深化中小學生教育改革 迎接人工智能時代挑戰

謝昱 陳映曉

摘 要：人工智能技術的發展和應用將對人類社會帶來根本性的變革，對教育的影響逐步顯現。我國人工智能技術發展需要中小學教育體系變革的支撐。目前，我國中小學人工智能教育正處于起步階段，雖然總體上取得了一定進展，但仍處于起步階段，在師資、課程體系、考核評價等方面存在的不足，嚴重制約了中小學人工智能教育的發展。加快發展人工智能教育，是我國實現人工智能發展目標的重要保障。

關鍵詞：人工智能; 中小學教育; 教育改革

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2020）1-000-002

人工智能技術的發展和應用將對人類社會帶來根本性的變革。當前，人工智能正處于興起和發展階段，對教育的影響逐步顯現，人工智能發展也需要中小學教育體系變革的支撐，世界主要國家都在深化中小學教育改革應對人工智能時代的挑戰。我國雖然對人工智能中小學教育越來越重視，但是總體上仍處于起步階段，迫切需要加快中小學教育改革，迎接人工智能時代的到來。

一、人工智能發展對中小學教育帶來的影響

人工智能（Artificial Intelligence，縮寫AI），是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新技術科學，從20世紀50年代提出和誕生以來，迅速發展，在很多學科領域獲得廣泛應用。

人工智能發展大致經歷了計算智能、感知智能和認知智能幾個階段。近年來，隨著計算處理能力的突破以及互聯網大數據的爆發，再加上深度學習算法在數據訓練上取得的進展，人工智能技術的應用對經濟社會發展的深刻影響日益顯現，被認為是將對人類未來產生根本性影響的技術。根據中國電子學會的統計，2018年，全球人工智能核心產業市場規模超過555.7億美元，同比增長50.2%[1]。Narrative Science公司在2017年的一項調查發現，38%的企業已經在使用人工智能技術，到2018年這個比例有望增長到62%[2]。

人工智能將對人類生產生活帶來深遠影響，作為人類發展基礎的教育所受到的影響更是根本性的，中小學教育改革需求迫切。主要體現在以下幾個方面：

一是人工智能對就業結構產生重大影響，對教育內容以及理念帶來深刻變革。人工智能對就業產生深刻的影響，根據世界經濟論壇2016年的調研數據預測，到2020年，機器人與人工智能的崛起，將導致全球15個主要的工業化國家510萬個就業崗位的流失[3]，最先替代的將是低成本、勞動密集型的崗位。在不遠的將來，人工智能可能帶來大規模失業，對教育學科、教育內容提出新的需求。未來教育的社會導向性、目標性將更加明確。

二是人工智能的發展及應用要求人類掌握并發展新技能、新能力，對教育的方式和形態都有新的需求。人工智能時代，信息技術能力是需要掌握的基本技能，自主學習能力成為最基本的能力，思考和創造能力可能是人類真正具有競爭力的能力。智能機器人阿爾法狗已經具備了強大的自主學習能力，如果學生沒有自主學習能力，就難以適應高度變化、知識革新的社會。與機器人相比，在好奇心驅使下的問題提出和解決能力更加凸顯出人類的獨特性，這是機器人難以模仿和替代的能力。這些在人工智能時代人類特有的能力，要求教育要以培養能力為核心，對傳統的以知識傳授和應用為核心內容的教育方式提出挑戰。

三是人工智能作為新的學習工具，對教育的方式與方法帶來深刻變革。人工智能手段的應用，將使教學課堂的場景更加廣闊，依靠深厚的大數據累積與人工智能技術，使教育更加場景化、體驗化，教學將更有針對性。比如近年來興起的imkid人工智能教育系統、個人成長能力知識圖譜等，都意味著新的教學手段的變革。人工智能的應用將推動教育方式和方法發生重大轉變。

二、我國中小學人工智能教育進展與存在的問題

為適應人工智能的發展，我國中小學教育改革正得到越來越多的重視，國務院2017年發布的《新一代人工智能發展規劃》提出，“在我國中小學階段設置人工智能相關課程”。在國家的倡導和推動下，中小學對人工智能有關的教育日益重視。教育部在《高中信息技術課程標準》的必修模塊中增加了人工智能基礎知識內容，各地教育部門努力探索，中小學人工智能相關課程和教材不斷涌現。據不完全統計，2018年，全國范圍內推出了十幾種中小學人工智能相關的課程、教程或教材。教育部加快推動中小學人工智能教育裝備系統的研發。一些地區中小學人工智能教育取得了顯著進展，南京市從搭建教師發展平臺、組織專題論壇、組織競賽三方面推進;浙江省在2017年將信息技術列入高考選考科目;福建省從2018開始在小學低年級開展人工智能科普教育，在中高年級推進人工智能知識普及。

我國中小學人工智能教育取得積極進展，但是在總體上仍處于起步階段，在師資、教育內容、考核評價等方面存在的不足，嚴重地制約著中小學人工智能教育的發展，主要表現在以下幾個方面：

一是中小學對人工智能教育雖然比較重視，但是實際上開展的教育活動仍然較少。雖然各地教育部門提出了開展人工智能教育的要求，但由于實施時間較短，中小學開展人工智能教育仍不普遍，覆蓋面有限。即便在已經開展人工智能教育的學校，人工智能主要作為選修課或升學考試的加分項，在課程體系中的作用不突出。我國很多學校現有的計算機課程得不到重視，而且內容過于基礎，數量不足，甚至高中階段接觸不到編程等，與國際相比差距明顯。據測算，美國K12階段約有67.5%的孩子已接受在線編程教育。全球最主要的少兒編程語言Scratch在美國市場的滲透率最高，達44.8%，英國為9.31%，而中國僅為0.96%。

二是我國中小學以及社會的人工智能教育裝備、標準缺乏，中小學人工智能教育內容比較膚淺。人工智能是新鮮事物，而且是綜合性的技術集合，專業性較強，開展人工智能教育的內容、方法等本身就需要大量的研究，形成適應中小學需要的教育裝備以及標準等，而我國人工智能教育裝備、標準等才處于起步階段。我國現有的學校教育體系難以適應人工智能發展要求，師資隊伍不足，大多數教學者本身并不了解信息技術，課堂教學也沒有借助信息技術手段，學生被限制接觸信息技術產品，對人工智能教育方法不了解。另一方面，社會上開展的人工智能培訓等停留在表面層次的比較多，教育水平參差不齊，造成人工智能教育市場混亂。

三是中小學考核評價體系沒有根本性調整，學校和學生都缺乏人工智能教育的積極性和主動性。時代發展和中小學生興趣對于人工智能教育都具有很大的需求，特別是中小學生多數都有學習和了解人工智能、掌握人工智能所需要技能的意愿。但是由于學校的考核評價體系仍然以考分為主要導向，對教師的考核以考分和升學率為主要依據，為滿足“中考”“高考”需要，學校教育仍以文化課為重點。在訪談調研中發現，雖然一些學校開設了機器人課程，但由于不在中考范圍之內而不受重視;傳統的文化課占用了學生大量時間，學校和家長普遍認為學習人工智能課程是不務正業，導致學生學習動力受到壓制。

四是現有的教學方法等不利于人工智能能力的提升。人工智能教育，除了掌握相關的知識和技能之外，更主要的是增進對人工智能的了解、培養人工智能思維以及提升相關能力。但是現有多數學校的教學方法仍然以掌握知識為主，甚至強調“一字不差”，引導學生加強記憶，形成思維定式，不利于學生發展信息技術能力、跨領域能力、創造力與人際交往能力等，這些人工智能時代所需要能力的形成往往錯過人才培養和成長的最佳時期，增加了后續教育培養的難度。

三、對策與建議

人才培養是人工智能發展的先導。當前，我國人工智能產業發展面臨著人才短板，加快發展人工智能教育，形成適應人工智能時代的教育體系，是我國實現人工智能發展目標的重要保障。為深入推進中小學人工智能教育，建議：

一是為應對人工智能時代的來臨，要結合教育體系的整體改革，逐步調整學校的考核評價體系。在近期來看，為了使學校真正重視人工智能教育，應將信息技術以及相應的人工智能基礎性課程納入中高考考核范圍。并結合整體上的教育體系的改革，破除唯分數決定一切的評價方式，降低文化課分數競爭，更多地偏向合格性考核。

二是制定人工智能教育和培訓標準，對社會人工智能教育培訓等進行有效引導。組織人工智能、教育專家共同編制人工智能教育和培訓標準，根據成長的不同階段，形成人工智能教育的主要內容和方法，研究提供中小學人工智能教育裝備。對中小學開展人工智能教育提出要求以及標準，加快師資隊伍培訓，建立統一的師資評價標準，改革學校用人機制，建立中小學與社會的聯合教育培訓機制，防止社會濫用人工智能教育。

三是對學校中小學人工智能教育進行有效引導，著力提升學生人工智能時代的能力。在教育內容上，要結合新的考核標準，盡早開設編程課程，提高編程課程所占課時比重，給予學生更多的選課權利，增加多樣的、參與中高考考評的選考專業科目。鼓勵學生開展自主創新項目，提高創造性課程所占課時比重，給學生充足的時間進行創新與實踐，增加體育以及社團、自由活動時間，提升學生交流空間。

四是改革教育方式，更多地運用信息化和人工智能手段，提高學習效率。將新的科技產品如人工智能、虛擬現實等技術運用于課堂，將提高課堂效率。利用網絡平臺進行優質課程的傳播，使學生學習不受地域、學校制約。應允許學生在課堂上、學習中使用信息化產品，引導學生合理使用信息化產品，以提升其對于人工智能時代的適應能力。

五是營造人工智能教育的社會氛圍。引導家長和學生重視對人工智能學習和相關能力的培養，認真對待人工智能相關課程，密切關注人工智能發展趨勢。通過思考、創新與合作交流來增強人工智能發展需要的能力。引導學生積極制定發展規劃，提高自主學習能力。

參考文獻：

[1]2018年全球人工智能核心產業市場規模超過了555.7億美元，2019年1月18日，http：//www.sohu.com/a/123544765_534686

[2]人工智能進入全國新課標將如何影響我們的生活，2018年1月24日，https：//www.liuxue86.com/a/3599446.html

[3]WEF：未來五年機器人將導致全球15個主要國家崗位減少510萬個，2016年1月10日，http：//www.199it.com/archives/430745.html