我们需要怎样的人工智能基础教育
加强人工智能基础教育,是未雨绸缪应对未来社会发展的必然选择和要求。在促进教育高质量发展的过程中,人工智能不仅要被作为“术”,即提供科学知识与核心技术的内容载体和工具方法,更要被作为“道”,提供观念理念与思维认知,助力“实现人的自由”“促进人的全面发展”。
人工智能被视为影响第四次工业革命和教育革命的标志性技术,人工智能基础教育的重要性也已成为社会共识。随着《新一代人工智能发展规划》的颁布,教育部先后提出将有关编程教育纳入中小学生必修课程及高考等政策,并在北京、广州等5个城市进行试点。这被普遍认为有利于推动人工智能在基础教育阶段的发展。
尽管不少学生将编程列入校外学习清单,高中生对信息学奥赛的参与度也大热,但据《开发者技能报告》数据显示,中国学校的编程教育渗透率仅为0.96%,美国和英国则分别为44.8%、9.31%。此外,在资本的驱动和教育竞争焦虑的“哄抬”下,人工智能基础教育出现的一些乱象,不可不察。
比如,人工智能被窄化理解为编程,国家义务教育阶段课程标准付之阙如,专任教师队伍专业化程度较低,课程教材等资源配置质量良莠不齐;学校教育受到校外培训挤压的同时又严重依赖于校外力量,学校教育社团化、小众化、择优化倾向严重;区域差异、城乡差异、校际差异及性别差异较大;教学评价单一化与竞赛功利化并存等问题凸显,等等。人工智能基础教育随着其重要性的提升,愈发呈现工具化、资本化、分层化和功利化倾向,这显然与人工智能基础教育的初心和科技向善的价值理念相违背。
加强人工智能基础教育,是未雨绸缪应对未来社会发展的必然选择和要求。在促进教育高质量发展的过程中,人工智能不仅要被作为“术”,即提供科学知识与核心技术的内容载体和工具方法,更要被作为“道”,提供观念理念与思维认知,助力“实现人的自由”“促进人的全面发展”。
基础教育不同于职业教育和高等教育,不是为了培养受教育者专业的技能、习得精深的知识,而是旨在为儿童打下未来身体发展、人格发展、学力发展和社会发展的基础。科学素质、科学素养已是现代社会的基本素质和必备素养,可以预见的是,面向未来智能社会,计算机科学等必将纳入核心科学的范畴。那么,我们究竟需要怎样的人工智能基础教育?
计算机科学作为一门真正要深入到中小学教育中的科学,被赋予了促进公平的更多责任和期待。从教育对象的全纳性出发,作为计算机科学分支的人工智能,应贯穿从小学到高中的连续学校教育过程。以科学或信息技术课为载体的人工智能教育,不应只是部分学生的“特长”、部分学校的“增光项目”、部分地区的“优先权”,而应是面向所有学生的普及教育、扎根于日常课堂教学中的基本素养和必修学科,注重可教性、可学性与可获得性。越是欠发达地区,越应落实课程的普及化开设和差异化教学,并将其作为促进公平、提高学校吸引力的抓手。
学校教育的知识传授目标之本在于“传道”,之末在于“授业”。知识的增加是一种外显的行为变化,而知识随着技术发展与社会更迭会不断发展和变化,知识的学习也是无法穷尽的。人工智能的发展正在重新定义人类知识和能力的价值,强化对知识机械记忆的教育将越来越没有价值,而学校教育和课本教材的更新速度也远不及科技知识发展的速度。况且学校教育的时间非常有限,知识的传授并不是越多越好,通过知识的学习来培养学生的能力和素养才是内隐的核心。
有必要指出,教中小学生编程,不是为了让他们会背代码、算数学、写程序,人工智能作为学习的内容载体和路径形式,最终的目标应是让学生掌握基本原理、问题解决的思路与方法、培养批判性思维的科学精神及学习兴趣。当前,各级各类的编程类、信息学等竞赛激励过早介入,形成了恶性竞争和拔尖筛选机制,同样扼杀了人工智能基础教育的可能性和公平性。未来,有必要进一步优化竞赛机制和功能。同时,也应通过多种方式的引导,增强人们对人工智能基础教育厚基础、重实践、强思维、求创新这些核心目标的关注和理解。
(作者:王学男,系中国教育科学研究院博士、助理研究员)
《光明日报》(2021年02月03日02版)
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腾讯与北师大三年合作计划,共建“中小学人工智能教育项目”
2021年12月20日,腾讯科技(深圳)有限公司与北京师范大学未来教育高精尖创新中心,就中小学人工智能教育联合项目举办合作签约仪式。
北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉教授,未来教育高精尖创新中心人工智能实验室主任卢宇副教授,副主任陈鹏鹤博士,腾讯互娱用户平台部总经理、腾讯未成年人保护体系负责人郑磊,腾讯互娱青少年业务中心负责人张帅出席仪式。
▲现场签约图
此次双方在人工智能教育领域展开深度合作,依托北师大“人工智能+教育”领域的研究优势,以及腾讯在人工智能、云计算、图像识别等方面的先进数字化能力,结合腾讯扣叮多元化的编程工具平台,从人工智能知识体系及课程内容的研发、中小学人工智能公开课的开展、优质中小学人工智能教学案例的建设等方面分阶段开展为期三年的长线合作。
合作分三阶段稳步推进
前期
根据相关国家课程标准,北师大专业团队将系统研发完整的覆盖小学、初中、高中学段的人工智能知识体系以及课程内容。在此基础上,开展小规模公开课试点;
1
中期
将结合试点反馈和项目实施情况优化方案,改进课程内容和形式,并开展面向全国中小学人工智能教师的公开课,在全国范围征集优质的中小学人工智能教学案例;
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后期
通过多期面向全国的公开课,遴选和培养优秀教师开展示范性公开课,整理和征集满足课堂教学实际需求的优秀教学课例与案例。
3
同时,长线合作之下,也将结合优秀案例和一线教学反馈,对课程内容与形式进行持续性改进,进一步完善腾讯扣叮平台现有设计与功能,提升其在教育领域的影响力。
双方计划3年内,在全国范围培养一批具备人工智能学科基本素养、有课程与资源开发能力的中小学信息技术类、科学实践类教师、教研员与教育管理者,预计覆盖人数3000+,并为优秀老师颁发北京师范大学继续教育学院证书,研发满足一线教学实际需求的中小学人工智能课程及对应知识体系,构建多元参与、共建共享的人工智能课程建设与师资培养模式,推动高校-学校-企业三方互利共赢的优势发展,从而实现通过理论体系建设、平台完善革新、资源支撑构建,助力人工智能教育发展与完善的美好愿景。
精专联合,分步实施深度布局
北京师范大学未来教育高精尖中心
是以教育科技创新为核心方向的高水平国际化创新平台。
该中心致力于“人工智能+教育”技术创新和人才培养,基于大数据,用互联网+的思路,全面探索移动互联时代的创新教育业务形态和治理方案。推动基础教育从班级授课的标准化教育,向线上线下融合的个性化、精准化、多样化教育体系转型,以助力教育公共服务从数字化到智能化的转型。
在本次合作中,将负责公开课整体方案以及实践平台在课程中使用方式的设计与实施。
腾讯扣叮
作为腾讯旗下面向6-18岁青少年的人工智能学习平台,致力于发挥产品优势,为联合项目提供技术支撑。
近年来,扣叮依托腾讯公司内部专业技术能力,研发纯国产自研的各类编程工具,并探索了智趣相结合的启蒙或进阶场景,助力青少年科学素养提升。
在此次合作中,腾讯团队主要负责保障平台工具使用和实践环节开发支持,将基于课程建设、教师培训、推广和应用等方面的优势,结合腾讯扣叮编程教育平台及多年累积的技术能力和IP资源,稳健推进项目,保障北师大团队的课程设计与实施。
会上,双方针对此次合作进行深入交流,余胜泉教授表示,本次合作北师大团队将会根据国家中小学信息技术相关课程标准,构建基于项目式学习方式的,软件和硬件相结合的课程体系和教学方案,提升智能时代中小学学生的信息技术素养。
▲余胜泉教授会上发言图
针对人工智能教育方面,郑磊表示,腾讯将依托科技研发能力,从学习工具、课程内容、赛事活动三个方面,着力搭建普惠式的青少年人工智能教育框架。在师资培训上,结合北师大强大的师资培训能力,共同推动区域人工智能中小学教师人才的培养。此外,腾讯也将全面关注青少年的健康成长问题,针对成长守护平台如何引导未成年人科学使用数字内容,将基于教育学、心理学、社会学和生理学的理论,以预防与干预相结合,系统性的构建0到18周岁的成长问题解决方案,为青少年可持续性健康发展保驾护航。
▲郑磊会上发言图
值得一提的是,本次合作将更多关注经济欠发达地区,并从师资培训和免费开放课程资源两方面,助力我国经济欠发达地区人工智能教育的发展与普及。
在师资培训方面,通过腾讯主办的全国青少年人工智能追梦营活动,以公开课专场开设的方式,持续覆盖经济欠发达地区进行师资培训,提升欠发达地区教师人工智能授课水平;
在课程免费开放方面,将全程免费向一线教师提供腾讯与北师大人工智能课程资源,包括已开设地区及有意开设地区。
其课程特点是长期稳定、易于实施,在内容选择和活动设计上,充分符合学生实际水平、贴近学生日常生活。
目前,基于研究成果与所建设的课程资源,该课程资源已助力19个省市60余所学校中小学教师的人工智能教师培训。
▲2019腾讯扣叮和北师大合作共建人工智能线上课程
▲中小学生通过腾讯扣叮平台进行学习
合作进发,共鉴人工智能教育新未来
近年来,在国家政策的支持下,人工智能急速发展,已成为许多学校及家长的关注焦点。
2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》,指出2030年我国人工智能理论、技术与应用总体需达到世界领先水平,并强调发展人工智能教育,在中小学阶段设置并推广人工智能、编程等相关课程。
2018年1月,教育部公布《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017年版)》,人工智能被正式纳入《普通高中信息技术课程标准》新课标,其后多份文件提出要在中小学开展人工智能教育。
在此背景下,为进一步深化人工智能教育普及,腾讯扣叮早在2020年,就联合北京师范大学、华中师范大学、华东师范大学及天津师范大学在内的国内四大师范高校及知名机构,共同打造编程系列课及体验课,为不同年级学生提供丰富、多元的学习渠道和知识来源。
其中,扣叮与北京师范大学未来教育高精尖创新中心合作开展的“中小学人工智能课程建设与师资培养”课题,更是在2021年度教育部产学合作协同育人项目评优中荣获“优秀项目案例”。
▲“中小学人工智能课程建设与师资培养”课题获奖证书
此次与北京师范大学未来教育高精尖中心进一步合作,也是希望通过和专业院校展开更长线深入的共融共建,打造优质的人工智能教育资料库,共同建立具有多元参与、共享的人工智能课程建设与师资培养模式;并通过专业的师资培养方案,为国家人工智能教育培养更多高端人才,为加快人工智能教育发展奠定坚实的资源基础。
相信,通过合作不断探索,腾讯将在人工智能教育领域取得突破性发展。
未来,腾讯扣叮也将在人工智能教育方面持续深入,在平台的完善与打造、理论体系的研发与落实等多方面不断精进,助力中国人工智能教育的推动与发展,为人工智能教育在未来更好更快的发展提供新的动能。
人工智能教育如何进校园
不久前,苏州工业园区举行了第七届“吴文俊人工智能科学技术奖”颁奖盛典,当记者问主办方代表“当前人工智能冲击最大的是哪个行业”时,中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德毅毫不犹豫地说,是教育!
2017年7月8日,国务院出台《新一代人工智能发展规划》指出,推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用;构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。由此,在这个新时代,人工智能进学校上升为国家战略。
人工智能正快速进入教育领域
回顾我国人工智能进学校的历程,不难发现,人工智能进学校重要载体应该是智能机器人的编程教育。2001年中国科学技术协会在广州南沙科技馆举办了第一届全国青少年机器人竞赛;2004年教育部和中央电化教育馆也把“电脑机器人”作为竞赛项目列入全国中小学电脑作品制作活动中;2003年起,教育部确定在部分省市试行将机器人教育作为高中选修课,如“通用技术”选修模块的简易机器人制作和“信息技术”选修模块的人工智能初步供学生学习。
但是,在2014年以前,大部分学校只是以课外活动、兴趣小组、培训班等形式开展活动,与全面普及机器人教育还有很大的距离。2015年,我国中小学迎来了“创客元年”,很多学校设立了创客空间,基于智能机器人开展创客教育和STEAM教育。随着2015—2017年世界机器人大会在北京的举办,我国迎来了机器人的春天。
教育部高中信息技术课程标准修订组联席组长、北京师范大学教授黄荣怀指出,关于中小学开设人工智能课程的问题,自从《新一代人工智能发展规划》发布以后,已在《高中信息技术课程标准》的必修模块中增加了人工智能基础知识的内容,并修订了人工智能初步模块。他提出两点建议:一是在中小学,特别是义务教育阶段的机器人教育、创客教育、综合实践及相关比赛中与高中阶段进行调整和对接;二是整合企业和其他社会资源对中小学人工智能教师开展针对性培训。
“人工智能正快速进入教育领域,既是教育改革新工具,也是课程教学新内容。”教育部教育信息化专家组秘书长、华东师范大学教授任友群认为,人工智能对部分现有工种的取代和对新职位的创造将带来人才培养类型、培养内容以及供需等方面的巨大变化,并对深化教育体制改革产生深远影响。
任友群认为,应把人工智能列入必修内容,目标是素养培育,抓手是编程实践。这里要注意几点,一是要从人工智能基础知识教学入手,了解前沿领域发展情况,进行人工智能启蒙教育;二是要让每个学生学会与智能工具打交道,体验日常生活中的人工智能产品;三是要分学段实施不同层次的编程教学,学习用编程解决实际问题,培养计算思维、创新思维等信息时代的基本素养。
人工智能教育要重视伦理价值
中国基础教育质量监测协同创新中心网络平台部主任张生认为,人工智能教育要重视伦理价值取向的设计。人们对人工智能发展的热切关注,很大程度上基于对人类自身的关注。人类是否会被机器人取代?人类会不会成为人工智能的奴隶?其实质是人脑智能与人工智能,或者说人与机器人如何和谐共处的问题。教育不仅承载着改变思维方式的任务,还承载着塑造世界观、价值观的重大任务。人工智能伦理问题应在课程设计与实施中得到充分重视。诸如“自动驾驶车辆在马上要发生事故时,是优先保护路人还是乘客”“如何增加人工智能给人类带来的幸福,同时减少忧虑”此类的问题,将使学生在学科相关的真实问题情境中发展批判性思维,并学会从科学主义和人本主义结合的角度思考和解决问题。
中国教育科学研究院齐媛博士认为,人工智能课程应以儿童计算思维的发展为核心。近年来,“计算思维”已成为教育中的热点词汇,更有组织倡导计算思维是与读写算并列的第四种基本技能。编程语言是计算思维的物质外壳,是理解科技世界的一把钥匙,其实质是一种思考和理解方式。只有掌握这种语言才能与人工智能这种工具更好地沟通。随着技术的发展,编程语言的可接受年龄不断降低,这为人工智能进校园奠定了很好的基础。
记者这几年持续关注广州市教育信息中心“智创空间”创始人王同聚。作为我国最早一批从事智能机器人教育的教师,王同聚是我国人工智能进学校的亲历者。他说:“基于智能机器人开展创客教育和STEAM教育,在各自学校利用信息技术课和校本选修课等形式在学校开设智能机器人编程课程、组建课余活动兴趣小组,在部分年级开展基于智能机器人编程的人工智能普及课程,让人工智能课程进入了中小学生课堂,这是一条值得尝试、能改变传统教育模式的创新之路。”
人工智能对未来学校、教师和学生影响巨大
人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。基于人工智能的虚拟现实技术应用,可以让学生沉浸在历史和虚构的世界中,或者探索现实世界中难以融入的环境和科学对象。数字智慧阅读设备也会变得更加智能,将通过人工智能系统提供自动连接到补充信息库以及安置了不同语言的自动翻译系统,帮助学习新知识。
近年来,随着人工智能的崛起,越来越多的高校开设了人工智能专业,培养从事智能科学研究人才。人工智能涉及多个学科交叉领域,除带动本专业的发展外,还影响相关专业的快速发展,如脑科学研究、大数据技术、物联网、虚拟现实技术应用等。未来人工智能的发展不但会取代或变革现有的工作,还会创造很多新型的工作。因此,学校教育必须紧跟时代发展步伐,不断调整学科专业方向与人才培养目标,才能为社会培养更多的创新型人才。
也许到那个人工智能与传统教育的优势紧密结合之时,就是我们新时代教育创新发展“花开满枝”之日。(本报记者黄蔚)