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中央电化教育馆中小学人工智能教育 试点工作(小学阶段)启动暨培训会在武汉召开 中小学开展人工智能教育的必要性

中央电化教育馆中小学人工智能教育 试点工作(小学阶段)启动暨培训会在武汉召开

2020年10月29~30日,中央电化教育馆中小学人工智能教育试点工作(小学阶段)启动暨培训会 在湖北省武汉市湖北保利大酒店召开。此次会议由中央电化教育馆主办,科大讯飞股份有限公司作为技术支持单位参与了会议。

会议部署了中央电化教育馆中小学人工智能教育(小学阶段)试点工作,并通过专家报告、教材解读、典型经验分享等多种形式对与会代表进行了培训,提升了各实验校教师的人工智能教育基本素养与教学能力,促进了各实验校按要求落实课程试用等相关工作。

会议现场

湖北省教育信息化发展中心主任田明华 首先对中央电化教育馆中小学人工智能教育试点工作(小学阶段)启动暨培训会表示祝贺,他在致辞中提到,实施以人工智能课程为标志的人工智能教育,将成为基础教育信息化的新任务、新使命和新引擎。武汉市将以此次启动培训会的精神和要求为指南,化疫情危机为教育契机,为促进教育信息2.0提档升级做出应有的努力和贡献。

湖北省教育信息化发展中心主任田明华致辞

中央电化教育馆副馆长杨非出席会议并讲话。 杨非同志表示,中央电化教育馆作为教育部服务中小学领域唯一的教育技术专业事业单位,有责任打造中小学人工智能教育领域的国家课程,并面向全国中小学推广使用。他对本次试点工作的组织实施提出了两点要求:第一,希望各地各校要高度重视,为试点工作的顺利实施提供必要的支撑服务;第二,希望专家组要充分发挥专业作用,为试点工作的科学推进保驾护航。他期望,通过本次试点应用,完善课程体系,提升平台服务能力,并进一步打造一批有理论、有概念、有操作、有过程、有检验验证结果的优秀教学案例,为下一步推广普及打下坚实基础。

中央电教馆副馆长杨非讲话

中央电教馆基础教育教学资源部主任黄旭光 围绕“背景、总体安排、成果材料及组织保障”等四个方面展开此次试点工作的部署,她提出,此次试点工作的实施策略是选修和必修相结合;需要根据一线需求和意见,对平台不断更新和迭代,丰富服务内容、提高服务水平;同时,央馆会根据学校在试用中的反馈意见,继续完善相关资源。力争在本学期结束后形成一套兼具政治性、科学性、普适性的中学阶段人工智能教育课程及课程开设的有效模式。

中央电教馆基础教育教学资源部主任黄旭光部署工作

总体部署工作结束后,接下来进行的是合影环节。

全体合影

西北师范大学教育技术学院院长、教授郭绍青 做了题为《人工智能技术与工程素养教育》的主题报告。他系统介绍了人工智能技术与国家战略、开展人工智能技术与工程素养教育的必要性、人工智能技术与工程素养框架等三个方面的内容,他强调,人工智能和人类生活、学科融合及未来职业生涯都有紧密的联系,K12人工智能技术与工程素养教育有利于适应未来社会的发展,同时存在着核心聚合的作用。

西北师范大学教育技术学院院长、教授郭绍青做专题报告

西北师范大学教育技术学院教授杨鸿武 在解读中央电化教育馆人工智能教育课程(小学版)教材时提出教材编写的核心目标是培养学生人工智能素养。小学开设人工智能课程的目的是体现人工智能技术与工程素养的核心要素,反映人工智能技术对人类和社会的影响;关注学生人工智能技术与工程素养方面的全面发展,关注学生应对未来社会挑战的需求,主动适应人工智能时代;发挥在培养学生人工智能技术与工程素养方面的重要作用,塑造学生谋划未来的多维能力。

西北师范大学教育技术学院教授杨鸿武解读小学版教材

在接下来的人工智能教育课程设置与实施经验分享中,武汉市七一中学副校长刘海峰、武汉市第二十中学高级教师沈旭东、湖北省武昌水果湖第二小学校长刘小杰 等作为代表进行了演讲分享。

武汉市七一中学刘海峰校长以“A.I.教育智创未来”为主题展开分享,他提到人工智能是智能科学中涉及研究、设计和应用智能机器和智能系统的一个分支,而智能科学是一门与计算机科学并行的学科。

武汉市七一中学刘海峰校长分享

武汉市第二十中学高级教师沈旭东以“‘人工智能’为孩子们的学习加点‘料’”为主题展开分享,他表示,目前A.I.专业人才匮乏,需要大量培养,而人工智能将是国际竞争的关键技术。

武汉市第二十中学高级教师沈旭东分享

湖北省武昌水果湖第二小学校长刘小杰则汇报了水果湖二小人工智能课程教学应用实践成果,分别从“A.I.应用现状汇报、A.I.学科建设规划及A.I.学科发展需求”等三个方向展开,她表示,A.I.助力了学科建设与发展和学校信息化的发展。

湖北省武昌水果湖第二小学校长刘小杰分享

10月30号,专题培训会在湖北省武昌水果湖第二小学召开,中央电化教育馆人工智能课程配套资源研发组成员及科大讯飞个性化教育研发部成员王雨蒙、陈丝、赵兰、周志强 等人,为参训教师详细讲解了人工智能课程基础理论知识,对小学人工智能课程开设进行了指导,对课程设计展开了研讨,组织了小学人工智能教育课程观摩课与交流,展现了科大讯飞“人工智能创新教育”的成果。最后,对小学人工智能教育课程实验教具操作与编程实践开展了培训指导,实验教具全部由科大讯飞提供。

培训现场

人工智能理论知识围绕“人工智能导引、大数据技术、机器学习、智能语音、计算机视觉、自然语言处理及关于人工智能的思考”等七个方面展开;小学人工智能教育课程从“人人工智能课程目标、课程内容、教学资源、教学建议、教学案例、课堂观摩”等方面对参训教师进行了开课指导。

观摩课上,学生们热情洋溢,用极大的热情在拥抱“人工智能创新教育”下的课堂。“人工智能创新教育”是依托科大讯飞人工智能核心技术和教育领域深耕积累,融合创新教育、体验教育、项目式教学、做中学等先进教育理念,构建以“课程体系为核心,创新实验为基础,教研培训服务为保障”的中小学A.I.通识教育,促进学生A.I.意识、A.I.素养、A.I.能力的不断提升,支持学校转型升级和特色发展。

观摩课

小学人工智能教育课程实验教具操作与编程实践培训课程则详细介绍了科大讯飞“小飞机器人、畅言智A.I.平台及未来派1号”等三个教具。

观摩课

中央电教馆相关部门同志、有关专家、10个省级电教部门代表、33所“中央电化教育馆中小学人工智能教育实验校(中学阶段)”各校领导与人工智能授课教师,共160余人出席了会议。会议进行了网上同步直播,共用52万余人次在线观看,互动量达到9500余次。

创新教育将人工智能引入课堂,开展创新教育与素质教育,有利于培养学生对人工智能的理解力、鉴赏力和应用力。随着中央电化教育馆中小学人工智能教育试点工作(小学阶段)的展开,未来,会对提升全国中小学生对人工智能具有基本的认识和兴趣起到一定的助推作用。

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中小学人工智能技术与工程素养教育—— 走进智能社会的“底气”

■“教育信息化2.0行动计划专题解读”

人工智能技术对未来社会产生重大影响

国务院《新一代人工智能发展规划》指出,人工智能成为国际竞争的新焦点。人工智能是引领未来的战略性技术,人工智能将深刻改变人类生产生活方式和思维模式,人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。

随着机器学习、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实/增强现实等人工智能(AI)关键技术突破,人工智能技术通过产业化开发转化为医疗影像辅助诊断、视频图像身份识别、智能翻译、智能监控、工业机器人、无人驾驶、声纹识别、脸部识别、指纹识别等系统与产品,快速进入人们的生活与工作环境,人工智能对教育、医疗、养老、环境保护、城市运行、司法服务、交通、农业、金融、文化等领域产生重大变革作用。整个人类社会的产业结构、经济格局、生活方式、工作环境等将被重构。

开展中小学人工智能技术与工程素养教育的必要性

中小学生将首先面临智能社会的巨大挑战,人工智能作为影响社会方方面面的颠覆性技术,会对学生的生活与学习产生重大影响,学生在居家生活、参观旅游、娱乐交际等社会活动中,随时处于人工智能系统与产品的环境中。在学习中,学生将置于智能在线学习平台之中,在智能学习系统的帮助与引导下,在智能导师、智能学伴的协助下进行自主学习、体验学习、合作学习、探究学习、游戏学习等学习活动;2025年、2035年我们将面临什么样的社会?每一个都难以准确推断。人工智能将使许多现有职业消失,再造许多新职业,也许一部《职业分类大典》还没有编写完成就需要进行修订了,人工智能势必对医学、军事学、工学、教育学、法学、哲学、经济学等学科人才的知识与技能提出新要求,甚至改造这些学科,形成人才培养新体系。

社会大众面对人工智能对产业结构、法律、社会伦理、社会治理等方面的综合冲击,由于认知的不同,表现出新鲜、好奇、激动、渴望、恐惧、排斥、对抗等复杂的心理活动。而现在的中小学生将处于智能社会风口浪尖,必须适应智能社会的学习、生活与工作环境。在中小学开展人工智能技术与工程素养教育,使学生了解人工智能技术特性和应用范围,工程师开发新设备的设计过程,以及技术如何影响人类与社会等,使中小学能够正确认识、对待与使用人工智能技术与产品,显得十分迫切。《教育信息化2.0行动计划》提出“完善课程方案和课程标准,充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”,表明从国家层面对人工智能进入中小学教育有了明确的要求。

人工智能技术与工程素养教育涵盖领域

目前国内还缺少人工智能技术与工程素养相关内容的标准或纲要,规定如何让小学、初中、高中三个学段的学生,从不同的水平上理解人工智能技术以及如何有效利用人工智能技术。人工智能对社会的影响体现在两个方面,一是人工智能技术,如自然语言处理、计算机视觉、生物特征识别等。二是人工智能技术通过工程化转化为各类应用系统与产品,如智能翻译系统、智能监控系统、声纹识别系统、指纹锁等。技术突破与技术的应用会产生两个不同维度的社会影响,应用会带来更多的伦理与社会问题。例如:核技术与核武器、核农学、核医学、核电站即是技术与应用典型表现。开展人工智能教育,要进行人工智能技术与工程素养的融合教育,使用、理解和评价人工智能技术,理解制定人工智能问题的解决方案,实现目标所需的技术原则和策略的能力的系统培养。至少应涵盖人工智能技术与社会、人工智能技术、人工智能设计和系统三个领域的知识与技能。人工智能技术与工程素养框架是本研究团队正在进行的研究活动,这里从三个领域中各选一个子领域进行说明。

1.伦理、公平和责任素养

小学生应该知道人工智能工具和机器的使用不慎可能会伤害别人,需要担负起合理选择人工智能工具和机器的责任,并能识别出对人工智能技术的误用。初中生应认识到,同样的人工智能技术并非人人都可利用,应承担责任,减少技术的负面影响,并增加它们的积极影响。高中生应该能够考虑到不同的观点,认识到将人工智能技术从一个社会转移到另一个社会是复杂的,并考虑不道德地使用技术的后果。

2.选择和使用人工智能工具素养

小学阶段知道不同的人工智能工具有不同的用途,应用在不同的产品中,采用各种人工智能技术和工具来实现。初中阶段可以按功能分类,选择合适的实现某种功能的应用。高中阶段有能力使用各种各样的人工智能工具,也可以解释为什么要选择某些工具来完成任务,有能力分析各种人工智能应用采用了哪些技术和工具,并能够实现较为复杂的人工智能应用。

3.系统思维素养

小学生应该能够识别日常生活中碰到的人工智能系统、子系统、组件和边界,并构建完成特定目标的简单系统。初中生应该能够描述系统的目标、输入、输出和过程;使用逆向工程和生命周期来分析系统的反馈和数据流;修改和构造中等复杂的系统。高中生应该能理解小的系统能够嵌入较大的系统,识别稳定系统的因素,使用系统进行预测,重新设计复杂的系统以提高可靠性。

人工智能技术与工程素养教育首先需要明确学段素养内容框架,根据框架形成课标或大纲,最后完成教材。目前经济发达地区已经开展人工智能教育,一些人工智能企业积极参与了人工智能技术与工程素养教育活动,它们在开发与推广人工智能实验室,设计相应的实验方案。人工智能技术与工程素养教育内容涉及脑科学、神经生理学、数学、心理学、艺术设计学、工程、计算机科学、电子技术等多学科知识与技能,其内容涵盖了当前中小学正在开展的创客教育、STEAM教育、机器人等课程的内容与理念。随着人工智能技术与工程素养教育的成熟与发展,它将整合而成完整体系化的基础教育核心课程。

用一句话来总结:K12人工智能技术与工程素养教育的根本目标是让每个孩子都能够顺利走进智能社会,无障碍地学习、工作与生活。

(作者分别为西北师范大学教育技术学院和电子工程系教授)

《中国教育报》2018年07月07日第3版 版名:信息化

开展人工智能教育的意义

一、什么是AI

在1956年的达特茅斯会议上,计算机科学家约翰·麦卡锡创造了“人工智能”(AI)这个术语,这是一个通用术语,指的是表现出智能行为的硬件或软件。用麦卡锡教授的话来说,就是“建造智能机器的科学和工程,尤其是智能计算机程序。”

从广义上讲,人工智能是任何能够自主学习、理解和行动的机器,并是决定如何应对新情况的机器。现有的人工智能大多基于“机器学习”,或者更准确地说,是“深度学习”,即利用大量数据找出特定的规则和模式,并做出预测。

二、为什么AI很重要?

人工智能之所以重要,是因为它解决了极其困难的问题,而这些问题的解决方案可以应用于对人类福祉至关重要的领域——从健康、教育、商业到交通、公用事业和娱乐。自20世纪50年代以来,人工智能研究集中在五个研究领域:

1.推理:通过逻辑推理解决问题的能力。

2.知识:表达对世界知识的能力(了解世界上有特定的实体、事件和情况;这些元素有属性;这些元素可以分组。)

3.规划:设定和实现目标的能力(世界的特定未来状态是可取的,可以采取一系列行动来实现目标的进展)

4.沟通:理解书面和口头语言的能力。

5.感知:通过视觉图像、声音和其他感官输入来推断世界的能力。

人工智能之所以有价值,是因为在许多情况下,这些能力的进步带来的是革命性的而非进化性的能力。人工智能应用的例子包括以下内容:

(1)推理:法律评估;金融资产管理公司;处理财务申请;游戏;自治的武器系统。

(2)知识:医学诊断;药物创造;媒体推荐;购买预测;金融市场交易;防止欺诈行为。

(3)计划:物流;调度;导航;物理和数字网络优化;预见性维护;需求预测;库存管理。

(4)沟通:语音控制;智能代理、助理和客户支持;实时翻译书面语和口语;实时的转录。

(5)知觉:无人驾驶汽车;医学诊断;监控。

在接下来的几年里,机器学习能力将在各种流程中被应用于几乎所有的领域。

韩国中小学人工智能教育:机遇与挑战并存

具体而言,在小学阶段,韩国人工智能教育的目标是通过采用人工智能融合教育计划和实施人工智能教育来培养学生的基础人工智能素养。小学课程基本侧重于让学生熟悉、理解人工智能的概念与含义,为之后的机器学习和神经网络相关内容奠定基础。在初中阶段,目标侧重于提升学生的人工智能素养,有效帮助中学生了解人工智能的原理并将其应用于现实生活中解决生活中的实际问题。在高中阶段,目标是帮助学生将人工智能原理、知识与其他学科知识相结合,为深度学习打下基础。同时,韩国也加大了对职业高中人工智能教育的资助力度,用于修订课程体系,加入人工智能、信息安全保护和智能工场等新兴产业的内容。预计到2024年,首尔市教育厅会将其辖区的10所职业高中转变为专门讲授人工智能或大数据相关课程的专业高中。此外,从2021年开始,首尔所有职业高中一年级的学生全部都要参加AI技术扫盲班,确保人人都了解人工智能。

在人类与人工智能技术共存的时代背景下,2021年2月9日,首尔市教育厅颁布了《基于人工智能的融合创新未来教育中长期发展规划方案》,提出基于人工智能课程——课堂——评估——学校——环境的全面变革计划,见表2。课程方面主要以人工智能为基础,融合项目运作,内容包括人工智能的原理和功能,以及融入到幼儿园、小学、初中和高中所有学科的AI社会影响和伦理。课堂方面强化计算思维、建模和算法,加强人工智能核心学科(信息、数学、科学等)与各学科之间的融合衔接。评估方面强调运用人工智能平台,建立教育活动数据库,收集学生学习和成长过程中的数据,并提供基于数据的个性化反馈和成长支持。学校方面注重运用人工智能技术,用于校级评估结果和课堂评估(记录)中的教育活动分析,便于诊断每个学生的学习劣势和优势,并提供反馈。环境方面,利用人工智能技术保障学生基本学术能力,强化因材施教,缩小教育差距。

韩国中小学人工智能教育的特征、机遇和挑战

(一)课程设置突出知识水平的差异性,保证学生接受人工智能教育的质量

在中小学中开设人工智能教育课程,最核心的问题就是学生学什么?达到什么水平?韩国中小学人工智能教育课程的设置按照小学、初中、高中分学段设置了相应的学习内容和目标,既适应了不同学段学生知识水平、认知水平的差异性;又可以让学生从小学即开始接触人工智能教育,从小点燃他们对于AI技术的热情。从课程设置和学习内容来看,韩国中小学人工智能教育并不是仅仅让学生单纯学会编写代码和程序语句,而是要让他们从小开始理解人工智能的内涵,体验编程的特点,领会深度学习和神经网络的独特之处,并能有效解决现实生活中的实际问题。

(二)拨出专项资金开发、实施优质课程,确保所有学生获益

资金充足是顺利开展中小学人工智能教育的必要保证,韩国政府、企业和社会民间合力推动着人工智能教育的可持续发展,韩国政府为此设立专项资金,对相关项目投入相当预算,见表3。

利用专项预算资金,韩国政府计划每年新建6所人工智能教室;并免费为贫困学生提供人工智能的学习设备,使得他们不会因为贫困而错失接受人工智能教育的机会。此外,韩国政府还为每所学校划拨200万韩元,用于采购人工智能伦理教育资料及教材、网络素养教育资料、人工智能职业经历及创业相关内容,为韩国中小学学生顺利开展人工智能教育提供物质保障。

(三)注重人工智能伦理素养,确保学生具有全方位素养

人工智能在教育领域的真正作用要落实到教育本身,人工智能伦理必须是课程的前沿和中心。人工智能教育不能只关注技术或技能培养方面,除了数学和计算科学、英语、社会研究之外,人工智能伦理学应当被整合到不同的领域,以确保学生在更广泛的环境中学习技术;确保当学生过渡到成年期时,具备利用人工智能技术的充分能力,并具备全方位的素养。

(四)机遇和挑战并存

随着全球信息化的发展,韩国成为世界上拥有最先进的IT基础设施和分布率的国家之一,其互联网普及率连续多年位居世界第一。同时,韩国作为第一个将5G商业化的国家,其智能手机拥有率也高达94%,位居世界榜首。由于韩国人在日常生活中具备IT应用技能,并且注重教育发展,因此,在中小学人工智能教育领域,也能迅速赶上其他先进国家。韩国政府、企业和社会都强调了人工智能教育的必要性和重要性,政府的政策导向、企业的资金支持、社会的关注都是韩国中小学人工智能教育发展的机遇。

然而,与其他国家相比,韩国在人工智能领域起步较晚,这可以被视为韩国中小学人工智能教育最大的弱点。此外,目前韩国的中小学人工智能教育仍然侧重于讲授人工智能技术的相关知识;而至关重要的人工智能伦理内容的渗透深度还有待加强。因此,下一步,应当扩大目前仅覆盖部分中小学的人工智能伦理教育课程。

近些年,韩国劳动力也出现了短缺状况,人工智能开发人员、研究人工智能和神经网络的专家,更是存在人力资源不足的现象。这都将成为未来韩国中小学人工智能教育发展的挑战,需要国家政府充分、系统、全面的考虑,制订人工智能教育发展中长期规划,以保证中小学人工智能教育的可持续发展。

本文作者单位系吉林化工学院(朱莉)吉林大学马克思主义学院(张雷生)

(本文原载于《上海教育·环球教育时讯》,2023年2月10日出版,版权所有,更多内容,请参见杂志)返回搜狐,查看更多

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