中小学人工智能教育：从愿景步入实践
编者按 随着科技的飞速发展，人工智能已逐渐渗透到人们生活的方方面面。在中小学教育领域，人工智能不仅为学生提供丰富的学习资源，还推动了教育内容与教学方法的不断革新。日前，教育部办公厅发布《关于加强中小学人工智能教育的通知》，进一步明确了中小学加强人工智能教育的总体要求和实施路径。为此，本报推出特别策划，探讨如何构建完善的中小学人工智能教育体系，展现各地中小学校在人工智能教育方面的积极探索，并关注新技术给青少年成长所带来的挑战与机遇。
近日，北京市第八十中学开学第一课上，教师用人工智能大模型提示词，引导学生探索智能时代的学习方式；重庆两江新区礼嘉实验小学，教师借助智慧教育资源库快速生成个性化教案，结合反馈数据生成学生的学习记录……新学期，“人工智能”已成为多地中小学校课堂的关键词之一。
2024年11月，教育部办公厅印发《关于加强中小学人工智能教育的通知》，对中小学人工智能教育工作进行系统部署。通知明确，2030年前在中小学基本普及人工智能教育，这为中小学人工智能教育的发展指明了方向。此前，教育部在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中，已将人工智能列为构建课程体系的六条逻辑主线之一。
为何在中小学开展人工智能教育？其发展面临着哪些问题？如何构建适合中小学生的人工智能课程体系？带着这些问题，科技日报记者近日采访了相关专家。
培养未来所需人才
早在2017年，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，明确提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。
在顶层设计的引领下，各地中小学开始探索并开展人工智能教育。
2020年，广州市教育研究院编写的教材《人工智能》由广东省中小学教材审定委员会审定通过，成为全国首套经省级教材审定部门审定通过的中小学人工智能教材。山东省青岛市推进人工智能教育“1+4+100N”战略，成立人工智能教育研究院，与科研院所和高校专家联合培养本地骨干教师。此外，北京、上海、深圳、武汉等地积极开发人工智能教育资源、构建人工智能课程体系，并取得一定成效。
各地竞相探索中小学人工智能教育的背后，是技术发展对人才培养提出的新要求。华南师范大学学术委员会委员、教育信息技术学院学术分委员会主任钟柏昌教授指出，人工智能已经成为人类社会发展不可或缺的生产要素，而具备人工智能素养也成为了现代公民的基本能力需求。“学校是提升公民素养的主阵地，只有在中小学校园普及推广人工智能教育，才能广泛、全面地提升青少年的人工智能素养。”钟柏昌说。
“未来社会需要大量掌握人工智能知识和技能的人才。”对外经济贸易大学讲师孙宇认为，开展中小学人工智能教育，可以让学生提前了解并掌握这一前沿技术，为他们未来的职业发展打下基础。更为重要的是，人工智能教育可以推动教育的创新与变革，培养学生的创新精神和实践能力，为我国在国际竞争中抢占科技和人才制高点提供有力支撑。
推广普及并非易事
然而，在中小学普及人工智能教育并非易事。
首先，中小学人工智能教育的推行方式有待改进。“目前，中小学主要通过竞赛推行人工智能教育。”钟柏昌告诉记者，这只能惠及一部分学生，普及力度仍待提升，范围仍需扩大。此外，由于人工智能课程具有前沿性，不同地区的中小学在师资力量、课程建设以及配套硬件方面仍有差距。
在师资力量方面，孙宇表示，人工智能作为新兴领域，专业人才相对稀缺，现有的信息技术教师或相关学科教师在人工智能专业知识和技能方面可能存在欠缺，难以进行高质量教学。
钟柏昌补充道：“目前，不少中小学的人工智能任课教师并非信息技术专业出身，缺少系统的技术培训、专业素养不足，这无疑影响课程推行进度和质量。”
在课程建设方面，钟柏昌表示，完善人工智能课程体系对于中小学来说至关重要。“目前，部分人工智能教材缺乏课程体系的顶层设计，教材内容存在低水平重复、碎片化等现象，甚至停留于传统的编程教育、创客教育、机器人教育。”他说。
此外，在中小学普及人工智能教育的过程中，具备算力的硬件设施至关重要。“目前市场上缺少适用性良好的工具平台，而算力服务器的低成本解决方案尚未成熟。”钟柏昌认为，人工智能课程涉及诸多算法模型的训练和数据集的准备，需要符合中小学生认知水平的数据采集工具和模型训练平台，甚至还需要可以部署模型的智能硬件。而为了保证课堂教学效率，较大模型和数据集的训练还需要算力服务器的支撑。
多方合力构建体系
曾经，人工智能只存在于科幻电影和文学作品中；如今，它已融入我们的日常生活。而对于中小学生而言，未来他们与人工智能的关系将会更加紧密。因此，构建一个完善的人工智能教育体系至关重要。
钟柏昌认为，要推动中小学人工智能教育走向成熟，仅依靠政策是远远不够的，学校、企业等主体也要采取行动。
“各中小学应高度重视人工智能课程的开设，为课程配备合适的教师，并确保足够的课时和经费投入。同时，人工智能的授课教师需要不断提升自我，深入学习人工智能相关的知识、技能，成为一名‘专家型’教师。”钟柏昌说。
人工智能教育对硬件设施也有一定的要求。钟柏昌认为，人工智能企业应加快开发匹配中小学生认知水平的数据采集工具和模型训练平台，以及可切分算力的国产算力服务器产品，为中小学校提供低成本的软硬件解决方案。
孙宇表示，构建既满足学生需求又符合社会需要的人工智能课程体系，需要从培养目标、课程内容、教学方法、师资队伍和评价体系等多个方面进行综合考虑和设计。这样才能培养出具有创新精神和实践能力的人工智能人才，为社会发展和技术进步作出贡献。
“人工智能课程不仅涉及前沿科技，还是一门‘做学创’合一的实践性课程。”钟柏昌强调，在人工智能教育的实施阶段，要倡导做中学、用中学、创中学，让学生通过实践活动感受、理解和掌握人工智能的概念、原理、方法和技能，学会提出新问题、形成新方案，并通过人机协同解决问题。这样才能实现知识学习、能力塑造和价值创造的有机统一。
编者按 随着科技的飞速发展，人工智能已逐渐渗透到人们生活的方方面面。在中小学教育领域，人工智能不仅为学生提供丰富的学习资源，还推动了教育内容与教学方法的不断革新。日前，教育部办公厅发布《关于加强中小学人工智能教育的通知》，进一步明确了中小学加强人工智能教育的总体要求和实施路径。为此，本报推出特别策划，探讨如何构建完善的中小学人工智能教育体系，展现各地中小学校在人工智能教育方面的积极探索，并关注新技术给青少年成长所带来的挑战与机遇。
近日，北京市第八十中学开学第一课上，教师用人工智能大模型提示词，引导学生探索智能时代的学习方式；重庆两江新区礼嘉实验小学，教师借助智慧教育资源库快速生成个性化教案，结合反馈数据生成学生的学习记录……新学期，“人工智能”已成为多地中小学校课堂的关键词之一。
2024年11月，教育部办公厅印发《关于加强中小学人工智能教育的通知》，对中小学人工智能教育工作进行系统部署。通知明确，2030年前在中小学基本普及人工智能教育，这为中小学人工智能教育的发展指明了方向。此前，教育部在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中，已将人工智能列为构建课程体系的六条逻辑主线之一。
为何在中小学开展人工智能教育？其发展面临着哪些问题？如何构建适合中小学生的人工智能课程体系？带着这些问题，科技日报记者近日采访了相关专家。
培养未来所需人才
早在2017年，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，明确提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。
在顶层设计的引领下，各地中小学开始探索并开展人工智能教育。
2020年，广州市教育研究院编写的教材《人工智能》由广东省中小学教材审定委员会审定通过，成为全国首套经省级教材审定部门审定通过的中小学人工智能教材。山东省青岛市推进人工智能教育“1+4+100N”战略，成立人工智能教育研究院，与科研院所和高校专家联合培养本地骨干教师。此外，北京、上海、深圳、武汉等地积极开发人工智能教育资源、构建人工智能课程体系，并取得一定成效。
各地竞相探索中小学人工智能教育的背后，是技术发展对人才培养提出的新要求。华南师范大学学术委员会委员、教育信息技术学院学术分委员会主任钟柏昌教授指出，人工智能已经成为人类社会发展不可或缺的生产要素，而具备人工智能素养也成为了现代公民的基本能力需求。“学校是提升公民素养的主阵地，只有在中小学校园普及推广人工智能教育，才能广泛、全面地提升青少年的人工智能素养。”钟柏昌说。
“未来社会需要大量掌握人工智能知识和技能的人才。”对外经济贸易大学讲师孙宇认为，开展中小学人工智能教育，可以让学生提前了解并掌握这一前沿技术，为他们未来的职业发展打下基础。更为重要的是，人工智能教育可以推动教育的创新与变革，培养学生的创新精神和实践能力，为我国在国际竞争中抢占科技和人才制高点提供有力支撑。
推广普及并非易事
然而，在中小学普及人工智能教育并非易事。
首先，中小学人工智能教育的推行方式有待改进。“目前，中小学主要通过竞赛推行人工智能教育。”钟柏昌告诉记者，这只能惠及一部分学生，普及力度仍待提升，范围仍需扩大。此外，由于人工智能课程具有前沿性，不同地区的中小学在师资力量、课程建设以及配套硬件方面仍有差距。
在师资力量方面，孙宇表示，人工智能作为新兴领域，专业人才相对稀缺，现有的信息技术教师或相关学科教师在人工智能专业知识和技能方面可能存在欠缺，难以进行高质量教学。
钟柏昌补充道：“目前，不少中小学的人工智能任课教师并非信息技术专业出身，缺少系统的技术培训、专业素养不足，这无疑影响课程推行进度和质量。”
在课程建设方面，钟柏昌表示，完善人工智能课程体系对于中小学来说至关重要。“目前，部分人工智能教材缺乏课程体系的顶层设计，教材内容存在低水平重复、碎片化等现象，甚至停留于传统的编程教育、创客教育、机器人教育。”他说。
此外，在中小学普及人工智能教育的过程中，具备算力的硬件设施至关重要。“目前市场上缺少适用性良好的工具平台，而算力服务器的低成本解决方案尚未成熟。”钟柏昌认为，人工智能课程涉及诸多算法模型的训练和数据集的准备，需要符合中小学生认知水平的数据采集工具和模型训练平台，甚至还需要可以部署模型的智能硬件。而为了保证课堂教学效率，较大模型和数据集的训练还需要算力服务器的支撑。
多方合力构建体系
曾经，人工智能只存在于科幻电影和文学作品中；如今，它已融入我们的日常生活。而对于中小学生而言，未来他们与人工智能的关系将会更加紧密。因此，构建一个完善的人工智能教育体系至关重要。
钟柏昌认为，要推动中小学人工智能教育走向成熟，仅依靠政策是远远不够的，学校、企业等主体也要采取行动。
“各中小学应高度重视人工智能课程的开设，为课程配备合适的教师，并确保足够的课时和经费投入。同时，人工智能的授课教师需要不断提升自我，深入学习人工智能相关的知识、技能，成为一名‘专家型’教师。”钟柏昌说。
人工智能教育对硬件设施也有一定的要求。钟柏昌认为，人工智能企业应加快开发匹配中小学生认知水平的数据采集工具和模型训练平台，以及可切分算力的国产算力服务器产品，为中小学校提供低成本的软硬件解决方案。
孙宇表示，构建既满足学生需求又符合社会需要的人工智能课程体系，需要从培养目标、课程内容、教学方法、师资队伍和评价体系等多个方面进行综合考虑和设计。这样才能培养出具有创新精神和实践能力的人工智能人才，为社会发展和技术进步作出贡献。
“人工智能课程不仅涉及前沿科技，还是一门‘做学创’合一的实践性课程。”钟柏昌强调，在人工智能教育的实施阶段，要倡导做中学、用中学、创中学，让学生通过实践活动感受、理解和掌握人工智能的概念、原理、方法和技能，学会提出新问题、形成新方案，并通过人机协同解决问题。这样才能实现知识学习、能力塑造和价值创造的有机统一。
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