中小学人工智能教育如何走稳走远

本文转自：中国教育报

■本期关注：中小学人工智能教育

“大家好，请欣赏我们的‘歌舞’。”伴随着左右摇摆的双腿和手臂，9个呆萌的小机器人“穿着”校服，排着整齐的队列在桌子上载歌载舞。近日，在全国科普日主场活动中，不少小学生、中学生化身科普小达人，向观众讲解他们的“科技成果”。火星车、智能轮椅、软体章鱼机械手……很难想象，这些成果出自十几岁的中学生之手。

2022年，教育部印发的《义务教育信息科技课程标准》明确提出将人工智能作为课程内容。其实，早在2017年，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，就将在中小学开设人工智能课程的相关要求写入其中。如今，6年过去了，中小学人工智能教育进展如何？哪些问题需要引起我们的关注与反思？如何更好地为中小学开展人工智能注入新动力？记者在采访中寻求答案。

人工智能教育走上良性发展道路

2017年，人工智能围棋系统阿尔法狗（Alpha Go）战胜人类世界实时排名第一的棋手柯洁，这一事件引发了人们对人工智能的高度关注，也引发了中小学人工智能教育的热潮。从教24年的江苏省南京市电化教育馆应用推广部副主任马睿回忆道：“在这波热潮下，南京开始了中小学人工智能教育建设的起步。”

从早期“南京市AR/VR学生读本”课程，到中期以机器人、STEM项目化学习为主题的智能课程群，再到现在逐步形成“智能学习伙伴：支持儿童学习变革的人工智能课程基地建设”的主题研究课程，“经过几年的探索，南京初步构建了适合本地区的中小学人工智能教育课程体系。”马睿说。

“我们地处西部，但也很重视包括人工智能在内的科技教育，积极调动高校、科技馆、科技企业支持区域中小学人工智能教育建设。”宁夏回族自治区教育信息化管理中心副主任李永涛介绍，宁夏大学和科技公司合作推进的“科技小学堂”项目，让宁夏偏远的乡村中小学也有了人工智能课。

“在我们乡村小学课堂上，学生可以扮作机器人，执行工程师的指令，接触算法、了解编程；也可以和小伙伴一起通过编程，模拟快递蜂巢系统……”李永涛说，现在越来越多的师生接触到智能技术，人工智能课程普及化的趋势日益明显。

“6年来，我国中小学人工智能教育从开始的零星到‘全国开花’，很多地方实现了从无到有的突破，总体推进力度和课程质量都有了很大的提升。”教育部义务教育信息科技课标组组长、对外经济贸易大学信息学院院长熊璋教授说。

同时，随着2022年新课标将信息科技设为义务教育阶段的一门独立科目，各地方教育部门积极吸收社会力量，研发地方课程和校本课程。在熊璋看来，近几年，我国中小学人工智能教育逐步走上科学、健康发展的道路。

中国人工智能学会副理事长、清华大学教授孙富春也表示，我国中小学人工智能教育逐步走上良性发展之路。

“过去十多年间，中小学科技教育的关注和投入与科技热点的兴起呈现出显著正相关关系，如机器人、3D打印、VR/AR、人工智能等都曾在科技教育领域掀起不小的波澜。”孙富春说，但是，近几年在基础教育领域，北京、浙江、深圳等地区的学校、教师已经在向着学生能够通过使用人工智能技术解决生活中实际问题的目标努力，欠发达地区也在逐步实现人工智能课程普及，“整体来说，我国中小学人工智能教育正在稳步推进。”

调整课程研发模式补“短板”

“刚开始时，真的是无从下手。”来自山西省运城市的科技教师葛老师说道，2020年，他和身边的科技教师刚接触人工智能相关内容，开课时毫无章法，就把编程、机器人、开源硬件等内容打包到了人工智能课程中，“这虽然吸引了小学生对人工智能的兴趣，但也导致课程内容变得无序。”

除此之外，系统性教材的缺失，也影响了中小学人工智能教育的开展。“各学科都有明确的教材和教学用书。”北京市海淀区五一小学信息科技教师张雨涵坦言，新出版的一批人工智能教材，数量是不少，但很多是偏向编程工具使用的图书，或者是将大学人工智能教材简单删减移植到中小学使用的图书。在五一小学，张雨涵和她的同事们一直在摸索中自主设计校本人工智能课程。

课程内容浅显、教材资源不足，促使教育管理者不得不调整策略，通过规范课程、优质资源供给等重构课程研发模式，推动中小学人工智能教育在困境中寻求转变。

今年上半年，《深圳市义务教育人工智能课程纲要》下发，梳理了适合在义务教育阶段开展的人工智能知识模块，提炼了各学段的内容要求和学业要求，总结了重难点内容的教学提示。深圳市教育信息中心主任张惠敏介绍，《纲要》的初衷就是为教师具体实施人工智能教学提供指南。

“前段时间，我们还在深圳教育云资源平台上线了‘人工智能教育’专栏，接入三家人工智能学习平台，汇聚全市名师建设优质线上资源。”张惠敏告诉记者，深圳由市级提供基础资源包与托底学习平台，并联动社会各界开发人工智能教育资源包、模型库与工具集，“课程指南、优质资源都很受一线教师欢迎。”

“深圳的做法值得很多地区借鉴。”承担人教版高中信息技术教材《人工智能初步》分册撰写工作的首都师范大学教授方海光表示，好的人工智能教育核心在于让学生通过实践和探究来学习人工智能的原理和应用，增强他们的实际操作和解决问题的能力。“中小学人工智能教材的开发、课程内容的制定等，应该与人工智能行业、学校、科研院校及机构进行紧密合作，加强产学研一体化结合。这样可以及时反馈实际应用需求和最新的科研成果，确保教材内容的准确性和前沿性；同时在教学场景设计上尽量紧贴生活实际，这样才能让学生在分析问题、解决问题中感受人工智能的魅力，科学构建人工智能知识体系。”方海光说。

抓住教师培养这个“牛鼻子”

上好人工智能课程的关键，还是在于教师。

“目前，我国人工智能方面毕业的研究生不多，能进入到中小学人工智能教育的研究生就更少了。而对于人工智能教育，需要5—10年的深度研究才能有所体会，才会对学生学习起到真正效果。”在中国矿业大学（北京）智能控制与机器人系副主任、北京上地实验小学科学副校长赵建伟看来，我国中小学人工智能教师总量不足、专业化程度不高，是当前非常显著的问题。

“由于信息科技课的增设，大多数学校信息技术教师数量有限，常常会让理科教师兼任，甚至文科教师兼职的情况也很普遍。”中部某地区一名小学校长告诉记者。

对此，赵建伟认为，现阶段要提倡培养专兼结合的人工智能教育教师队伍。“专业化的师资培养是必要的，然而针对目前情况，很可能一段时间内还是以兼职和社会力量为主。”在他看来，学校可以用增设社会工作岗位的机会引入社会师资，还可以合理充分利用校外素养培训机构，辅助学校社团建设、社会实践等，丰富学生人工智能体验与深度参与。

与数量缺口相比，更深层次的问题在于教师素质和教学能力的不足。

“既要做好教师队伍数量加法，也要做好教师素养提升加法。”熊璋认为，一方面，应着力加强教师专业化培训，建立一线教师对信息科技新课标的认识、对人工智能教育健康推进的认识，特别是将正确的价值观很好地融入自身课程教学中；另一方面，通过教学研究和交流，梳理多年来积累的优秀教学案例，形成一系列的优质课程，通过推广优质课程，让更多的教师参考和利用，引领更多的一线教师走到一条正确的道路上来。

孙富春则建议，还应该科学系统地构建信息科技教师专业成长体系：“研制信息科技教师专业标准和课堂教学评价标准，以标准引领现有信息科技教师持续精进。针对不同地区、学校以及不同学段的人工智能教育课程，构建评价体系，从而帮助教研部门和学校对人工智能教学质量进行科学评价，突出教师实践成果，力争使每一位中小学人工智能教师的数字素养和教学素养都有显著提升。”