四大主題活動(dòng)共話人工智能教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)在與未來

仲玉維 王曉波 馮艷艷 徐靖程

近幾年，各國紛紛把人工智能上升到了國家戰(zhàn)略范疇，都在積極推進(jìn)人工智能教育。特別是對(duì)基礎(chǔ)教育階段人工智能的普及，各個(gè)國家都非常重視。2017年，國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出：“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目”“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”。由此，帶來了人工智能課程開發(fā)的熱潮。教育部陳寶生部長提出人工智能知識(shí)要進(jìn)學(xué)科、進(jìn)課程、進(jìn)課堂。那么，什么是人工智能？中小學(xué)人工智能教育應(yīng)該怎么落地？面臨哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)？我們走進(jìn)2019新時(shí)代創(chuàng)新教育實(shí)踐研訓(xùn)活動(dòng)暨北京市中小學(xué)人工智能教學(xué)實(shí)踐研討會(huì)，帶來一些現(xiàn)場觀察和思考。

2019新時(shí)代創(chuàng)新教育實(shí)踐研訓(xùn)活動(dòng)暨北京市中小學(xué)人工智能教學(xué)實(shí)踐研討會(huì)由北京教育音像報(bào)刊總社、北京教育學(xué)院和北京市教育學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦，中小學(xué)信息技術(shù)教育雜志社、中央美術(shù)學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校和中國教育技術(shù)協(xié)會(huì)創(chuàng)新教育實(shí)踐工作委員會(huì)承辦，人民教育出版社課程教材研究所協(xié)辦。來自北京市及全國十多個(gè)省市的教育行政領(lǐng)導(dǎo)、專家、校長、教師和企業(yè)界人士，近300人參加了此次活動(dòng)。

2019年6月11日，會(huì)議的開幕式別開生面，首先登臺(tái)的是教育機(jī)器人小智，小智用幽默擬人的語言與參會(huì)人員互動(dòng)，并邀請(qǐng)會(huì)議主持人登場，由此拉開活動(dòng)的帷幕。

北京教育音像報(bào)刊總社黨委書記兼社長李開發(fā)在大會(huì)致辭中表示，此次研討會(huì)的召開旨在深入貫徹習(xí)近平總書記給2019國際人工智能與教育大會(huì)賀信重要講話精神，全面貫徹全國教育大會(huì)及北京全市教育大會(huì)精神，落實(shí)《北京市教育信息化三年行動(dòng)計(jì)（2018-2020年）》的實(shí)施，創(chuàng)新應(yīng)用信息技術(shù)手段，構(gòu)建北京特色的創(chuàng)新教育課程體系。經(jīng)過幾十年的技術(shù)積累與迭代，人工智能逐漸走向科技革命的中心，成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的新引擎。在當(dāng)前時(shí)代背景下，我們關(guān)注人工智能教育，推動(dòng)人工智能進(jìn)校園，真正的讓人工智能落地生根，開花結(jié)果。

現(xiàn)場訪談：中小學(xué)人工智能教育面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

參加現(xiàn)場訪談的嘉賓就人工智能知識(shí)普及，教材和課程開發(fā)，教師面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等問題各抒己見，現(xiàn)場氣氛活躍，互動(dòng)熱絡(luò)，精彩紛呈，掀起了活動(dòng)當(dāng)天的第一個(gè)高潮。

1.人工智能教育給教師帶來很大挑戰(zhàn)

提到人工智能和教育的融合，這里要厘清三個(gè)領(lǐng)域，人工智能專業(yè)的建設(shè)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用、中小學(xué)的人工智能教育。

“人工智能教育和人工智能技術(shù)是完全不同的話題，因培養(yǎng)目標(biāo)的不同，中小學(xué)人工智能教育要比大學(xué)的人工智能教育更難，是技術(shù)領(lǐng)域與教育領(lǐng)域交叉融合的學(xué)科，那么就要求教師既懂技術(shù)又懂教育本身，最終讓孩子能接受，這是難點(diǎn)。” 前IBM大中華區(qū)人工智能智慧城市首席解決方案專家、思源教育研究院執(zhí)行院長李根柱博士說。

如何將有一定門檻的人工智能中復(fù)雜的有技術(shù)難度的內(nèi)容，帶入到中小學(xué)教育里面，怎么帶入、如何帶入？這一系列問題將給中小學(xué)教師帶來了很大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)與教育密不可分，教育的發(fā)展推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)的進(jìn)步又反哺于教育。中央美術(shù)學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校校長姜源提出了另一個(gè)挑戰(zhàn)，人工智能的介入讓教育手段更加豐富，能夠提升教育思維，但教師的情感、創(chuàng)新思維是人工智能代替不了。

“我想人工智能的到來，中小學(xué)教師面臨的全新的挑戰(zhàn)一定是情感和能力提升的挑戰(zhàn)。教師一定要比學(xué)生先走一步，人工智能教育的目的是讓教師、學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握人工智能?！苯凑f。

北京教育學(xué)院在推動(dòng)人工智能教育的教師培訓(xùn)方面邁出了領(lǐng)先的一步。北京教育學(xué)院副院長鐘祖榮介紹，該學(xué)院申請(qǐng)了一個(gè)北京市社科計(jì)劃課題《中小學(xué)開展人工智能和推進(jìn)智能教育的對(duì)策研究》;2018年組織北京市昌平、東城、西城等區(qū)域的40多位教師進(jìn)行了人工智能教育的專題培訓(xùn);2019年又開設(shè)了2個(gè)人工智能的特級(jí)教師工作室，招募了40位教師開展研修，做好人工智能的師資培養(yǎng)工作。目前，北京教育學(xué)院已經(jīng)走進(jìn)10多所學(xué)校開展人工智能教育實(shí)踐工作，包括北京八中、中關(guān)村二小、回龍觀二小、北京教育學(xué)院豐臺(tái)附小等學(xué)校。

“目前，北京教育學(xué)院主要針對(duì)6大方面進(jìn)行研究，包括中小學(xué)開展人工智能課程的目標(biāo)定位;針對(duì)中小學(xué)的水平和認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)置相關(guān)內(nèi)容;師資應(yīng)該具備什么條件;設(shè)備和場地的條件如何;用什么方法來普及;如何對(duì)課程體系進(jìn)行評(píng)價(jià)?！?鐘祖榮說。

中小學(xué)人工智能教育的發(fā)展離不開媒介的助推與引領(lǐng)。北京教育音像報(bào)刊總社總編輯張淑芳在訪談中表示，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃（2017）》的最后提到的就是輿論引導(dǎo)，要充分運(yùn)用各種傳統(tǒng)媒體和新興媒體，讓人工智能教育的健康發(fā)展成為全社會(huì)的共識(shí)，及時(shí)做好輿論引導(dǎo)，更好應(yīng)對(duì)人工智能發(fā)展可能帶來的社會(huì)、輿論和法律等挑戰(zhàn)。

2.人工智能教育課程開發(fā)有一定難度

未來已來，人工智能教育的實(shí)踐正走在路上。當(dāng)下，中小學(xué)人工智能教育課程的開發(fā)擺在了教育工作者和人工智能專家的面前，課程的開發(fā)存在一定的難度和挑戰(zhàn)。

“人工智能課程如何與現(xiàn)有課程相結(jié)合，如何開發(fā)課程資源和教材，這是人民教育出版社課程教材研究所一直在思考的問題?！痹撍凝堈涓敝魅握劦溃俺霭嫔缯趪@中小學(xué)階段的人工智能課程、教材、教學(xué)進(jìn)行研究，讓教師認(rèn)識(shí)到人工智能的重要性、復(fù)雜性和不確定性。”

目前，市面上已經(jīng)出現(xiàn)了不少標(biāo)記為“中小學(xué)人工智能教材”的書籍。龍正武介紹，一方面他們正在了解現(xiàn)在各中小學(xué)開設(shè)人工智能教育的途徑，收集研究已有的書籍和一線學(xué)校的課程資源進(jìn)行研究;另一方面也正在從理論的層面梳理人工智能教育應(yīng)該如何開設(shè)，包括人工智能教育的內(nèi)容如何才能與最新的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行接軌，人工智能教育的課程以及課程資源怎樣開發(fā)才能最理想等。

李根柱博士談到開發(fā)人工智能課程有三個(gè)方面需要注意，一是目前的誤區(qū)是大多數(shù)技術(shù)企業(yè)在主導(dǎo)推動(dòng)人工智能教育，技術(shù)企業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)是技術(shù)的實(shí)現(xiàn)而不擅長創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，人工智能教育更多的是應(yīng)該面向創(chuàng)新思維培養(yǎng);二是人工智能教育實(shí)現(xiàn)的路徑是把人工智能的復(fù)雜過程可視化，關(guān)鍵是把“黑盒子”里的路徑和方法告訴學(xué)生，這一點(diǎn)具有挑戰(zhàn)性;三是中小學(xué)人工智能不能脫離生活，一提到人工智能就建立“人工智能實(shí)驗(yàn)室”是不可取的，而是要與現(xiàn)有資源融合，讓人工智能的應(yīng)用更加生活化、場景化和案例化，做真人工智能，而不是偽人工智能。

主題報(bào)告：思維培養(yǎng)是人工智能教育的核心

北京大學(xué)教育學(xué)院賈積有教授以“教育與人工智能”為主題，帶來了人工智能最新的研究進(jìn)展。賈積有教授從理論層面對(duì)教育、自然智能和人工智能的關(guān)系進(jìn)行了生動(dòng)的闡述，并用大量的案例來說明人工智能在哪些方面可以替代人類的自然智能。關(guān)注和研究人工智能首先要厘清人工智能的概念，賈積有教授認(rèn)為人工智能就是用人工的方法在機(jī)器（包括計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能;或者說就是人們使用機(jī)器模擬人類和其他生物的智能，包括感知能力、記憶、思維能力、行為能力、語言能力。賈積有教授通過實(shí)證研究得出的政策建議：將人工智能等信息技術(shù)深度整合到常規(guī)教學(xué)中，使技術(shù)裝備物盡其用，服務(wù)于學(xué)校核心業(yè)務(wù);而不僅僅停留在公開課的層面，應(yīng)用要適時(shí)、適度，滿足學(xué)生層次化、個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求;應(yīng)用要減輕教師和家長負(fù)擔(dān)。對(duì)于人工智能能不能代替部分教師的工作這一話題，賈積有教授認(rèn)為，目前的智能教學(xué)系統(tǒng)（ITS）還是對(duì)優(yōu)秀教師的模擬，智能教學(xué)系統(tǒng)僅限于某些特定領(lǐng)域和特定知識(shí)，效果明顯，但是還沒有大規(guī)模的應(yīng)用。

中國人工智能教育學(xué)會(huì)可拓工程專業(yè)委員會(huì)副秘書長、北京建筑大學(xué)秦建軍副教授在“中小學(xué)人工智能教育應(yīng)該教什么”的主題報(bào)告中，提出思維培養(yǎng)是人工智能教育的核心;人工智能基礎(chǔ)教育是探索“有限技術(shù)”下的“無限可能”;人工智能教育水平主要依賴于教學(xué)者及方案，而不是技術(shù);人工智能教育的內(nèi)容需要從受教者的視角專門的設(shè)計(jì)。對(duì)于中小學(xué)人工智能教育應(yīng)該教什么？秦建軍副教授認(rèn)為人工智能教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，從哲學(xué)與方法、科學(xué)與探索、實(shí)驗(yàn)與試錯(cuò)、思維與創(chuàng)新等能力維度劃分，并對(duì)比人工智能涉及的內(nèi)容進(jìn)行了分析。秦副教授進(jìn)一步指出，思維素養(yǎng)在AI教育中至關(guān)重要，人工智能基礎(chǔ)教育中的思維素養(yǎng)包括計(jì)算思維、創(chuàng)造性思維、設(shè)計(jì)思維、系統(tǒng)思維、跨學(xué)科思維、人機(jī)協(xié)作思維等。

實(shí)踐案例：發(fā)揮特色? 因?qū)嵺`而成功

將人工智能教育落實(shí)到教學(xué)中，必然離不開教學(xué)實(shí)踐的探索。本次活動(dòng)安排了8個(gè)實(shí)踐案例，通過豐富多彩的實(shí)踐案例呈現(xiàn)適合人工智能的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式。

在學(xué)校層面，有三位校長分別從學(xué)校人工智能課程建設(shè)、人工智能和現(xiàn)有課程深度融合、學(xué)校人工智能校本課程構(gòu)想和實(shí)踐等方面闡述人工智能在教育教學(xué)和學(xué)校管理方面所發(fā)揮的作用。北京市第十八中學(xué)教育集團(tuán)管杰校長介紹了學(xué)校人工智能課程建設(shè)情況。面向未來，該校正利用人工智能技術(shù)從案例管理向數(shù)據(jù)管理、問題管理和趨勢(shì)管理發(fā)展。中央美術(shù)學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校姜源校長介紹了學(xué)校美術(shù)特色教學(xué)與人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為，人工智能取代不了教師，世界在發(fā)展，人工智能可以減輕人的低級(jí)的重復(fù)性腦力勞動(dòng)，但取代不了人的情感、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、創(chuàng)造，他希望人工智能和現(xiàn)有課程深度融合，促進(jìn)各個(gè)學(xué)科教學(xué)發(fā)展。杭州上海世界外國語小學(xué)陳民仙校長介紹了學(xué)校努力打造全人教育的探索，通過豐富多彩的課程展示學(xué)校人工智能校本化課程構(gòu)想和實(shí)踐。她提出要培養(yǎng)學(xué)生的人文情懷、責(zé)任意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。學(xué)校創(chuàng)設(shè)智能化學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在FUN? WITH? CODING等課程中體驗(yàn)編程的樂趣。

教師層面，有五位教師帶來了精彩的課程探索案例。教師們從學(xué)生需求出發(fā)，推動(dòng)課程不斷發(fā)生著演變，設(shè)計(jì)和引領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。人大附中袁中果主任從政策、師資、內(nèi)容、生態(tài)等方面介紹了人大附中人工智能課程開展情況。他強(qiáng)調(diào)，優(yōu)質(zhì)人工智能課程平臺(tái)、數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生、教師、學(xué)校、社會(huì)四位一體的人工智能教育生態(tài)圈，對(duì)培養(yǎng)未來人工智能人才具有重要意義。北京十一學(xué)校聶璐老師為與會(huì)者帶來了自己在“人工智能與APP開發(fā)”課程建設(shè)方面的探索和實(shí)踐。從學(xué)生需求出發(fā)，課程不斷發(fā)生演變。從游戲化學(xué)習(xí)，到APP開發(fā)，再到人工智能人臉識(shí)別，借助國內(nèi)開放平臺(tái)資源，設(shè)計(jì)和引領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。北京第一師范附屬小學(xué)李婷老師以“圖像識(shí)別”一課為例，介紹了自己的人工智能教學(xué)實(shí)踐。北京市第171中學(xué)附屬青年湖小學(xué)徐欣彥老師介紹了“人工智能起始課”“黑白畫手”等實(shí)踐案例，講述了課程活動(dòng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與思考。案例鮮活，娓娓道來，深深吸引了與會(huì)者。北京市陳經(jīng)綸中學(xué)分校望京實(shí)驗(yàn)學(xué)校崔深根主任從以點(diǎn)帶面開展人工智能社團(tuán)說起，介紹了學(xué)校開展中小學(xué)人工智能課程體系建設(shè)情況。學(xué)校主要采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，讓人工智能原理可視化;使用機(jī)器人為學(xué)習(xí)工具，以學(xué)促教。

技術(shù)沙龍：技術(shù)協(xié)同教育砥礪前行

專家、校長、一線教師及企業(yè)代表以沙龍形式共話人工智能教育，就當(dāng)前人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、人工智能教育的實(shí)現(xiàn)路徑、教材和課程開發(fā)、實(shí)踐中存在的困難等問題展開討論。

高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)專家組成員樊磊教授在討論時(shí)指出，高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)和內(nèi)容設(shè)定具有相當(dāng)大的彈性，對(duì)于講哪些內(nèi)容并沒有特別明確的指定，這是由于技術(shù)發(fā)展比較快，主要還是為了給發(fā)展不平衡的地區(qū)有較大自主選擇的空間。關(guān)于人工智能在教育里應(yīng)該占有什么樣的地位，義教階段的課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在路上了。正是因?yàn)槿斯ぶ悄馨l(fā)展階段、發(fā)展水平不一樣，所以人工智能教育不能一窩蜂，要根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況探索人工智能的發(fā)展路徑。

對(duì)于當(dāng)前人工智能教材和課程的開發(fā)，樊磊教授認(rèn)為雖然現(xiàn)在出了第一批人工智能教材，但是同質(zhì)化比較嚴(yán)重，很多是從國外移植過來的軟硬件平臺(tái)，套上了人工智能的外衣。在義教階段的新課程標(biāo)準(zhǔn)里，人工智能教育是信息素養(yǎng)的組成部分，不是用來取代信息技術(shù)課、創(chuàng)客課程、STEAM課程的。所以，我們不要忘記大的目標(biāo)，人工智能教育要按照正確的方向發(fā)展，在明年義教階段課程標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之前，教材開發(fā)要謹(jǐn)慎，最好開發(fā)、實(shí)驗(yàn)一些教學(xué)案例，要讓人工智能課程見到實(shí)效。

北京教育學(xué)院“北京市中小學(xué)人工智能教學(xué)實(shí)踐研究特級(jí)教師工作室”負(fù)責(zé)人于曉雅副教授認(rèn)為，人工智能教育不能脫離教育的本質(zhì)，以立德樹人為根本要求。當(dāng)前，我們需要對(duì)師資、教材、內(nèi)容進(jìn)行梳理，探尋人工智能教育的實(shí)施路徑。首先，我們要認(rèn)清人工智能教育的本質(zhì)，認(rèn)清人工智能的核心概念。學(xué)習(xí)并了解人工智能的五大核心概念：感知、表示推理、學(xué)習(xí)、自然交互、社會(huì)影響，基于核心概念進(jìn)行教學(xué)。其次，我們要抓住人工智能多元思維的培養(yǎng)，不能僅僅局限在學(xué)習(xí)編程，需要讓孩子們理解數(shù)據(jù)、理解算法，親歷整個(gè)人工智能的過程。再次，一定要負(fù)責(zé)任地使用技術(shù)，要在孩子的內(nèi)心種下倫理、道德、法律這樣的種子，這樣的技術(shù)學(xué)習(xí)才有意義。最后，就是要變革人工智能教育教學(xué)的方式，在體驗(yàn)式的活動(dòng)與人工智能知識(shí)之間搭起橋梁，培養(yǎng)人與人工智能協(xié)作交流，共生共存和諧相處的 “人工智能能力”。

人工智能教育進(jìn)入中小學(xué)，如何落地是關(guān)鍵。對(duì)此，北京市東城區(qū)信息技術(shù)教研員郭艷玫在發(fā)言的時(shí)候指出，作為小學(xué)信息技術(shù)教研員，首先是明確態(tài)度，一線教師對(duì)人工智能教育的態(tài)度，我們?cè)M(jìn)行過問卷調(diào)查，主要了解教師對(duì)人工智能的認(rèn)知層次，以及教師對(duì)人工智能的態(tài)度。非常令人欣慰的是，東城區(qū)有90%的信息技術(shù)教師對(duì)人工智能有興趣。其次是認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。對(duì)一線教師來說，第一要有學(xué)習(xí)的意識(shí)，第二要有科研的意識(shí)。課題研究是教師專業(yè)成長的有效途徑，對(duì)于人工智能教育來說，不僅僅是信息技術(shù)教師的事情，更應(yīng)該是學(xué)科教師的事情。

北京市第十八中學(xué)教育集團(tuán)管杰校長說，我們?cè)谌昵伴_了人工智能課程，我感覺最重要的是人工智能道德觀的教育，如果問問孩子，人工智能是什么？孩子們會(huì)說：“大白”“瓦力”“奧創(chuàng)”，孩子通過電影發(fā)現(xiàn)了很多人工智能的應(yīng)用，但孩子們沒有辦法分辨隱性善惡。對(duì)于人工智能教育我們覺得不應(yīng)該將主要精力放在編程上，應(yīng)該是問題探究的形式，或者是情境模式、體驗(yàn)學(xué)習(xí)，學(xué)生必須知其然，更要知其所以然。要讓孩子在應(yīng)用的過程中找到更多的興趣點(diǎn)，鼓勵(lì)孩子們跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

我們發(fā)展人工智能教育的機(jī)會(huì)在哪里？人工智能給教育帶來什么呢？樊磊教授總結(jié)道：“賦智教育，賦能師生。給教師個(gè)體帶來的是能力，給教育體系帶來的是智慧?！狈诮淌谕瑫r(shí)指出，“人工智能教育要有責(zé)任心和使命擔(dān)當(dāng)，人工智能對(duì)人的影響還缺乏科學(xué)跟蹤和長期的研究，會(huì)不會(huì)給孩子帶來反作用還沒有定論，在這種情況下千萬不能急功近利，不能功利化。”

2019新時(shí)代創(chuàng)新教育實(shí)踐研訓(xùn)活動(dòng)暨北京市中小學(xué)人工智能教學(xué)實(shí)踐研討會(huì)融合線上、線下多種媒體形式，傳播創(chuàng)新教育先進(jìn)理念，推動(dòng)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域創(chuàng)新教育實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化助力;設(shè)置現(xiàn)場訪談、主題報(bào)告、實(shí)踐案例、技術(shù)沙龍等環(huán)節(jié)，在“產(chǎn)學(xué)研用”之間架起了橋梁，溝通交流中小學(xué)人工智能教育創(chuàng)新的理論和實(shí)踐策略。未來，我們繼續(xù)堅(jiān)定信念，立足北京，輻射全國，傳播創(chuàng)新教育先進(jìn)理念，推動(dòng)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域創(chuàng)新教育實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化助力。