當前，我國中小學人工智能教育處于探索階段，存在著課程價值取向不明確、課程內容與人工智能領域的核心技術理念脫節(jié)、課程內容組織缺乏邏輯連貫性、課程實踐脫離生活實際、課程評價尚未形成體系等問題。

面對以上問題，學校首先需明確課程目標，這是人工智能課程建設的邏輯起點。2021年，中央電教館發(fā)布《中小學人工智能技術與工程素養(yǎng)框架》（以下簡稱《素養(yǎng)框架》），從人工智能與人類、人工智能與社會、人工智能技術、人工智能系統(tǒng)設計與開發(fā)4個領域提出了中小學生應具備的核心素養(yǎng)。2022年教育部印發(fā)《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》），從信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任4個維度明確了課程核心素養(yǎng)基本要求。

《素養(yǎng)框架》和《課程標準》的發(fā)布不僅界定了中小學階段人工智能教學中“最有價值的內容”，也明確了如何在中小學教學實踐中體現人工智能的核心價值和教學目標。具體為：

一是明確人工智能技術能夠解決的問題，了解人工智能技術的基本原理、過程和實現方法，并能選擇最優(yōu)的人工智能工具或模型框架，進而形成計算思維，具備利用人工智能技術解決問題的能力。

二是能夠整合人工智能技術和其他學科知識解決復雜問題，具備人工智能系統(tǒng)設計與開發(fā)、人工智能系統(tǒng)的評估與維護能力，培養(yǎng)系統(tǒng)工程思維，確保人工智能技術服務于全體人類社會。

三是培養(yǎng)和樹立科學合理的倫理觀，正確看待和處理人機關系。認識人工智能與人類的關系、人工智能與社會的交互及對社會的影響，潛在的公平性問題、倫理問題、法律挑戰(zhàn)，樹立科學合理的倫理觀，保證人工智能健康、合法地發(fā)展。

課程內容不僅是育人目標和課程目標的關鍵載體，更是學科教學活動的核心要素。需要將課程內容的構建放置于時代意義、學科價值以及學生認知能力的整體框架中進行考量，關注學生學習經驗對內容接納的可能性及科學技術學科特有的實踐特性，避免出現高深莫測的“虛幻”內容或囿于某一特定軟硬件平臺的內容。

結合《素養(yǎng)框架》和《課程標準》，學校人工智能課程內容可以包括以下4類內容：

第一，人工智能相關概念和發(fā)展歷程為核心的基礎內容。以學生能夠理解和掌握的與生活實際相聯(lián)系的人工智能應用場景為背景，認識芯片、傳感器，理解數據和計算、問題表達與求解。

第二，以人工智能算法、自然語言處理、計算機視覺、機器學習、深度學習、模型開發(fā)等為核心的技術內容。結合語音識別、人臉識別、影像診斷、智能家居等讓學生理解人工智能技術及應用原理和實現過程，初步形成人工智能感性經驗。

第三，機器人、無人駕駛、智慧醫(yī)療等典型場景的應用內容。從工業(yè)、醫(yī)療、交通、法律、教育等不同領域提取人工智能技術應用真實場景和典型案例，理解人工智能特有的問題解決方法，培養(yǎng)學生利用智能技術解決現實問題的意識和能力。

第四，以人工智能社會與人文、人工智能安全和發(fā)展為核心的倫理內容。呈現人工智能技術應用潛在的倫理挑戰(zhàn)以及對個人、社會等的潛在影響，關注人工智能技術引發(fā)的公平、安全、道德、法律等問題，引導學生辨析應用的利與弊，樹立正確的人工智能價值觀念，確?！凹夹g向善”。

需要注意的是，以上四類內容不應是單線性的依次排列、逐步實施的關系，而應是互為一體的融合。

人工智能學科的實踐特性決定了課程實施要結合學生認知規(guī)律和生活經驗，依托真實問題和現實任務，體現真實性、挑戰(zhàn)性、進階性等特征。在人工智能課程教學中，應以應用類內容為載體，以基礎類內容為要素，以技術類內容為支撐點，以倫理類內容為反思點，統(tǒng)整各部分學習內容，讓人工智能學習內容與學生的真實世界相連接，構建一個知行合一、生動實踐的課堂實踐學習樣態(tài)。

一是選擇感知、體驗類案例進行觀摩，或將人工智能實景體驗作為內容，幫助學生形象感知、深入體會人工智能技術的功能和實際應用，培養(yǎng)學生對人工智能場景的觀察和理解能力，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新能力。如語音識別技術在汽車駕駛、智能家居、智能助教、醫(yī)療助手等場景的應用，幫助學生感受泛在的人工智能技術應用、體會人工智能技術為人類生活帶來的便利；通過手機刷臉解鎖、人臉識別支付、虛擬自動駕駛室等實景體驗，助力學生理解智能交互，并能夠將數字世界與現實世界相結合。

二是以問題鏈、啟發(fā)式對話等形式展示學習內容，引導學生通過探索和思考來理解人工智能的概念和原理，增進對人工智能價值的思考和辨別能力。如將計算機視覺技術與人類視覺的形成進行類比，幫助學生理解攝像頭類似人的眼睛，感知外界環(huán)境，理解外界環(huán)境。在體驗、理解、實踐人工智能技術的過程中，合理設置人工智能有哪些應用，將產生什么影響，應該怎么應對等問題鏈，引導學生正確認識人工智能、深入思考人工智能價值、合理應對人工智能帶來的挑戰(zhàn)。

三是基于“做中學”理念，開展項目式學習實踐。將課程內容轉化為可執(zhí)行、可操作的探究項目。如引導和組織學生設計智能機器人編程項目、智能語音助手開發(fā)項目或探索設計智能決策系統(tǒng)模型構建項目，以項目為載體整合學生需要掌握的基礎知識、實踐能力和倫理態(tài)度，運用基本的身體動作、心智活動或人際關系促進認知結構整合，形成采用模式思考、識別和處理新問題的能力。

四是運用情景模擬營造文化氛圍的形式，加深學生對區(qū)域特色文化的認知和理解，培養(yǎng)學生具備人工智能與本土文化融合能力。如模擬本地文化遺產保護情景，引導學生將人工智能和本土文化相結合，通過設計文物保護監(jiān)測、文化遺產數字化展示、文化遺產保護規(guī)劃等，使學生了解并思考運用人工智能技術推動民俗文化發(fā)展。

五是設計技術哲學和道德兩難性問題討論、技術問題引發(fā)的災難分析、人工智能相關科幻片評析等內容，引導學生形成人工智能倫理意識和思考技術的問題習慣，以培養(yǎng)學生人工智能倫理認知能力。如通過研究算法失誤導致的醫(yī)療事故案例，引導學生認真思考技術問題可能帶來的災難性后果，探索提出改進和解決方案，啟發(fā)學生思考智能技術發(fā)展中如何保持人機關系的平衡，理性看待人工智能技術與人類社會的互動、共生、協(xié)同、依存等關系。

課程開發(fā)者應當動態(tài)把握人工智能發(fā)展趨勢，結合學校及地區(qū)條件，選取合適的教學材料，積極改造或自主編寫課程內容。同時根據課程內容的呈現需要，創(chuàng)新與內容相匹配的教學方法，合理規(guī)劃不同類別內容的比例，讓人工智能課程內容適切學生實際生活中的人工智能應用需求，適應學生對于復雜問題的認知層次，最終實現從素養(yǎng)要求到課堂實踐的有效轉化。

來源：中國教育報

作者：丁黎軍 （西北師范大學教育技術學院講師），郭炯（西北師范大學教育技術學院院長）

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