深化中小学生教育改革 迎接人工智能时代挑战

谢昱 陈映晓

摘 要：人工智能技术的发展和应用将对人类社会带来根本性的变革，对教育的影响逐步显现。我国人工智能技术发展需要中小学教育体系变革的支撑。目前，我国中小学人工智能教育正处于起步阶段，虽然总体上取得了一定进展，但仍处于起步阶段，在师资、课程体系、考核评价等方面存在的不足，严重制约了中小学人工智能教育的发展。加快发展人工智能教育，是我国实现人工智能发展目标的重要保障。

关键词：人工智能; 中小学教育; 教育改革

中图分类号：G434            文献标识码：A       文章编号：1006-3315（2020）1-000-002

人工智能技术的发展和应用将对人类社会带来根本性的变革。当前，人工智能正处于兴起和发展阶段，对教育的影响逐步显现，人工智能发展也需要中小学教育体系变革的支撑，世界主要国家都在深化中小学教育改革应对人工智能时代的挑战。我国虽然对人工智能中小学教育越来越重视，但是总体上仍处于起步阶段，迫切需要加快中小学教育改革，迎接人工智能时代的到来。

一、人工智能发展对中小学教育带来的影响

人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI），是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学，从20世纪50年代提出和诞生以来，迅速发展，在很多学科领域获得广泛应用。

人工智能发展大致经历了计算智能、感知智能和认知智能几个阶段。近年来，随着计算处理能力的突破以及互联网大数据的爆发，再加上深度学习算法在数据训练上取得的进展，人工智能技术的应用对经济社会发展的深刻影响日益显现，被认为是将对人类未来产生根本性影响的技术。根据中国电子学会的统计，2018年，全球人工智能核心产业市场规模超过555.7亿美元，同比增长50.2%[1]。Narrative Science公司在2017年的一项调查发现，38%的企业已经在使用人工智能技术，到2018年这个比例有望增长到62%[2]。

人工智能将对人类生产生活带来深远影响，作为人类发展基础的教育所受到的影响更是根本性的，中小学教育改革需求迫切。主要体现在以下几个方面：

一是人工智能对就业结构产生重大影响，对教育内容以及理念带来深刻变革。人工智能对就业产生深刻的影响，根据世界经济论坛2016年的调研数据预测，到2020年，机器人与人工智能的崛起，将导致全球15个主要的工业化国家510万个就业岗位的流失[3]，最先替代的将是低成本、劳动密集型的岗位。在不远的将来，人工智能可能带来大规模失业，对教育学科、教育内容提出新的需求。未来教育的社会导向性、目标性将更加明确。

二是人工智能的发展及应用要求人类掌握并发展新技能、新能力，对教育的方式和形态都有新的需求。人工智能时代，信息技术能力是需要掌握的基本技能，自主学习能力成为最基本的能力，思考和创造能力可能是人类真正具有竞争力的能力。智能机器人阿尔法狗已经具备了强大的自主学习能力，如果学生没有自主学习能力，就难以适应高度变化、知识革新的社会。与机器人相比，在好奇心驱使下的问题提出和解决能力更加凸显出人类的独特性，这是机器人难以模仿和替代的能力。这些在人工智能时代人类特有的能力，要求教育要以培养能力为核心，对传统的以知识传授和应用为核心内容的教育方式提出挑战。

三是人工智能作为新的学习工具，对教育的方式与方法带来深刻变革。人工智能手段的应用，将使教学课堂的场景更加广阔，依靠深厚的大数据累积与人工智能技术，使教育更加场景化、体验化，教学将更有针对性。比如近年来兴起的imkid人工智能教育系统、个人成长能力知识图谱等，都意味着新的教学手段的变革。人工智能的應用将推动教育方式和方法发生重大转变。

二、我国中小学人工智能教育进展与存在的问题

为适应人工智能的发展，我国中小学教育改革正得到越来越多的重视，国务院2017年发布的《新一代人工智能发展规划》提出，“在我国中小学阶段设置人工智能相关课程”。在国家的倡导和推动下，中小学对人工智能有关的教育日益重视。教育部在《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内容，各地教育部门努力探索，中小学人工智能相关课程和教材不断涌现。据不完全统计，2018年，全国范围内推出了十几种中小学人工智能相关的课程、教程或教材。教育部加快推动中小学人工智能教育装备系统的研发。一些地区中小学人工智能教育取得了显著进展，南京市从搭建教师发展平台、组织专题论坛、组织竞赛三方面推进;浙江省在2017年将信息技术列入高考选考科目;福建省从2018开始在小学低年级开展人工智能科普教育，在中高年级推进人工智能知识普及。

我国中小学人工智能教育取得积极进展，但是在总体上仍处于起步阶段，在师资、教育内容、考核评价等方面存在的不足，严重地制约着中小学人工智能教育的发展，主要表现在以下几个方面：

一是中小学对人工智能教育虽然比较重视，但是实际上开展的教育活动仍然较少。虽然各地教育部门提出了开展人工智能教育的要求，但由于实施时间较短，中小学开展人工智能教育仍不普遍，覆盖面有限。即便在已经开展人工智能教育的学校，人工智能主要作为选修课或升学考试的加分项，在课程体系中的作用不突出。我国很多学校现有的计算机课程得不到重视，而且内容过于基础，数量不足，甚至高中阶段接触不到编程等，与国际相比差距明显。据测算，美国K12阶段约有67.5%的孩子已接受在线编程教育。全球最主要的少儿编程语言Scratch在美国市场的渗透率最高，达44.8%，英国为9.31%，而中国仅为0.96%。

二是我国中小学以及社会的人工智能教育装备、标准缺乏，中小学人工智能教育内容比较肤浅。人工智能是新鲜事物，而且是综合性的技术集合，专业性较强，开展人工智能教育的内容、方法等本身就需要大量的研究，形成适应中小学需要的教育装备以及标准等，而我国人工智能教育装备、标准等才处于起步阶段。我国现有的学校教育体系难以适应人工智能发展要求，师资队伍不足，大多数教学者本身并不了解信息技术，课堂教学也没有借助信息技术手段，学生被限制接触信息技术产品，对人工智能教育方法不了解。另一方面，社会上开展的人工智能培训等停留在表面层次的比较多，教育水平参差不齐，造成人工智能教育市场混乱。

三是中小学考核评价体系没有根本性调整，学校和学生都缺乏人工智能教育的积极性和主动性。时代发展和中小学生兴趣对于人工智能教育都具有很大的需求，特别是中小学生多数都有学习和了解人工智能、掌握人工智能所需要技能的意愿。但是由于学校的考核评价体系仍然以考分为主要导向，对教师的考核以考分和升学率为主要依据，为满足“中考”“高考”需要，学校教育仍以文化课为重点。在访谈调研中发现，虽然一些学校开设了机器人课程，但由于不在中考范围之内而不受重视;传统的文化课占用了学生大量时间，学校和家长普遍认为学习人工智能课程是不务正业，导致学生学习动力受到压制。

四是现有的教学方法等不利于人工智能能力的提升。人工智能教育，除了掌握相关的知识和技能之外，更主要的是增进对人工智能的了解、培养人工智能思维以及提升相关能力。但是现有多数学校的教学方法仍然以掌握知识为主，甚至强调“一字不差”，引导学生加强记忆，形成思维定式，不利于学生发展信息技术能力、跨领域能力、创造力与人际交往能力等，这些人工智能时代所需要能力的形成往往错过人才培养和成长的最佳时期，增加了后续教育培养的难度。

三、对策与建议

人才培养是人工智能发展的先导。当前，我国人工智能产业发展面临着人才短板，加快发展人工智能教育，形成适应人工智能时代的教育体系，是我国实现人工智能发展目标的重要保障。为深入推进中小学人工智能教育，建议：

一是为应对人工智能时代的来临，要结合教育体系的整体改革，逐步调整学校的考核评价体系。在近期来看，为了使学校真正重视人工智能教育，应将信息技术以及相应的人工智能基礎性课程纳入中高考考核范围。并结合整体上的教育体系的改革，破除唯分数决定一切的评价方式，降低文化课分数竞争，更多地偏向合格性考核。

二是制定人工智能教育和培训标准，对社会人工智能教育培训等进行有效引导。组织人工智能、教育专家共同编制人工智能教育和培训标准，根据成长的不同阶段，形成人工智能教育的主要内容和方法，研究提供中小学人工智能教育装备。对中小学开展人工智能教育提出要求以及标准，加快师资队伍培训，建立统一的师资评价标准，改革学校用人机制，建立中小学与社会的联合教育培训机制，防止社会滥用人工智能教育。

三是对学校中小学人工智能教育进行有效引导，着力提升学生人工智能时代的能力。在教育内容上，要结合新的考核标准，尽早开设编程课程，提高编程课程所占课时比重，给予学生更多的选课权利，增加多样的、参与中高考考评的选考专业科目。鼓励学生开展自主创新项目，提高创造性课程所占课时比重，给学生充足的时间进行创新与实践，增加体育以及社团、自由活动时间，提升学生交流空间。

四是改革教育方式，更多地运用信息化和人工智能手段，提高学习效率。将新的科技产品如人工智能、虚拟现实等技术运用于课堂，将提高课堂效率。利用网络平台进行优质课程的传播，使学生学习不受地域、学校制约。应允许学生在课堂上、学习中使用信息化产品，引导学生合理使用信息化产品，以提升其对于人工智能时代的适应能力。

五是营造人工智能教育的社会氛围。引导家长和学生重视对人工智能学习和相关能力的培养，认真对待人工智能相关课程，密切关注人工智能发展趋势。通过思考、创新与合作交流来增强人工智能发展需要的能力。引导学生积极制定发展规划，提高自主学习能力。

参考文献：

[1]2018年全球人工智能核心产业市场规模超过了555.7亿美元，2019年1月18日，http：//www.sohu.com/a/123544765_534686

[2]人工智能进入全国新课标将如何影响我们的生活，2018年1月24日，https：//www.liuxue86.com/a/3599446.html

[3]WEF：未来五年机器人将导致全球15个主要国家岗位减少510万个，2016年1月10日，http：//www.199it.com/archives/430745.html