在中小学校过去、现在和未来中的人工智能教育(2)

随着国家政策和高中人工智能课程标准相继的出台，各地教育行政部门陆续发文部署人工智能进学校的工作。2018年6月，江苏省教育厅下发《关于印发的通知》，要求在中小学普及编程教育；2018年9月，重庆市教委下发《关于加强中小学编程教育的通知》，就加强中小学编程教育提出要求：小学3至6年级累计不少于36课时，各中小学至少配备1名编程教育专职教师；2018年12月广州市教育局印发了《关于推进广州市中小学人工智能与教育融合创新指导意见（试行）》，提出了“开展人工智能素养教育、组织人工智能青少年科技活动、以人工智能辅助教育教学、以人工智能推动教育治理能力提升、打造智能型教师队伍、建设人工智能试点校”等实施措施；2019年2月山东省教育厅公布了首批人工智能教育试点市、县（市、区）和试点学校，共有4个市、15个县和721所中小学校开展人工智能教育试点工作；2019年1月，教育部在北京举行了《中小学人工智能教育项目》成果发布会，将北京、广州、深圳、武汉、西安5个城市作为第一批试点落地城市，3-8年级的学生将全面试点学习人工智能与编程的课程[14]。广州市作为试点城市之一，2019年9月广州市教育局公布了中小学人工智能课程改革实验区和实验校，确定3个实验区和147所实验校，目标是到2022年实现人工智能教育覆盖全市学校，培养适合未来的创新型人才。由此可见，2016年至今，应该是人工智能进入中小学校的“快速发展期”。

笔者结合自己从事20年中小学智能机器人和人工智能教育的经历，与研究团队依托智能机器人，创建了智能机器人“学·做·创”教学模式，构建了“微课导学”教学模式和教学评价方案，设计了创客教育“三剑客”载体模板，创建了“智创空间”和人工智能体验中心，建立了智创空间创客教育模型，提出了“六个面向”创客教育推进策略，形成了“学科融合、德术并举、注重体验”教学理念，提出了解决智能机器人和人工智能教学中缺模式、缺理念、缺师资、缺教材、缺策略等难题的具体办法。研究成果“智能机器人‘学·做·创’教学模式的创新实践”分别荣获2018年基础教育国家级教学成果奖“二等奖”和2017年广东省教育教学果奖（基础教育）“特等奖”。而智能机器人是人工智能的重要载体和呈现形式，前期研究成果同样适用于中小学人工智能教育，为今后在中小学普及人工智能教育奠定了良好基础。由于目前99%的中小学教师在读大学期间均未学过人工智能，为解决中小学缺少人工智能师资问题，近年笔者带领研究团队，通过与高校、科研院所和企业合作开设了中小学教师继续教育系列人工智能面授课程，分别是“积木式图形化软件与智能机器人创意编程”“App Inventor与智能机器人创意编程”“无人机（空中机器人）编程入门与实践”“人工智能编程入门与实践（Python版，基于物联网硬件）”“人工智能编程入门与实践（积木式图形化编程软件，基于树莓派开源硬件）”“VR编程入门与实践（积木式图形化编程软件）”，已培训教师661人次。

为了解决人工智能师资短缺问题，由笔者主持申报的全国教育科学“十三五”规划2020年度教育部重点课题“面向中小学人工智能教育的教师培养与教学策略研究”（课题编号：DHA200334）被成功立项。同时为配合课题研究工作，让中小学生和教师能快速感知和体验基于物联网的人工智能应用场景，笔者近期在广州市电化教育馆“智创空间”创建了一个基于物联网的人工智能体验中心，目前已完成了通过语音交互实现对智慧教室、智能家居等近20项人工智能应用场景设备的控制和人工智能教学案例演示，如应用场景中的LED平板计算机、投影仪、多种机器人表演、无人机表演、3D扫描设备控制、AR交互实验、班级教学管理、空调、窗帘、灯具、风扇、开水供应、环境温湿度检测、人体体重自动检测等都可以实现语音控制来执行相关任务，可以让参观体验的师生感受到人工智能和编程教育的重要性和在日常教学中的具体呈现方式，通过开展人工智能教育来培养师生的计算思维、编程思维和创新思维能力，发展学生核心素养，培养创新型人才。

图4 2019年10月16日，江苏省海安市城南实验小学东校区的学生在海安科技展示馆参观工业智能机器人

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人工智能进入中小学校的未来前景

人工智能进入中小学校的过去、现在和未来

人工智能是一个涉及了多个学科交叉领域，人工智能技术的快速发展将会带动脑科学研究、大数据技术、物联网、虚拟现实技术等学科的蓬勃发展。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。中小学校人工智能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。因此，未来30-50年应该是人工智能进入中小学的“蓬勃发展期”。

1.人工智能对未来学校的影响

人工智能的快速发展，在教育领域的应用引发了广泛关注，人工智能将为教育界与产业界更加广泛的跨界合作提供发展空间。随着人工智能等新技术应用于智慧校园建设，人工智能进入中小学校将会优化教学模式、优选学科设置、深化教育改革，提高教学效率、减轻师生负担、收集教育大数据、推进素质教育、促进教育创新和培养创新型人才等方面发挥重要作用，人工智能的发展将对我国未来学校教育产生革命性的影响。

2.人工智能对未来教师的影响

教师是富于情感和智慧、想象力与创造力的人类，这些特质是人工智能无法比拟的。但从未来发展趋势看，高度个性化、智能化的机器人助理将成为教师行业一道靓丽的风景线，因此面对人工智能的冲击，教师应该具备危机意识和改革意识，要思考如何提高教师这个角色的不可替代性，最终将人工智能带来的挑战转变为变革传统教育和创新未来教育的机遇，教师与人工智能进行完美结合，提高教师的教学效率。

3.人工智能对未来学生的影响

人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。当人工智能学会模仿学习、自主学习、迁移学习和自我纠错之后，会不断加速自主学习，人工智能的学习能力会得到极大的提高，就能快速超越自我，成为“超人”。如果将来学生还不具备这些学习能力的话，将很难适应人工智能社会发展的需要。因此需要更加强调以学生为中心，掌握提出问题的能力、人际交往能力和创新思维能力。只有掌握了人工智能所不能具体的能力时，将来学生走向社会才不会被人工智能所取代。

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结束语

人工智能进入中小学校的过去、现在和未来

人工智能等新一代信息技术飞速发展，将给学校带来信息时代教育治理的新模式，打造数字化、个性化、终身化学习的教育体系，实现更加开放、更加人本、更加可持续的教育改革。因此，人工智能进入中小学校将会在促进教育创新和培养创新型人才等方面发挥重要作用。这也就是为什么国家提出2030年一定要抢占人工智能全球制高点，还要在中小学设置人工智能课程的主要原因。

参考文献：

[1]谭铁牛.人工智能的历史、现状和未来[J].智慧中国.2019(Z1):87-91.

[2]刘尚琴.国内中小学人工智能课程现状、问题及推进策略分析[J].中小学电教,2018(05):37-40.

[3]艾伦.中小学人工智能课程定位分析[J].中国现代教育装备,2017(20):1-5.

[4]教育部关于印发《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》通知[EB/OL].[2018-01-05].

[5]徐福荫,朱光明,黄国洪,王腾,王同聚等.普通高信息技术选择性必修4:人工智能初步[M].广东:广东教育出版社,2019(12).

[6]梅龙宝,王同聚,齐新燕.人工智能与STEM教育丛书:人工智能（高中版）[M].广州:广东教育出版社,2019(3).

[7]最强AlphaGo Zero自学3天100：0击败AlphaGo[EB/OL].[2017-10-19].

[8]四部门关于印发《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》的通知[EB/OL].[2016-06-25].

[9]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].[2017-07-20].

[10]工业和信息化部关于印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》的通知[EB/OL].[2017-12-13].

[11]中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见[EB/OL].[2019-01-22].

[12]习近平向国际人工智能与教育大会致贺信[EB/OL][2019-05-16].

[13]陈宝生.中国的人工智能教育——在国际人工智能与教育大会上的主旨报告[EB/OL][2019-05-17].

[14]教育部：2019年5城全面接受中小学人工智能教育试点[EB/OL].[2019-01-22].

文章来源：王同聚.人工智能进入中小学的过去、现在和未来[J].今日教育，2020(Z1):16-21.