新加坡：在AISG計劃下開展人工智能教育

在人工智能技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下，世界各國紛紛將普及人工智能教育視為增強國家競爭力、推動社會進步的重要途徑，并著力于培養(yǎng)學生的人工智能素養(yǎng)。在這一全球趨勢下，新加坡于2006年和2014年分別啟動了“智慧國家2015計劃”與“智慧國家2025計劃”。這兩個計劃的核心目標是通過人工智能等信息技術(shù)的全面應用和普及教育，賦能智慧國家建設，使新加坡成為一個宜居、宜業(yè)、宜學的理想之地。在中小學階段的人工智能教育領(lǐng)域，新加坡積累了不少寶貴經(jīng)驗。

AISG計劃

2017年，在新加坡國家研究基金會（NRF）、智慧國家和數(shù)字政府辦公室（SNDGO）以及經(jīng)濟發(fā)展委員會（EDB）等多方的大力支持下，新加坡推出了“新加坡人工智能”（AI Singapore，AISG）計劃。該計劃的目標是通過人工智能技術(shù)來創(chuàng)造社會和經(jīng)濟雙重效益，吸引全球人才，構(gòu)建人工智能生態(tài)系統(tǒng)，并確保新加坡在世界舞臺上的戰(zhàn)略地位。AISG項目的設計框架凸顯了人才的核心價值。在NRF高達1.5億新加坡元的資金支持下，新加坡成功吸引了不少全球人工智能領(lǐng)域的頂尖人才，為該領(lǐng)域的創(chuàng)新注入了強勁動力。

AISG計劃通過建立“人工智能眾創(chuàng)空間”（AI Makerspace），實現(xiàn)了線上、線下相結(jié)合的人工智能教育模式。該空間與學校和企業(yè)緊密合作，強調(diào)全民興趣的培養(yǎng)、知識的普及及終身教育的重要性，為不同年齡段的人群提供了全面學習人工智能的機會。具體來說，AISG計劃遵循“學習、實踐、分享”三個核心步驟，整合豐富的教育資源，為包括小學生、中學生、從業(yè)者等在內(nèi)的全體公民，量身定制在線課程。這些課程旨在幫助公民深入理解人工智能，認識其在現(xiàn)代社會中的重要性，并激發(fā)他們在人工智能領(lǐng)域的思考與創(chuàng)新。

2019年，新加坡發(fā)布《國家人工智能戰(zhàn)略》，進一步加大了對人工智能教育研究的投入和支持力度，促使教育模式變革。通過這些計劃和改革措施，新加坡成功構(gòu)建了一個覆蓋全齡段人群的人工智能終身教育體系。

中小學人工智能課程體系

小學階段課程

AI4K（AI for Kids）是AISG專為10至12歲的小學生開發(fā)的人工智能啟蒙教育課程。這一課程由新加坡政府與新加坡國立大學聯(lián)合研發(fā)，充分考慮到了小學生的認知發(fā)展階段和學習習慣。課程重在普及編程及人工智能的基礎知識和概念，并通過教授各類圖形化編程工具的使用方法，引導學生開發(fā)簡單的人工智能應用程序。AI4K課程注重實踐操作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，致力于點燃學生對人工智能的熱情。課程采用視頻教學與現(xiàn)場互動相結(jié)合的教學方式，通過生動的講解和實踐操作，使學生在參與中學習，提高學習效率。

課程內(nèi)容緊密聯(lián)系日常生活，將數(shù)據(jù)科學、機器學習等復雜概念與生活中的實際例子相結(jié)合，以幫助學生更直觀地理解和應用這些知識。AI4K課程采用“敏捷教學法”，構(gòu)建了一個靈活、可持續(xù)、深入且不斷更新的學習框架，強調(diào)興趣驅(qū)動和生活導向，通過與現(xiàn)實生活緊密結(jié)合，幫助學生建立堅實的人工智能知識基礎。此外，AI4K課程允許學生根據(jù)自己的節(jié)奏掌握學習進度，確保在充分理解當前單元的基礎上再進入下一階段的學習。課程旨在培養(yǎng)學生的自主學習能力和探索精神，為他們未來深入學習人工智能打下堅實的基礎。

AISG還推出了定期的“AI4K Boot Camp”項目，這是一個專為青少年設計的人工智能教育項目。通過該項目，學生們不僅可以了解機器學習、計算機視覺和自然語言處理等基礎人工智能概念，而且能夠在創(chuàng)造力和批判性思維方面得到鍛煉。通過項目演示，學生們有機會展示所學的成果，這不僅可以增強他們的自信心，也加深了他們對人工智能知識的理解。

中學階段課程

AI4S（AI for Students）是新加坡教育部和科技局專為13至16歲的中學生開發(fā)的課程，致力于提高該年齡段學生對人工智能的理解和應用能力。該課程依托AI Makerspace和DataCamp等在線學習平臺，為中學教師提供了豐富的教學資源，使他們能夠?qū)I4S課程融入日常的人工智能教學，從而加深學生對人工智能和數(shù)據(jù)科學基礎概念的掌握。

AI4S課程內(nèi)容通過自主設計和整合現(xiàn)有的在線課程資源，覆蓋人工智能的基礎知識、核心技術(shù)和實際應用，如機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、自然語言處理等領(lǐng)域。課程采用在線視頻教學方式，在教學方法上強調(diào)互動性和項目驅(qū)動，鼓勵學生們參與實際項目并利用在線資源進行自主學習，以激發(fā)學生的探索精神和創(chuàng)新能力。此外，AI4S課程內(nèi)容還涉及人工智能的倫理和社會影響，引導學生們進行批判性思考，以培養(yǎng)他們對技術(shù)的全面理解和責任感。課程采用多種評估方式，包括項目報告、實踐演示和書面考試，旨在全面考查學生的學習成果和應用能力。

AI4S課程重視學習的獲得感和對學生興趣的培養(yǎng)。作為AI4K課程的進階版，AI4S課程為學生提供了更具挑戰(zhàn)性、系統(tǒng)性、專業(yè)性和全面性的學習體驗。與AI4K相比，AI4S在課程設計上減少了對PPT、動畫和游戲等視覺化輔助工具的依賴，轉(zhuǎn)而采用更多互動和實踐的教學方法。這種轉(zhuǎn)變鼓勵學生通過親身實踐和項目開發(fā)深入學習和應用人工智能知識，使學習過程更加引人入勝，同時幫助學生更有效地理解和掌握復雜的AI概念和技術(shù)。AI4S課程的另一個顯著特點是其對實踐性學習的強調(diào)。例如在“編碼樂”（Code for Fun）編程實踐課程中，所有學生都必須參與至少10小時的編程學習，包括使用Scratch等圖形化編程語言，結(jié)合MoWay機器人套件或micro：bit微控制器開展編程實踐活動。通過這些實踐性學習，學生們不僅鞏固了計算機程序設計的基礎，也對人工智能的最新發(fā)展有了更深入的了解。

總體而言，AI4S課程通過進階內(nèi)容和實踐導向的教學方法，為新加坡的中學生提供了一個深入了解和掌握人工智能知識的機會，同時也為新加坡培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和人工智能素養(yǎng)的下一代科技人才奠定了堅實的基礎。

人工智能教師的培養(yǎng)

新加坡在中小學人工智能教師的選拔、聘用和培訓機制方面也有其特色。面對人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展和不斷更新的前沿理論，新加坡意識到，這與傳統(tǒng)教育內(nèi)容的穩(wěn)定性存在顯著差異。鑒于此，新加坡在中小學人工智能教師培養(yǎng)上采用“統(tǒng)一培訓+定期考核”的方式，并實施教學能力和學科素養(yǎng)雙重考核機制，以確保教師具備必要的人工智能專業(yè)素養(yǎng)。AI4K課程的線下授課教師在完成培訓并通過考核后，將獲得為期兩年的任課資格。任課期滿后，教師需要再次通過考核才能繼續(xù)授課。在為期兩天的認證講師課程中，培訓師將向?qū)W員講授生成式人工智能簡介、人工智能指南和倫理等課程，并介紹實踐活動。學員在通過課程之前需要獨立演示，并接受總培訓師的同行評審和評分。在畢業(yè)前，學員還必須作為實踐促進者或課程演示者參加至少一次AI4K課程研討會。AI4S課程作為新加坡全國中學生的必修課程，每年都會進行課程研討，確定人工智能教育的重點，并為教師提供相應的培訓。

通過這些培訓方式和考核舉措，新加坡可以確保一線中小學人工智能教師始終具備最新的技術(shù)知識和教學方法，能夠有效地向?qū)W生傳授人工智能相關(guān)的概念和技能。這種對教師專業(yè)發(fā)展的重視和持續(xù)的投入，不僅提升了教育質(zhì)量，也為新加坡在人工智能領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新奠定了堅實的基礎。

（作者單位：北京師范大學未來教育高精尖創(chuàng)新中心人工智能實驗室）