用課程的力量推動人工智能教育普及

新型人工智能技術給教育帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，教育亟須思考如何使學生做好迎接智能時代的準備，由此，人工智能成為全球中小學新的學科領域。教育范疇內的“人工智能課程”是指涵蓋人工智能領域主題并結合人工智能相關應用的結構化學習項目。近年來，國際組織和部分國家關注中小學階段人工智能課程的開發(fā)和實施。比如，聯合國教科文組織撰寫了《K—12人工智能課程：政府認可的人工智能課程圖景》報告，描繪了人工智能基礎教育課程的全球圖譜。奧地利、印度、韓國、比利時、卡塔爾等國家已經開發(fā)出了政府核準和實施的人工智能課程。沙特阿拉伯、塞爾維亞等國家正在研制中小學階段的人工智能課程。這些課程既有覆蓋小學至高中所有年級的，也有只覆蓋其中一個或兩個學段的。根據已有案例，目前中小學人工智能課程具有兩個顯著特點，即能力本位和多元統(tǒng)籌實施。

課程目標和內容堅持能力本位

經濟合作與發(fā)展組織將“能力”定義為在特定情境下應對復雜問題所需的知識、技能、態(tài)度和價值觀。隨著時代的發(fā)展，“能力”這一概念的內涵和外延在不斷拓展。聯合國教科文組織發(fā)表的《人工智能時代的能力培養(yǎng)綜合報告》指出，人工智能時代的公民需要了解人工智能的功能、局限和潛在影響，同時要學會批判性地應用。引導人工智能為公眾利益服務，需要每個人都具備一定程度的人工智能能力，包括掌握一定的人工智能知識、理解和運用人工智能以及把握人工智能的價值取向，即具備“人工智能素養(yǎng)”。

依據能力本位的課程目標，全球中小學人工智能課程主要圍繞三大領域的九個專題內容展開，聚焦智能時代工作和生活所需的技能和價值觀，依據全球和各自國家的發(fā)展目標，結合特定的教學環(huán)境靈活開發(fā)。三大領域是指人工智能基礎，倫理和社交影響，理解、應用和開發(fā)人工智能。九個專題包括算法和編程、數據素養(yǎng)、情景化問題解決、人工智能倫理、人工智能的社會影響、人工智能在其他領域的應用、理解和應用人工智能底層技術、理解和應用人工智能技術、開發(fā)人工智能應用程序。其中，人工智能基礎課程領域包含算法和編程、數據素養(yǎng)以及情景化問題解決等內容，構成了大多數中小學人工智能課程的基礎，占總課時分配的41%，其中，算法和編程占據的課時比例最大。倫理和社交影響課程領域包含人工智能倫理、人工智能的社會影響和人工智能在其他領域的應用等內容，與我們日常使用人工智能息息相關。這類課程占據總課時的24%。理解、應用和開發(fā)人工智能課程領域包括理解和應用人工智能技術、現有的人工智能工具以及開發(fā)人工智能應用程序等內容，占總課時的25%，其中，理解和應用人工智能技術的課程內容占該類別一半以上的課時。

多方協作統(tǒng)籌課程的實施和評估

人工智能課程的實施和評估是將課程理論轉化為教學實踐的關鍵環(huán)節(jié)?！禟—12人工智能課程：政府認可的人工智能課程圖景》顯示，國家或政府主導的人工智能課程以學生利益為主，注重組建專家、學者和教師專業(yè)團隊，借鑒來自國內外學科專家和教育從業(yè)者的專業(yè)建議，以最優(yōu)的方式實現課程資源統(tǒng)籌，以國家引導、多方協作的方式規(guī)劃和落實。

其一，引導人工智能賦能教師。教師是微觀層面的課程設計者和實施者。人工智能正在改變教育方式和教育的數字基礎設施，顛覆了以往對教師教學能力的定義。人工智能課程實施需要重新界定教師在人工智能教育環(huán)境中所需的能力，引導人工智能賦能教師。當下，大多數國家在嘗試提升現有教師的數字技能。比如，中國和葡萄牙利用國家的培訓項目對涉及人工智能課程的教師進行培訓，奧地利將人工智能相關專題納入高等教育機構的教師職前培訓。此外，一些國家和地區(qū)還會在人工智能課程實施前為教師提供教材和評估指南等資源。

其二，采用創(chuàng)新的項目式學習方法。人工智能課程涉及的領域很廣泛，課程的實施需要采用創(chuàng)新的教學方法。項目式學習關注實踐技能的發(fā)展和實際問題的解決，是培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)新精神和團隊合作能力的有效教學方式?；陧椖窟M行學習是當下許多國家和行業(yè)開發(fā)人工智能課程的突出特點，全世界約有1/3的人工智能課程將基于項目的學習作為一種教學策略。

其三，優(yōu)化課程的學習工具和環(huán)境。人工智能課程需利用外在資源來支持其實施和評估。要使學生掌握在各領域和多元環(huán)境中應用人工智能的基本能力、形成可遷移技能和價值取向，需要創(chuàng)建公共在線學習平臺和學習工具，同時開發(fā)適當的學習環(huán)境，來支持人工智能教學工作的開展。比如，塞爾維亞等國家正在開發(fā)包含互動任務等功能的在線工具，旨在通過該工具來提升人工智能課程的有效性。

其四，建立人工智能課程質量評估系統(tǒng)。當下，由于全球人工智能課程開發(fā)尚未普及，有關人工智能課程評估的研究相對較少，人工智能課程質量和有效性的評估大部分依賴于專家對課程的審查。未來，應逐步建立并完善人工智能課程質量評估系統(tǒng)，進行試點教學研究，同時向教師、學生、學術或業(yè)界專家尋求反饋，以提供評估證據基礎。

較有特色的課程開發(fā)案例

卡塔爾“計算和信息技術”課程。卡塔爾“2030國家愿景”將科技視為現代知識型經濟發(fā)展的關鍵因素?？ㄋ枃艺n程框架堅持以學生為中心，基于實踐項目，將“計算和信息技術”列為中小學所有年級的必修課程，同時在高中階段設置“高科技方向”選修課程，目標是“在邏輯和數學思維、語言和交流、讀寫能力和創(chuàng)造力培養(yǎng)方面，為孩子們提供有益的學習機會”。這些課程涵蓋算法、編程、倫理和社交影響、對人工智能工具和技術的理解和應用等內容。此外，選修“高科技方向”課程的學生還要進行人工智能產品開發(fā)的學習?？傮w來說，卡塔爾“計算和信息技術”課程涵蓋了知識、技能和態(tài)度三個維度，重點關注計算機科學原理和實踐、數字素養(yǎng)和軟技能提升，著重提升學生協作、溝通、批判性思維和解決問題的能力。在社會協同方面，課程管理者會定期審查課程標準，以確保課程符合計算機科學和信息技術領域最新的發(fā)展趨勢。在更新課程標準時，課程管理者還會廣泛收集教師反饋和國際層面的有益經驗。該課程不依賴于特定的技術、平臺或應用程序，以充分保證課程實施的可持續(xù)性。

印度“Atal Tinker實驗室人工智能模塊”課程。為確保印度學生能夠了解人工智能，并在未來應用人工智能技術解決本地和全球性的問題，印度中等教育中央委員會在其管轄的2.2萬余所學校中開設了人工智能選修課程。該課程主張“在做中學”，讓學生有機會使用人工智能解決現實挑戰(zhàn)并從中學習人工智能新技術。在社會協同方面，印度中等教育中央委員會與英特爾、微軟等行業(yè)供應商合作，共同開發(fā)培訓內容和支持性材料，編寫符合印度中等教育中央委員會課程目標的教科書。師資方面，印度中等教育中央委員會安排了教師和導師培訓，并編制了一系列材料，包括指南、多學科教案和教材。課程實施過程中，為使人工智能課程順利地融入學校，印度中等教育中央委員會還開展了一系列活動，包括競賽、研討會、夏令營等多種形式，旨在為學生探索人工智能技術提供更多機會。比如在為期3天的“AI-thon”夏令營中，學生可利用人工智能完成項目設計。類似的活動已經吸引了超過1萬名教師和12萬名學生接受人工智能方面的培訓。此外，學校在課程整合和統(tǒng)籌上發(fā)揮著巨大的作用。課程進度、教學大綱、教學方法和教學途徑的設計以及必要資源的采購等，都需要學校層面統(tǒng)一管理。印度學校積極開展教師培訓，統(tǒng)籌各利益攸關方，動員學生和家長參與進來，確保人工智能課程目標的實現。

奧地利“數據科學和人工智能”課程。該課程以學分制的必修課形式在高中開設，共有144課時，其中50%的課時用于教授人工智能基礎，包括算法和編程、情景化問題解決和數據素養(yǎng)；倫理和社交影響占據35%的課時，教授人工智能在其他領域的應用、人工智能倫理和人工智能的社會影響；剩下15%的課時用于教授理解、應用和開發(fā)人工智能。參與課程學習后，學生能掌握以下知識和技能：了解編程語言和算法，學習數據素養(yǎng)的基本原理；應用一定標準評估數據來源和數字內容的可信度和可靠性；了解信息通信技術領域新興技術在社會中的應用；了解數字媒體，學習有關“云”的知識和網絡計算機相關理論；知曉使用人工智能技術會導致的倫理困境，并能夠積極參與相關問題的社會討論。奧地利將人工智能相關專題納入高等教育機構的教師職前培訓，不僅講授通用的人工智能知識，還指導教師如何使用人工智能來支持教和學。在社會協同方面，奧地利統(tǒng)籌多方資源來實施人工智能課程，依據年級和學生水平的不同，使用不同的資源和平臺。

（作者單位系杭州科技職業(yè)技術學院，溫正胞系該院校長、教授、博士生導師）

《中國教育報》2024年06月27日第9版