谢作如

近年来人工智能技术发展迅猛，各种应用悄然渗透到我们生活的各个方面，人类社会进入智能化时代已成为必然。世界各国都意识到掌握领先的人工智能技术和培养智能时代的新型人才意义重大，纷纷开始重视人工智能在教育中的应用以及人工智能人才的培养。我国也高度重视人工智能的教育应用，2017 年国务院发布了《新一代人工智能发展规划》（下面简称《规划》），“人工智能教育”成为中小学的关注热点，各种培训、教材和文章如雨后春笋般涌现。

2020年，全国中小学信息技术创新与实践大赛（NOC）组委会准备增加“人工智能”方面的教师评比项目，并邀请我来设计项目规则。经过多次的研讨，我们最终将赛项名称确定为“人工智能与创客教学活动课例”。2021年，我评审了数百项教师作品，为一些教师的精彩设计而兴奋，也为一些“新瓶装旧酒”的做法而遗憾，因而想借杂志的这次专题约稿，谈谈自己对中小学人工智能教育的一些理解和期待。

● 人工智能教育的不同内涵

“人工智能教育”或者“智能教育”一词，频频出现在各媒体和学术文章，成为学术研究的热点。但我们细读相关文章就会发现，虽然都用相同的名词，但不同作者想表达的意义却相差甚远。经过归类，其含义大致可以分为两类。

第一类：将人工智能作为学习工具

以《规划》为例，其将“发展智能教育”作为一项重要内容，强调要利用人工智能技术推动教育教学改革。从这一点的描述看出，文件中的“智能教育”类似教育技术领域常用的“智慧教育”（Smarter Educa?tion），关注的是如何从计算机辅助教学升级到智能教学系统，再到认知计算驱动的超大规模智能教学系统（黄荣怀等，2019）。一般而言，“人工智能+教育”往往指的就是“智能教育”。

实际上，“智慧教育”一词并非一个新名词。早在十年前，祝智庭和贺斌在《智慧教育：教育信息化的新境界》一文中就已经提出：智慧教育是经济全球化、技术变革和知识爆炸的产物，也是教育信息化发展的必然阶段，是教育信息化的新境界、新诉求。并强调智慧教育需要以智慧学习环境为技术支撑，以智慧学习为根本基石，以智慧教学法为催化促导。

第二类：将人工智能作为学习内容

《规划》还提出要“建设人工智能学科”，要“完善人工智能领域学科布局，设立人工智能专业，推动人工智能领域一级学科建设”。仅仅从字面上理解，“建设人工智能学科”和“人工智能+教育”显然是两个不同的方向。发展人工智能需要人工智能人才，而人工智能人才的培养需要经过系统的知识学习，需要开设以学习人工智能知识为核心的课程，仅仅靠在教育中应用“人工智能”肯定难以实现。因而，在2017年发布的《普通高中信息技术课标》（简称《新课标》）中，就增加了《人工智能初步》这一选择性必修模块。

本文无意对“人工智能教育”“智能教育”等名词进行界定，当人工智能在中小学还无法作为一门独立的学科进行实施时，在教学中有意识地使用人工智能技术，无疑也是一种潜移默化的教育。但是不管從什么角度去看，二者的研究目标和内容都大相径庭。在一些大型的教育教研活动中，标题相同而内容不同的讲座、报告常常同时呈现，难免给听众一种概念混乱的错觉。为了能在本文中指向清晰地阐述，我将“人工智能作为学习工具”称之为“智能教育”，“人工智能作为学习内容”则称为“人工智能教育”。

● 人工智能教育中的“兼职”和“专任”教师

前面已经提到，人工智能教育虽然重要，但目前为止并没有作为一门独立的国家课程进行设置。那么，在中小学中能够承担人工智能教育的教师大致可以分为两类，即关联度不大的“兼职”教师和关联度较大的“专任”教师。

我国教育部先后颁布了《高等学校人工智能创新行动计划》《教育部办公厅关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》等文件，提出要“培养教师实施智能教育的能力”“开展教师智能教育素养提升行动”的目标和举措。既然任何一位老师都要具备“智能教育素养”，那么几乎可以这样认定：所有的学科教师，都应该是人工智能教育的“兼职”教师。

当然，我们不能认为这些“兼职”的学科教师，在自己的教学中使用了人工智能技术，或者涉及到相关的内容，就认为已经在实施人工智能教育。例如，一位语文教师给学生提供的拓展阅读文章中有关于人工智能的介绍，这和实施人工智能教育相差甚远。记得九十年代的初中语文教材中有一篇与电脑相关的说明文，我们不能认为那节课就是一节信息技术课了。如果这样去推导，任何一节用到文字的课都是语文课了。

本文提出的“专任”教师，是为了与“兼职”教师区别而借用的一个名词，指的是其执教的学科中，能够加入与人工智能相关的教学内容，或者本来就涵盖了人工智能的学习内容，从而激发学生对人工智能的学习兴趣。人工智能教育“专任”教师是中小学实施人工智能教育的主要力量，如中小学的信息技术教师、综合实践活动教师，以及从事科技辅导的相关教师等。

对于高中来说，不仅信息技术课程的选择性必修模块中已经有“人工智能初步”，必修模块“数据与计算”中也增加了人工智能的内容。将高中信息技术教师作为人工智能教育的“专任”教师，是名副其实的说法。义务教育阶段虽然暂时还没有设置国家课程，但很多省份也开设信息技术课，有专职的信息技术教师。从目前的调研数据来看，一些经济较发达的地区已经在小学和初中开设了人工智能课程，如上海。而这些课程几乎都是由信息技术教师来执教的。

● 人工智能教育“专任”教师的核心素养

联合国教科文组织在发布的《教育中的人工智能：可持续发展的挑战和机遇》报告中，将“提升教师的人工智能素养”作为构建人工智能时代教育生态系统的重要内容。我国的相关文件中也在强调要“开展教师智能教育素养提升行动”。可见，智能教育素养既是人工智能时代教师的关键素养，更是推进智能教育的核心保障。

无论是“人工智能素养”还是“智能教育素养”，都是针对智能教育而言。也就是说，关注的对象仅仅是“兼职”教师，而与“专任”教师无关。至于什么是“人工智能素养”，什么是“智能教育素养”，目前并没有形成定论，在内涵和外延方面都缺少较为权威的阐述。对于人工智能教育“专任”教师需要具备怎样的核心素养，目前为止，几乎没有看到这方面的相关研究或者论述。

鉴于对教师的核心素养方面并无定论，我参考了中国学生发展核心素养（简称“学生核心素养”）的框架和内容。正所谓“己所不欲，勿施于人”，当我们不断在思考要“培养什么样的人”这一问题时，同样需要思考自身是否也拥有这些核心素养，尤其是作为教育者更需要具备同样的核心素养。

学生核心素养以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与等三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养。我在学生核心素养中选择了“学会学习”“实践创新”和“责任担当”这三个维度，用来描述作为人工智能教育的“专任”教师需要具备的核心素养。

1.学会学习

虽然在2003年的《普通高中信息技术课标》（简称《旧课标》）中，已经设置了“人工智能初步”模块。但从实施情况看，开设了这一课程的学校以及执教这一课程的教师，都寥寥无几。对比两个版本的课标，我们不难发现，二者变化很大，如表1所示。

从表中可以看出，要达到新课标的要求，教师不仅要了解人工智能的发展历史和发展现状，还要能够“搭建简单的人工智能应用模块”，“亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法”。从内容上看，旧课标关注的是专家系统，而新课标则是人工智能的新进展、新应用，涉及到机器学习、人脸识别、自动驾驶等应用领域，这一点和当前人工智能技术的发展是一致的。例如，《规划》在开头一段就指出“人工智能发展进入新阶段”，和文件标题中的“新一代”相呼应。

对比按照新就课标编写的教材，我们就能更加清楚的看到，新旧教材在学习内容上区别很大。但遗憾的是，目前国内的师范院校并没有与时俱进，大部分学校的教育技术专业没有开设人工智能课程，有些即使开设了课程，很少涉及到神经网络、深度学习方面的内容。而作为“专任”的绝大多数信息技术教师，在本科阶段并没有接受过相关的课程学习，在人工智能方面都是“小白”。他们必须要“学会学习”，做到乐学善学，具有积极的学习态度和浓厚的学习兴趣，养成良好的学习习惯，具有终身学习的意识和能力，才能胜任人工智能教育。至于学习渠道很多，如通过各种大学慕课或者企业培训课程等。

当然，我们也非常遗憾的看到，一些教师并没有及时升级自己的知识储备，没有跟上人工智能技术的发展，在玩“新瓶装旧酒”的把戏：有些直接将编程课程等同于人工智能课程，有些将机械传动方面的机器人课程改名为人工智能课程，甚至还有折纸、积木之类动手为主的课程也改名为人工智能。虽然编程、机器人之类的课程和人工智能联系非常密切，但肯定不能等同。

2.实践创新

《新课标》在“学业要求”中强调了“简单智能系统”的设计与实现，这是因为当前人工智能虽然越来越“智能”，但技术门槛却在不断下降。人工智能技术并不神秘，也不是高高在上，借助一些开源的人工智能框架、平台或者工具，在中小学阶段开设课程完全可以做到。

“实践创新”主要表现在问题解决和技术运用方面。新旧课标的最大区别在于，前者将人工智能看成是对學生来说高不可攀的技术，只能体验，而后者将人工智能定位成一个虽然高端但又能操控的工具。因而，在教学活动、学习方式的建议方面，新旧课标在描述上也有很大的差别。

如表2所示，在新旧课标的比较中，我们能够看到《旧课标》将学习方法停留在“体验”“调查”的阶段，甚至认为“观看、阅读与人工智能相关的影视作品或文学作品”后，然后能“描述人工智能技术的应用前景”即可，而《新课标》则要求在真实的应用场景中搭建智能系统。二者完全不在一个层面上。

要达到《新课标》的要求，作为“专任”教师，除了掌握一定的人工智能的算法原理，还要能用人工智能技术解决真实的问题。也就是说，教师要能够达到核心素养中的“技术运用”和“问题解决”：善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情;能依据特定情境和具体条件，选择制订合理的解决方案;具有工程思维，能将创意和方案转化为有形物品或对已有物品进行改进与优化等。从这一点看，强调“创意物化”的创客教育和人工智能教育可以相互融合的。

3.责任担当

“信息技术责任”是高中信息技术课程的四大核心素养之一。“人工智能初步模块”的学业要求中提出要让学生“客观认识智能技术对社会生活的影响”。在学生核心素养中，“责任担当”维度包含了社会责任、国家认同和国际理解三个方面，每一个方面都有丰富的含义。为什么要实施人工智能教育，为什么要培养人工智能人才，就是“社会责任”的一种体现，因为国家把人工智能发展作为重大战略机遇来看待。

从“国家认同”的角度看，“专任”教师有必要了解我国在人工智能方面的发展现况，正确认识我国与欧美发达国家在人工智能各个层面的差距和优势。不能夜郎自大，也不要妄自菲薄，该自信的要有自信。例如，我在一些课例中常常会看到，明明有更好的国产软硬件可以使用，偏偏要选择国外品牌，这是令人遗憾的。在人工智能教育方面，我们并不落后。

“国际理解”指要“具有全球意识和开放的心态”，要“关注人类面临的全球性挑战”，要“理解人类命运共同体的内涵与价值”。从这一点上看，人工智能教育在国际化方面可以做得很好，如人工智能第一编程语言Python，就是开源的编程语言，越来越多的人工智能项目，都会选择GitHub进行开源。因而，《新课标》会特意强调要“充分利用丰富的开源硬件和人工智能应用框架等资源”。了解开源文化，拥抱开源文化，这是“专任”教师的基本素养之一。

● 结语

我们需要清楚地认识到，人工智能是一个技术含量极高的领域，尤其是机器学习方面，很多算法用到高等数学，超出了目前中小学生的学习范围。但是，这并不妨碍学生对人工智能的浓厚学习兴趣，以及应用人工智能技术解决问题的想法。我们甚至可以做一次大胆地分析：正是人工智能教育的普及，中小学的数学课程的目标和内容都应该做相应的调整。当然，这需要更多能够胜任人工智能教育的“专任”教师和人工智能专家一起努力。

最后，我引用AI4All团队在其主页的一句话：AI Will Change the World. Who Will Change AI？（人工智能将改变世界，那谁来改变人工智能？）答案当然是我们的学生，但同时也包括了人工智能“专任”教师。

让我们主动学习，和学生一起努力吧。