當(dāng)前,人工智能高速發(fā)展并正在普及應(yīng)用。積極應(yīng)對(duì)人工智能對(duì)傳統(tǒng)教育的挑戰(zhàn),把握人工智能賦能教育創(chuàng)新的機(jī)遇,構(gòu)筑我國(guó)教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的道路是時(shí)代的要求和任務(wù)。本文圍繞教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)和立德樹(shù)人根本任務(wù),討論如何強(qiáng)化推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育的積極態(tài)度,如何把握創(chuàng)新中小學(xué)人工智能教育的科學(xué)精神,如何扎實(shí)落實(shí)中小學(xué)人工智能教育的實(shí)施方案。
一、服務(wù)立德樹(shù)人,積極推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育
中小學(xué)教育是下一代從啟蒙到接受系統(tǒng)教育的關(guān)鍵學(xué)段,積極推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育是我國(guó)教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的迫切要求。堅(jiān)持為黨育人、為國(guó)育才的初心和使命,開(kāi)拓中小學(xué)人工智能教育創(chuàng)新是教育發(fā)展的趨勢(shì)。
(一)實(shí)施立德樹(shù)人工程,建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)
習(xí)近平總書(shū)記在2024年的全國(guó)教育大會(huì)上提出:“建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要我們緊緊圍繞立德樹(shù)人這個(gè)根本任務(wù)”“要堅(jiān)持不懈用新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想鑄魂育人,實(shí)施新時(shí)代立德樹(shù)人工程”,[1] 朝著建成教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)與時(shí)俱進(jìn)、扎實(shí)邁進(jìn)。
立德樹(shù)人作為教育的根本任務(wù),為教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供了內(nèi)在的精神動(dòng)力和支持;而教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略則為立德樹(shù)人的實(shí)現(xiàn)提供了必要的制度保障和外部環(huán)境,包括教育資源的合理分配、教育質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)等。一個(gè)國(guó)家的強(qiáng)大,不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平上,更體現(xiàn)在人民的道德水準(zhǔn)和社會(huì)責(zé)任感上。這就要求我們?cè)诮逃龑?shí)踐中不僅要注重知識(shí)的傳授,更要關(guān)注學(xué)生人格的塑造、品德的培養(yǎng)以及全面能力的發(fā)展。立德樹(shù)人必須貫穿整個(gè)教育體系,從幼兒園到高等教育,乃至終身學(xué)習(xí),我國(guó)各層次、各方面、各學(xué)科的教育都必須圍繞立德樹(shù)人展開(kāi)。
從來(lái)沒(méi)有抽象的立德樹(shù)人,立德樹(shù)人是在學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、身心健康促進(jìn)、藝術(shù)審美、勞動(dòng)實(shí)踐等過(guò)程中全面落實(shí)的,當(dāng)然其中就包括各學(xué)科的學(xué)習(xí)、信息科技課程的學(xué)習(xí)、人工智能的學(xué)習(xí)。積極推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育,要瞄準(zhǔn)立德樹(shù)人根本任務(wù),瞄準(zhǔn)教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo),堅(jiān)持為黨育人、為國(guó)育才。
(二)推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育的普及
《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》選擇性必修課中設(shè)有《人工智能初步》模塊,但是在實(shí)踐中普通高中開(kāi)設(shè)此課的不多?!读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》9年級(jí)課程內(nèi)容模塊為《人工智能與智慧社會(huì)》,但是信息科技課程設(shè)置在3~8年級(jí)獨(dú)立開(kāi)設(shè),其他年級(jí)相關(guān)內(nèi)容融入語(yǔ)文、道德與法治、數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等課程,沒(méi)有列入必開(kāi)范疇。好在信息科技課程的六條邏輯主線為數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能,[2] 人工智能貫穿融入了信息科技課程的全場(chǎng)域。
有些大城市的中小學(xué)已經(jīng)嘗試開(kāi)展人工智能教育,大體可分為三種類型并呈現(xiàn)以下特點(diǎn):(1)知名拔尖的中小學(xué),師資隊(duì)伍強(qiáng),學(xué)生學(xué)有余力者居多。例如,有的學(xué)校開(kāi)出了很多人工智能或者人工智能賦能其他學(xué)科的課程,構(gòu)建了基于人工智能技術(shù)發(fā)展框架的計(jì)算智能、感知智能、認(rèn)知智能、創(chuàng)新等幾個(gè)層次相對(duì)應(yīng)的中小學(xué)人工智能教育課程體系。[3] 這樣的案例有示范引領(lǐng)作用,但是要在全國(guó)范圍普及推廣尚需時(shí)日。(2)重視相關(guān)競(jìng)賽的中小學(xué),有專業(yè)的指導(dǎo)師資,有參與相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽的傳統(tǒng),少數(shù)拔尖學(xué)生非常熱衷信息科技和人工智能。[4] 這樣的案例對(duì)于培養(yǎng)拔尖學(xué)生具有參考意義,但是并不適用于培養(yǎng)全體青少年的場(chǎng)景。(3)關(guān)注科創(chuàng)教育的中小學(xué),有很好的科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室和條件,有科創(chuàng)師資和感興趣的學(xué)生,可以有效引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入科創(chuàng)場(chǎng)景。例如,有的學(xué)校一直將人工智能教育作為培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)、科學(xué)精神的重要抓手和特色項(xiàng)目,內(nèi)部強(qiáng)化重點(diǎn)投入、構(gòu)建系列課程、擴(kuò)充專業(yè)師資、擴(kuò)建實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、購(gòu)進(jìn)先進(jìn)設(shè)備;外部依托高校專家資源助力,已經(jīng)初步形成充分面向每一個(gè)學(xué)生且在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面取得顯著成效的特色育人格局。[5] 這樣的案例對(duì)學(xué)生培養(yǎng)非常有價(jià)值,有推廣的空間,但是如果其他學(xué)校各方面條件無(wú)法支撐,能夠全面參與的學(xué)生可能仍然是少數(shù)。
推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育應(yīng)該覆蓋全國(guó)的中小學(xué),實(shí)現(xiàn)普及教育和教育公平。
二、立足科學(xué)教育,創(chuàng)新規(guī)劃中小學(xué)人工智能教育
人工智能教育要與信息科技課程協(xié)同發(fā)展,堅(jiān)持中小學(xué)人工智能教育的科學(xué)教育屬性。
(一)中小學(xué)人工智能教育是科學(xué)教育
人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)一個(gè)非常重要的組成部分,為其提供思想、觀點(diǎn)和技術(shù)的學(xué)科基礎(chǔ)包括數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、控制論,甚至包括哲學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等,[6] 因此把大學(xué)的相關(guān)內(nèi)容經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單裁剪移到中小學(xué)是不科學(xué)、不現(xiàn)實(shí)的。中小學(xué)人工智能教育是科學(xué)教育的一部分。這里所謂“科學(xué)教育”不是要弱化知識(shí)傳授和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,而是強(qiáng)調(diào)激發(fā)興趣、鼓勵(lì)探索。
科學(xué)教育是通過(guò)科學(xué)概念、原理和規(guī)律的傳授,培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的方法,比如學(xué)會(huì)實(shí)際觀察、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、收集數(shù)據(jù)、分析綜合、反思迭代;培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,比如學(xué)會(huì)問(wèn)題表述、特征抽象、條件假設(shè)、建立模型、舉一反三;培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲和求真務(wù)實(shí)的潛意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科綜合解決問(wèn)題的能力。
人工智能教育作為科學(xué)教育的一部分,其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)應(yīng)按照科學(xué)教育的目標(biāo)和方法展開(kāi),需要在規(guī)劃、內(nèi)容、方法、實(shí)踐、素養(yǎng)、評(píng)估等多個(gè)方面進(jìn)行全面考慮和系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如圖1所示)。一要規(guī)劃個(gè)性化可迭代的課程體系;二要確保教材和教學(xué)內(nèi)容反映最新的科研成果和技術(shù)進(jìn)展;三要采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的教學(xué)方法,如項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂等,確保教學(xué)的有效性;四要設(shè)計(jì)真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題;五要通過(guò)實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)意識(shí);六要建立有效的評(píng)估反饋機(jī)制,及時(shí)收集學(xué)生、家長(zhǎng)和教師的意見(jiàn)建議,不斷調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方案。
(二)中小學(xué)人工智能教育是中小學(xué)教育的創(chuàng)新
人工智能教育是中小學(xué)教育的創(chuàng)新,在堅(jiān)持為黨育人、為國(guó)育才初心的同時(shí),必須秉持與時(shí)俱進(jìn)教育創(chuàng)新的積極態(tài)度。
隨著大模型和生成式人工智能的普及應(yīng)用,人工智能技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的方方面面產(chǎn)生了巨大影響。未來(lái)社會(huì)是人與人工智能共存共生的形態(tài),我們的下一代將在人工智能無(wú)處不在的場(chǎng)景里生活、學(xué)習(xí)。要開(kāi)拓創(chuàng)新中小學(xué)人工智能教育,為中小學(xué)生營(yíng)造人工智能學(xué)習(xí)場(chǎng)景和生活場(chǎng)景,讓他們?cè)趯W(xué)校就有豐富的人工智能場(chǎng)景的體驗(yàn),給他們提供學(xué)習(xí)和研討人工智能的資源,助他們探索和創(chuàng)新應(yīng)用人工智能的嘗試,促他們與人工智能共存共生的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力的形成,讓下一代獲得足夠的智能社會(huì)適應(yīng)力、勝任力和創(chuàng)造力(如圖2所示)。
(三)中小學(xué)人工智能教育要與信息科技課程協(xié)同發(fā)展,同時(shí)充分賦能跨學(xué)科融合
中小學(xué)人工智能教育本身也必須走科學(xué)的道路,是教育規(guī)律基礎(chǔ)之上的創(chuàng)新。人工智能是信息科技的一個(gè)重要組成部分,從學(xué)科上也是很難分開(kāi)、相互獨(dú)立的。人工智能教育與信息科技課程融合協(xié)同發(fā)展是一條科學(xué)的道路。首先,可以避免二者分開(kāi)實(shí)施的內(nèi)容高度重疊;其次,將人工智能內(nèi)容融入信息科技知識(shí)體系,借助其實(shí)踐場(chǎng)景賦予具體應(yīng)用背景,并依據(jù)信息科技課程遞進(jìn)難度安排內(nèi)容、利用熟悉情境助力理解,可以防止人工智能內(nèi)容超出學(xué)生認(rèn)知范圍而空洞無(wú)物;最后,可以預(yù)防教師分流分散,削弱師資力量。
同時(shí),在中小學(xué)階段,人工智能具備給各學(xué)科教與學(xué)賦能的作用和價(jià)值,是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要途徑。今年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)都頒授給人工智能相關(guān)領(lǐng)域?qū)<?。這是一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)啟。因?yàn)槿斯ぶ悄?,未?lái)的學(xué)科界限將越來(lái)越模糊,越來(lái)越具有跨學(xué)科融合人工智能的特質(zhì)。中小學(xué)人工智能教育要為學(xué)生提供更為豐富多元的學(xué)習(xí)資源與工具,讓學(xué)生能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái),形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在人工智能賦能的教育環(huán)境中,跨學(xué)科融合不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和創(chuàng)新能力,還可以幫助學(xué)生形成更廣闊的視野,增強(qiáng)他們解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。未來(lái)教育新生態(tài)的基礎(chǔ),很可能是跨學(xué)科的全域數(shù)字孿生和跨學(xué)科的全程人工智能。
三、完善素質(zhì)教育,扎實(shí)落實(shí)中小學(xué)人工智能教育
2024年2月,教育部辦公廳公布了184個(gè)中小學(xué)人工智能教育基地名單。[7] 全國(guó)各地在落實(shí)中小學(xué)人工智能教育方面出臺(tái)了一系列政策和方案,如2024年10月,北京市教育委員會(huì)等四部門印發(fā)《北京市教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用工作方案》;[8] 江蘇省“十四五”教育發(fā)展規(guī)劃提出,推動(dòng)普及人工智能教育;[9] 上海市在2024年教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作中提出開(kāi)展學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng),推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育、科創(chuàng)教育的發(fā)展[10]……預(yù)計(jì)會(huì)有越來(lái)越多的地方因地制宜制定人工智能教育相關(guān)政策和方案,扎實(shí)落實(shí)這些政策和方案是促進(jìn)中小學(xué)人工智能教育健康開(kāi)展的關(guān)鍵。
(一)中小學(xué)人工智能教育的目的是提高一代人的數(shù)字素養(yǎng)與技能
中小學(xué)人工智能教育的目標(biāo)必須瞄準(zhǔn)全面提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能這個(gè)大目標(biāo),讓學(xué)生具備在數(shù)智化社會(huì)中生存和發(fā)展的積極態(tài)度和必備能力。這不僅是個(gè)人發(fā)展的需要,也是國(guó)家發(fā)展的需求。數(shù)字素養(yǎng)與技能包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任,這也是普通高中信息技術(shù)課程和義務(wù)教育信息科技課程要培養(yǎng)的學(xué)科核心素養(yǎng)。[11][12]
學(xué)生提升數(shù)字素養(yǎng)與技能是一個(gè)長(zhǎng)期且持續(xù)的過(guò)程,需要從具體的學(xué)習(xí)任務(wù)開(kāi)始,逐步將技能應(yīng)用于各學(xué)科,最終實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)以及學(xué)生融入學(xué)校和社會(huì)的發(fā)展,在學(xué)生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)體系中居于重要位置。在推動(dòng)普及中小學(xué)人工智能教育之前,必須明確學(xué)習(xí)的目的。中小學(xué)人工智能教育不僅要傳遞知識(shí),更要培養(yǎng)學(xué)生的正確價(jià)值觀、必備品格以及有效運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵能力。[13] 雖然生成式人工智能帶來(lái)了巨大機(jī)遇,但它只是科技進(jìn)步的一部分,其作用在于加速人類社會(huì)發(fā)展,而不是取代人類。
(二)中小學(xué)人工智能教育不是應(yīng)試教育,要避免功利化傾向
習(xí)近平總書(shū)記在中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào):“要建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國(guó),促進(jìn)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué),不斷提高國(guó)民受教育程度,全面提升人力資源開(kāi)發(fā)水平,促進(jìn)人的全面發(fā)展。”
終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)才是數(shù)字文明時(shí)代人才培養(yǎng)的基石,應(yīng)該明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、擴(kuò)展學(xué)習(xí)視野、保持可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)狀態(tài)。因此,在中小學(xué)階段要讓學(xué)生擁抱先進(jìn)科技。人工智能教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力,讓他們能夠適應(yīng)快速變化的世界,不斷更新知識(shí)和技能。人工智能教育應(yīng)該注重實(shí)踐和應(yīng)用,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作和項(xiàng)目實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí),而不是僅僅停留在理論層面。人工智能教育不應(yīng)被功利化,不能簡(jiǎn)單地成為應(yīng)試教育的一部分。我們要避免將人工智能教育變成純粹的技能訓(xùn)練,而忽視其對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)的深遠(yuǎn)意義。同時(shí),教育工作者應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生正確看待人工智能的價(jià)值,防止其成為應(yīng)試的工具。
中小學(xué)人工智能教育要防止“四化”傾向:一是虛化,把超越中小學(xué)生認(rèn)知水平的內(nèi)容強(qiáng)加給他們,可能會(huì)令學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)不著邊際;二是弱化,把部分非常具體化的操作(比如編程、機(jī)器人操控等)當(dāng)作人工智能教育,可能會(huì)令學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)不夠科學(xué);三是分化,把個(gè)別的人工智能工具當(dāng)作全部,可能會(huì)令學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)不夠全面;四是神化,把科學(xué)的人工智能當(dāng)作癡迷依賴的對(duì)象,可能會(huì)令學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)不夠客觀實(shí)際。
(三)扎實(shí)落實(shí)中小學(xué)人工智能教育要打造一支專業(yè)化師資隊(duì)伍
為了確保中小學(xué)人工智能教育的質(zhì)量,我們需要建立一支高素質(zhì)專業(yè)化師資隊(duì)伍。教師應(yīng)當(dāng)以身作則,用自己的言行影響學(xué)生,建立起基于信任和尊重的師生關(guān)系。同時(shí),教師要與時(shí)俱進(jìn),認(rèn)識(shí)到教育數(shù)字化的重要意義,切實(shí)提升自身的數(shù)字素養(yǎng)與技能,[14] 進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換升級(jí),成為學(xué)生學(xué)習(xí)的伙伴和生活的導(dǎo)師。
首先,教師要作為學(xué)生學(xué)習(xí)的服務(wù)者,深入了解每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化需求,提供精準(zhǔn)的教學(xué)支持。這要求教師不僅熟悉學(xué)科知識(shí),還要掌握心理學(xué)、教育學(xué)和新技術(shù),以便指導(dǎo)制訂適合每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)計(jì)劃。比如通過(guò)智能化教學(xué)管理系統(tǒng),教師可以高效管理和評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,讓每個(gè)學(xué)生得到充分關(guān)注和發(fā)展空間。其次,教師要作為學(xué)生的陪伴者,與學(xué)生建立平等、尊重的關(guān)系,成為他們的良師益友。未來(lái)借助人工智能技術(shù),教師可以及時(shí)了解學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)和心理狀態(tài),進(jìn)而提供必要的心理輔導(dǎo)和支持。最后,教師要作為動(dòng)力激發(fā)者,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力。人工智能技術(shù)可以幫助教師設(shè)計(jì)生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)場(chǎng)景,比如虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)課堂、游戲化學(xué)習(xí)情境等,更好地吸引學(xué)生注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
在這一過(guò)程中,教師自身需要不斷提升專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用能力,從被動(dòng)的信息接收者轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)的主導(dǎo)者。隨著科技和社會(huì)的發(fā)展以及教育環(huán)境的不斷變化,教師需要保持學(xué)習(xí)的心態(tài),不斷充實(shí)知識(shí)體系并應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)。在人工智能賦能的時(shí)代,教師角色正從知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)槿轿坏膶W(xué)習(xí)伙伴,這一轉(zhuǎn)變不僅是技術(shù)要求,更是教育理念的根本轉(zhuǎn)變。通過(guò)這一轉(zhuǎn)變,教師不僅能更好服務(wù)學(xué)生,還能在職業(yè)發(fā)展中找到新的方向和動(dòng)力,以迎接未來(lái)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
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(作者熊璋系國(guó)家教材建設(shè)重點(diǎn)研究基地“中小學(xué)信息科技教材研究基地”主任,北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授,國(guó)家教材委員會(huì)科學(xué)委員會(huì)委員;張潔系南京大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授)
《人民教育》2024年第24期
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