我国人工智能教育发展现状

2021年3月，美国国家人工智能安全委员会（NSCAI）发布最终报告，就美国应如何在人工智能时代保持优势提出了战略性建议。报告中提到，尽管世界上有很多国家都有自己的人工智能战略，但只有中美两国真正地拥有赢得人工智能竞赛的商业实力、人才资源以及创新生态。中国的各类规划、动用的资源以及目前已经取得的成就都足以让美国人担忧。由此可以看出，我国人工智能领域的发展水平已经走在世界前列。

在这样激烈的竞争背景下，我国在教育和人才培养方面应该如何应对？2017年7月，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》），明确了我国新一代人工智能发展目标。《规划》在“三步走”战略目标中明确提出：到2030年，我国人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心，智能经济、智能社会取得明显成效，为跻身创新型国家前列和经济强国奠定重要基础。

为了实现这一宏伟的战略目标，人才培养是重中之重。为此《规划》明确提出了人工智能教育具体实施方案：实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。建设和完善人工智能科普基础设施，充分发挥各类人工智能创新基地平台等的科普作用。建设人工智能学科，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，尽快在试点院校建立人工智能学院，增加人工智能相关学科方向的博士、硕士招生名额。鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合。加快培养聚集人工智能高端人才，把高端人才队伍建设作为人工智能发展的重中之重，坚持培养和引进相结合，完善人工智能教育体系，加强人才储备和梯队建设，特别是加快引进全球顶尖人才和青年人才，形成我国人工智能人才高地。（如图）

在专业层面，我们已经取得了一系列成果。《规划》推行至今，我国在人工智能专业人才培养层面已实现了多主体参与、多层次交叉、多模式并行的产学研人才协同培养模式；形成了专业学科建设和协同培养互为补充的人工智能人才培养生态。目前全国已有四百多所高校增设了人工智能专业，同时，高端人工智能人才引进力度的不断加大，也吸引着海外高层次人工智能人才的加速回归。

在科普层面，尽管近年来出现了一些优质科普作品，但优秀的科普读物依然凤毛麟角，特别是面向中小学教师、党政干部、企业家和青少年等特定群体的有针对性的人工智能科普教育严重缺失，优质的科普读物、音像作品和科普教材与培训内容严重匮乏。那么，如何设计中小学人工智能课程教材的教学内容？如何定位该课程的教学目标？这是在中小学阶段设置人工智能相关课程必须解决的共性问题，需要从事人工智能教学与科研的相关组织进行深入研究并给出可行的解决方案。

从目前已经面世的教材来看，有三种比较有代表性的类型：第一种是将人工智能课程定位为技术普及课，过早地将大学阶段的高层次数理知识呈现在基础知识远不完备的中小学生面前，试图用学生难以听懂的术语解释完全陌生的技术原理，这样的学习很难取得期待的效果。第二种是将近年来流行的创客教育机器人（甚至是高级玩具）、3D打印等课程视为人工智能课程，造成学生对人工智能概念正确理解的严重误导。第三种是人工智能知识碎片化，缺乏对人工智能知识体系的系统梳理和整体设计。

中小学人工智能教育研究成果

一、中小学人工智能教育与当前科技教育的区别

在科技发展日新月异的智能化时代，需要从小培养学生对人工智能的正确认知，帮助他们了解人工智能技术的应用场景，体验人工智能技术给人类带来的获得感，从而消除学生对先进技术的陌生感和畏惧感，做人工智能时代的主人。当代的青少年即便未来不会从事人工智能相关工作，但身处高度智能化的社会，学会拥抱人工智能技术，学会使用各种人工智能产品是适应未来生活、学习必须具备的基本技能。因此，笔者团队将中小学人工智能课程定位为一门以培养适应智能化时代的思维方式、创新意识、综合能力和人工智能科技素养为宗旨的综合素质教育课程。那么人工智能课程与当前的科技教育，如创客、STEM、机器人、编程等课程有哪些区别？

创客教育着重培养学生的创新思维、创新能力，倡导造物、鼓励分享，进而提高学生跨学科解决问题的能力。它作为一种教育理念，源自美国麻省理工学院比特与原子研究中心发起的制作实验室创新项目。STEM教育是一种以科学、技术、工程、数学为核心，基于项目及跨学科学习的教育模式，最早可追溯到1986年美国国家科学委员会发表的报告。机器人教育是一种以知识为线索、以能力为目标，发展学生探究、互助学习能力，提高综合实践素养的教育载体。它作为一种教育载体，源自20世纪90年代末的国外机器人竞赛，21世纪初传入中国高校，并向中小学下沉。编程教育旨在提高学生信息意识，发展计算思维、逻辑思维、数字化学习能力等，目的是培养学生信息技能。自2008年起，美国麻省理工团队开始探索如何将编程推广到低龄段孩子。人工智能教育旨在使中小学生了解人工智能基本知识、体验人工智能技术、熟悉人工智能技术的应用场景，提升学生人工智能科技素养，更好地适应未来智能化时代的工作与竞争、学习与生活。它作为一种科技素养，源自我国2017年颁布的《新一代人工智能发展规划》。

尽管以上五个领域有所交叉，但其核心知识各成体系，故教学内容不应混淆和替代。前四个领域由于起步较早，目前已初显成果，而人工智能教育在2017年前尚无先例，目前稍显不足。因此，我们希望人工智能学界与教育界的专家联起手来，共同打造适合我国中小学生的人工智能精品系列课程，为提升我国青少年人工智能科技素养尽一份社会责任。

二、《中小学人工智能课程教学指南》简介

由中国教育发展战略学会人工智能与机器人教育专业委员会组织编写的《中小学人工智能课程教学指南》于2022年正式发布（以下简称《指南》）。《指南》梳理了人工智能学科领域的知识体系及其相互联系，总结了人工智能技术在各行各业的应用场景，关注智能产品给人类的工作和生活带来的便利和影响；旨在指导和帮助中小学校顺利开展人工智能课程教学活动，帮助学生从整体上了解人工智能基本知识，体验人工智能技术带来的获得感、熟悉人工智能技术的应用场景，从而促进学生创新意识、综合能力和科技人文综合素质的发展，成为具有较高人工智能科技素养、能适应未来智能化时代发展的建设者。《指南》主要有五个方面的应用价值：一是使广大中小学教师在人工智能课程教学工作中有章可循，得到及时有效的帮助和专业指导；二是使学生在人工智能课程学习中能够系统科学地提高关于人工智能基本概念、关键技术与主要应用的知识水平与素养；三是推动中小学人工智能教学工作的科学化、规范化、专业化、系统化；四是促进中小学人工智能课程整体教学质量的提高，真正落实国务院《新一代人工智能发展规划》中提出的“逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”的要求；五是为人工智能教育机构、人工智能教材编写团队、人工智能教学设备研发企业等相关从业人员提供指导或参考。

《指南》根据青少年发展的生理和心理特点，将义务教育阶段划分为四个学段，由浅入深、循序渐进、统筹规划义务教育阶段的人工智能课程内容。《指南》在教学内容中提出九个主题教学模块：人工智能概述、智能工具与社会伦理、机器感知、机器认知、机器学习、人工神经网络、知识表示与机器推理、群体智能与进化智能、人机交互，各学段教学内容可以根据模块进行取舍与组合。

下一步，针对义务教育阶段人工智能教师严重匮乏这一现状，笔者团队将致力于开发一套完善的培训资料，结合信息科技新课标中“人工智能与智慧社会”板块要求，细化到每一课时、每一知识点，帮助人工智能教师摆脱畏难情绪，开辟人工智能科普教育新篇章。