智能課程亟須構(gòu)建自己特有的邏輯主線框架，才能支撐系統(tǒng)化課程體系的建設(shè)任務(wù)。在構(gòu)建邏輯主線時(shí)，我們認(rèn)為相較于技術(shù)流派的學(xué)理劃分，基于技術(shù)樣態(tài)和應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)踐路徑更具可行性。借用具身哲學(xué)的觀點(diǎn)，由表及里地使用某種技術(shù)，實(shí)質(zhì)反映的是人與技術(shù)關(guān)系的不斷深入，乃至融為一體。

因此，筆者認(rèn)為，從表層的人工智能技術(shù)應(yīng)用（用現(xiàn)成的人工智能工具解決問題），到里層的人工智能模型應(yīng)用和模型優(yōu)化（用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)人工智能工具），再到深層的人工智能思維方法和情感道德的塑造與內(nèi)化，構(gòu)成了人類主體與人工智能具身關(guān)系的基本發(fā)展路徑。從這些路徑中可以提煉出工具智能化、問題模型化、模型優(yōu)化、思維可視化、道德情感內(nèi)化五大邏輯主線^[8]。工具智能化強(qiáng)調(diào)使用智能工具解決問題，激發(fā)學(xué)生興趣，涉及的關(guān)鍵詞包括：生成式人工智能、多模態(tài)、大模型、智能體、輕應(yīng)用等。問題模型化強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為具體模型的能力，涉及的關(guān)鍵詞包括：?jiǎn)栴}建模、數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備、模型訓(xùn)練（超參數(shù)）、模型推理等。模型優(yōu)化強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生深入理解算法、數(shù)據(jù)與算力的關(guān)系，涉及的關(guān)鍵詞包括：泛化、壓縮、量化、剪枝、算力等。思維可視化強(qiáng)調(diào)將人工智能思維的培養(yǎng)融入智能交互系統(tǒng)的開發(fā)過程，涉及的關(guān)鍵詞包括：工程思維、設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維、系統(tǒng)思維等。道德情感內(nèi)化強(qiáng)調(diào)人工智能技術(shù)應(yīng)用中的倫理道德教育，涉及的關(guān)鍵詞包括：文明禮儀、行為規(guī)范、信息安全、社會(huì)公平等。

五條邏輯主線不僅體現(xiàn)了前文提及的由表及里的人技關(guān)系，相互之間還有不同的邏輯關(guān)系。如圖1所示，道德情感內(nèi)化需要滲透在工具智能化、問題模型化和模型優(yōu)化的過程中，這三者同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)思維可視化的載體。其中，工具智能化重在理解智能工具背后的設(shè)計(jì)思想和思維，問題模型化和模型優(yōu)化則強(qiáng)調(diào)學(xué)生在利用模型解決問題的過程中對(duì)工程思維、設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維、系統(tǒng)思維的具體應(yīng)用。

（四）教學(xué)方法：從“教師中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)生中心”

傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)往往以教師講授為主，新一代人工智能課程則強(qiáng)調(diào)具身學(xué)習(xí)的情境創(chuàng)設(shè)，注重學(xué)生在智能情境下的親身體悟和實(shí)踐探究。作為實(shí)踐性課程，中小學(xué)人工智能課程不能照搬高等教育的教育教學(xué)方法，應(yīng)注重應(yīng)用性與趣味性，將知識(shí)與生活情境結(jié)合起來，幫助學(xué)生在具身化體驗(yàn)式學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)“做學(xué)創(chuàng)合一”和“學(xué)用一體”，實(shí)現(xiàn)第一課堂與第二課堂的有效結(jié)合。

一方面，充分發(fā)揮第一課堂的“主陣地”作用，推進(jìn)落實(shí)以課程為落腳點(diǎn)的人工智能教育教學(xué)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是目前最常用的教學(xué)方法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、情境化教學(xué)、基于問題的教學(xué)、基于案例的教學(xué)、逆向工程教學(xué)法等也常被提及，還有4I教學(xué)模式、5I教學(xué)模式、TRIP教學(xué)模式和“燈籠”模型、配對(duì)與競(jìng)合學(xué)習(xí)模式以及4C教學(xué)模式等^[9]。這些教學(xué)模式與方法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重引導(dǎo)學(xué)生在觀察、體驗(yàn)、模擬與創(chuàng)作的過程中，逐步理解原理、掌握方法、發(fā)展思維，既落實(shí)了《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》的要求，也體現(xiàn)了中小學(xué)人工智能課程教學(xué)的應(yīng)然樣態(tài)。同時(shí)，鼓勵(lì)教師積極將人工智能的最新成果，如生成式人工智能工具、智能教學(xué)平臺(tái)等融入課堂教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主、合作、探究的人工智能學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生人工智能素養(yǎng)的體系化塑造。

另一方面，鼓勵(lì)學(xué)校打破“兩個(gè)課堂”壁壘，促進(jìn)育人資源整合、實(shí)踐要素融合。學(xué)校可通過設(shè)立人工智能科技節(jié)、舉辦校園人工智能作品展、開展人工智能辯論等多種形式的活動(dòng)，將人工智能與學(xué)生的個(gè)人生活、校園生活、社會(huì)生活有機(jī)結(jié)合起來，豐富人工智能體驗(yàn)與實(shí)踐，提升學(xué)生的應(yīng)用與創(chuàng)造能力，營(yíng)造濃厚的人工智能教育氛圍。學(xué)校還可組織形式多樣的課程拓展和交流活動(dòng)，為學(xué)生提供展示的平臺(tái)，并從中發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)人工智能優(yōu)秀人才。

（五）評(píng)價(jià)方式：從“單一評(píng)價(jià)”轉(zhuǎn)向“多元評(píng)價(jià)”

傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式主要依賴量化的分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)內(nèi)容往往側(cè)重于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶和理解。人工智能課程特別強(qiáng)調(diào)“做學(xué)創(chuàng)合一”，應(yīng)當(dāng)采取證據(jù)導(dǎo)向的素養(yǎng)評(píng)價(jià)來評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而不是結(jié)果導(dǎo)向的知識(shí)測(cè)試^[10]。開展中小學(xué)人工智能課程評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)人工智能素養(yǎng)要求創(chuàng)設(shè)真實(shí)性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，采用多樣化評(píng)價(jià)方法，結(jié)合信息技術(shù)手段全方位收集學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相統(tǒng)一。同時(shí)，要體現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”一體化，人工智能課程評(píng)價(jià)需要依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果持續(xù)優(yōu)化教學(xué)策略和方法，不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量。為避免造成“劃等級(jí)”“唯分?jǐn)?shù)”的局限和誤區(qū)，教師可通過上機(jī)實(shí)踐、方案設(shè)計(jì)、作品創(chuàng)作、專題匯報(bào)等多種評(píng)價(jià)途徑，注重學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)與教師總評(píng)相結(jié)合，校內(nèi)評(píng)價(jià)與校外評(píng)價(jià)相結(jié)合，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。此外，為實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)過程的精細(xì)化，鼓勵(lì)教師積極探索人工智能技術(shù)支持下的新型評(píng)價(jià)方式，以評(píng)促學(xué)、以評(píng)促教。

三、托底擴(kuò)容：中小學(xué)人工智能教育的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略

普及中小學(xué)人工智能教育已經(jīng)成為全球共識(shí)，世界各國(guó)建立了中小學(xué)人工智能課程內(nèi)容框架，建設(shè)了多元化、規(guī)模化的課程資源體系，積累了較為豐富的人工智能課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。然而，目前中小學(xué)人工智能課程的建設(shè)仍處于初級(jí)階段，比較缺乏實(shí)用、易用的課程資源，仍存在環(huán)境與知識(shí)準(zhǔn)備度不足等問題。為加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育，有效培養(yǎng)新時(shí)代創(chuàng)新型人才，各級(jí)教育行政部門、學(xué)校管理者及教師應(yīng)提高重視程度，積極探索中小學(xué)人工智能教育的新理念、新模式和新方法。

（一）區(qū)域統(tǒng)籌課時(shí)與經(jīng)費(fèi)保障，化解“開課難”窘境

當(dāng)前，人工智能課程主要以地方課程和校本課程形式實(shí)施。各地區(qū)在推進(jìn)人工智能課程實(shí)施的過程中，仍面臨政策缺乏、主體權(quán)責(zé)不明、協(xié)作機(jī)制不完善等制度困境。根據(jù)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論，區(qū)域推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育需要諸多主體、要素相互適應(yīng)和共同作用。各地要重視中小學(xué)人工智能教育相關(guān)制度的建設(shè)，通過加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、建立協(xié)調(diào)機(jī)制、強(qiáng)化監(jiān)督評(píng)估等措施，保障人工智能課程的實(shí)施。

課時(shí)是課程實(shí)施的基本條件。要實(shí)現(xiàn)《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》提出的2030年基本普及人工智能教育的目標(biāo)，各地就要保證中小學(xué)人工智能課程的基本課時(shí)，積極創(chuàng)造條件擴(kuò)大單獨(dú)開課范圍，提高課時(shí)比例。當(dāng)前，先行試點(diǎn)地區(qū)中小學(xué)人工智能課程的開設(shè)主要有兩種模式：一是每?jī)芍?課時(shí)甚至每四周1課時(shí)的零散或融合開課（融合在其他相關(guān)課程中學(xué)習(xí)）模式；二是以上海為代表的集中開課模式（即集中在小學(xué)四年級(jí)、初中七年級(jí)獨(dú)立開課，每周1課時(shí)或2課時(shí)）。相較而言，零散或融合開課模式容易走向虛化，而集中開課模式有充足的課時(shí)保障，短期效應(yīng)明顯。課時(shí)不足往往導(dǎo)致課程實(shí)施效果大打折扣。為幫助學(xué)生完整學(xué)習(xí)人工智能課程內(nèi)容，各地要鼓勵(lì)學(xué)校開設(shè)人工智能校本課程，充分利用第二課堂時(shí)間教授選學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)第一課堂和第二課堂的緊密聯(lián)動(dòng)。另外，軟硬件基礎(chǔ)，尤其是模型訓(xùn)練平臺(tái)、算力服務(wù)器、大模型一體機(jī)，已成為保障人工智能課程順利實(shí)施的重要因素。經(jīng)費(fèi)短缺導(dǎo)致部分學(xué)校人工智能課程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，缺少配套硬件和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。從區(qū)域?qū)用娑裕瑧?yīng)加大人工智能教育投入力度并持續(xù)提供經(jīng)費(fèi)支持；可通過專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持人工智能課程的普及和發(fā)展，確保專款專用；各地方和學(xué)校還可以通過社會(huì)捐贈(zèng)、企業(yè)合作等方式拓寬資金來源渠道，增加對(duì)人工智能課程的投入。

（二）強(qiáng)化多學(xué)科教師隊(duì)伍建設(shè)，解決“上課難”問題

教師是課程建設(shè)的主要力量。當(dāng)前，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育師資相對(duì)薄弱，師資的數(shù)量和質(zhì)量仍存在“缺口”，普遍缺少人工智能學(xué)科教育背景的專職教師。由于教師的人工智能課程教學(xué)能力相對(duì)薄弱，部分學(xué)校甚至難以正常開設(shè)人工智能課程。作為一個(gè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域，人工智能教育與其他學(xué)科深度融合是必然趨勢(shì)，這就需要不同學(xué)科背景的教師共同參與課程建設(shè)。因此，中小學(xué)校應(yīng)加快建立以專職為主、兼職為輔的人工智能師資隊(duì)伍，可通過遴選和培訓(xùn)，建立專職人工智能教師隊(duì)伍，并選拔一批高水平、復(fù)合型人工智能領(lǐng)航教師。與此同時(shí)，中小學(xué)校還可以鼓勵(lì)信息科技教師與數(shù)學(xué)、科學(xué)、物理等學(xué)科教師共同建設(shè)人工智能課程；鼓勵(lì)各高校尤其是師范類高校加快建設(shè)人工智能教育專業(yè)，構(gòu)建發(fā)展中小學(xué)人工智能教育職前、職后教師實(shí)踐共同體，優(yōu)化中小學(xué)人工智能師資培養(yǎng)機(jī)制；支持職業(yè)院校與人工智能領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)合開辦人工智能學(xué)院等，培養(yǎng)面向中小學(xué)人工智能教育的專業(yè)人才。

此外，針對(duì)中小學(xué)人工智能課程教研氛圍不夠濃厚、教師培訓(xùn)缺乏針對(duì)性等問題，應(yīng)當(dāng)設(shè)立人工智能教育研究項(xiàng)目，加強(qiáng)組織人工智能專題教研、區(qū)域教研、網(wǎng)絡(luò)教研等，積極探索人工智能與義務(wù)教育的深度融合方式，切實(shí)提高教師實(shí)施人工智能教育的水平。各地區(qū)要加強(qiáng)人工智能教育實(shí)驗(yàn)校、示范校建設(shè)，定期舉辦公開課、教學(xué)展示和經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)，促進(jìn)人工智能教育的整體提升。

（三）協(xié)同推進(jìn)資源與環(huán)境建設(shè)，突破“上好難”瓶頸

新一代人工智能強(qiáng)調(diào)深度學(xué)習(xí)，中小學(xué)人工智能教育需要引導(dǎo)學(xué)生通過模型訓(xùn)練理解人工智能的內(nèi)在本質(zhì)^[11]。因此，人工智能課程教學(xué)對(duì)算力具有依賴性，強(qiáng)調(diào)軟硬件資源相結(jié)合。隨著中小學(xué)人工智能教育的普及推廣，與人工智能相關(guān)的課程、教材、工具和平臺(tái)等資源在不斷增加。然而，由于不同地區(qū)和學(xué)校在教學(xué)理念與方法上存在差異，中小學(xué)人工智能課程存在教學(xué)資源龐雜等現(xiàn)實(shí)問題^[12]，不利于人工智能課程的教學(xué)創(chuàng)新。正因?yàn)榇耍逃哭k公廳印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》明確要求在國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)開設(shè)“中小學(xué)人工智能教育”欄目，廣泛匯聚優(yōu)質(zhì)教育資源，鼓勵(lì)各地各校研發(fā)人工智能教育教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共建共享。

人工智能課程教學(xué)資源主要包含教師教學(xué)材料、學(xué)生學(xué)習(xí)材料、實(shí)踐課程軟硬件環(huán)境等。在教學(xué)資源開發(fā)方面，建議各地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況，圍繞不同學(xué)段的內(nèi)容與學(xué)業(yè)要求和教學(xué)提示，建設(shè)層層遞進(jìn)、螺旋上升的教學(xué)資源。例如，第一學(xué)段（一至二年級(jí)）的教學(xué)資源以交互游戲和微視頻為主；第二學(xué)段（三至四年級(jí)）的教學(xué)資源逐步引入非代碼編程工具和集成了人工智能模型的智能傳感器；第三學(xué)段（五至六年級(jí)）的教學(xué)資源聚焦真實(shí)案例，逐步引入低代碼訓(xùn)練平臺(tái)和低成本開源硬件；第四學(xué)段（七至八年級(jí)）的教學(xué)需要根據(jù)條件建設(shè)具備算力支持的人工智能實(shí)驗(yàn)室。建議學(xué)校依據(jù)學(xué)生規(guī)模及教學(xué)需求，配備數(shù)量合理的計(jì)算機(jī)和智能實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提供能夠滿足各模塊實(shí)際教學(xué)需要的軟件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，并根據(jù)實(shí)際情況建設(shè)人工智能智慧教育平臺(tái)。在空間資源開發(fā)方面，建議將實(shí)驗(yàn)室劃分為用于教師演示與學(xué)生展示的教學(xué)區(qū)、便于學(xué)生開展協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)區(qū)、用于開展人工智能項(xiàng)目的工作坊區(qū)以及專門的設(shè)備存放區(qū)等，保障人工智能實(shí)踐課程的順利開展。

四、總結(jié)

人工智能教育的興起為我國(guó)基礎(chǔ)教育改革帶來了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，當(dāng)前中小學(xué)人工智能教育仍處于探索階段，其課程建設(shè)與發(fā)展是長(zhǎng)期性、系統(tǒng)性的時(shí)代課題。未來，需持續(xù)推進(jìn)政府、中小學(xué)校、高科技企業(yè)、高校和教科研機(jī)構(gòu)等多元主體的深度合作，充分發(fā)揮中小學(xué)人工智能教育基地的示范引領(lǐng)作用，以點(diǎn)帶面、形成合力，通過“先進(jìn)”帶動(dòng)“后進(jìn)”，實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展，協(xié)同推動(dòng)我國(guó)中小學(xué)人工智能教育公平且高質(zhì)量地發(fā)展。

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（作者鐘柏昌系華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師；李綺華系華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院研究生；吳良輝系廣東省深圳市教育科學(xué)研究院教研員）

責(zé)任編輯：牟艷娜