“人工智能”进课堂，中小学教师该如何教？

张宏 朱彩兰

● 开展人工智能教育的背景

1.技术背景

人工智能超乎想象地在全球快速崛起，已经走进我们生活的方方面面，并且在多个领域大显身手，如阿尔法狗（Alpha Go）和阿尔法狗元（Alpha Go Zero）以无可争辩的能力战胜了李世石、柯洁等人类围棋高手，名噪一时;多种语言的互译超乎人的想象;生活中随处可见机器人、人脸识别、指纹识别、声音识别……人工智能改变我们生活的节奏会越来越快，人们真正感受到人工智能时代已经到来。

2.政策背景

2017年7月，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》，特别强调“加快人工智能创新应用”。文件要求：“利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。”“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。”这一要求给人工智能教育提出了新的任务，也给开设人工智能教育提供了政策背景。

3.教育背景

联合国教科文组织2019年发布了一个报告——《教育中的人工智能：可持续发展的挑战与机遇》，报告明确指出，各国在将21世纪的技能纳入各自的教育计划时，需要定义“人工智能能力”，而不是基本的信息和通信技术能力，从而使学习者能够使用计算方法和技术识别来解决问题。在人工智能驱动的未来社会，培养创造和解码数字技术的新技能非常重要。

● 开展人工智能教育的意义

1.学生在信息社会中生存的需求

开设信息技术课程是为了培养学生的信息素养，帮助学生更好地在信息社会中学习、生活、工作、生存，人工智能技术属于信息技术的一种，人工智能学习成为培养信息素养的一种不可缺少的选择。其意义体现在：通过人工智能教学可以培养学生适应人工智能时代学习和工作的素养或能力，促进学生批判性地认识人工智能，合理地应用人工智能技术为自己的生活、工作服务。

2.信息社会健康发展的需求

具备人工智能相关素养的社会成员能够辩证地认识人工智能，合理地应用人工智能，进而根据需要开发人工智能，从而推动社会健康发展，因此开展人工智能教育是信息社会健康发展的自然需求。

3.信息技术课程发展的需求

人工智能技术属于信息技术的一种，其从精英技术走向大众技术的过程，也是从技术领域走向教育领域的过程。伴随人工智能技术的逐步课程化，关注人工智能教育、研究人工智能教育，成为信息技术课程发展的需要。

因此，开展人工智能教育是信息技术课程发展的需求，是信息社会健康发展的需求，也是学生在信息社会中生存的现实需求。

● 人工智能教育的教学实施

为了顺利实施人工智能教育，中小学教师需要在以下几个方面形成准确理解。

1.理解课标

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》对人工智能模块有相应的要求，例如，“学生能描述人工智能的基本特征，会利用开源人工智能应用框架，搭建简单智能系统（计算思维）。了解人工智能的新进展、新应用（如机器学习、自动翻译、人脸识别、自动驾驶等），并能适当运用在学习和生活中（数字化学习与创新）。了解人工智能的发展历程，能客观认识智能技术对社会生活的影响（信息意识、信息社会责任）。”

根据高中信息技术课程标准的要求，各省对人工智能模块也有相应的体现。例如，《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》中，“人工智能初步”模块包括人工智能基础、人工智能应用与问题解决、人工智能技术发展三部分内容，而且江苏省2018年版小学、初中信息技术教材中都设计了一定课时的人工智能。这意味着人工智能已经正式进入小学信息技术课程，其内容将贯穿整个中小学各阶段。

因此，理解课标，一方面是要体会、理解课程标准中相关描述的要求或指向，另一方面需要综合考虑各学段课程标准或课程纲要等的要求，了解学段间的衔接，了解基础教育阶段人工智能教育的系统性。例如，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）解读》中，在“语音识别技术在生活中应用”案例中设计了三个活动，其中，活动2要求，以小组为单位，操作实现语音识别技术产品的功能，并阐述实现原理，活动3则是优化语言模型。同样是语音識别，义务教育阶段则定位于了解大致的过程，通过演示或实际操作，体验人工智能的典型应用。

2.理解课程（模块内容）

理解人工智能模块的内容，主要是理解人工智能在信息技术发展和信息技术课程发展体系（或教材体系）中的共性和个性关系。所谓共性，是指信息技术课程及教学中始终贯穿的思想和方法，如学科核心素养中强调的计算思维，在程序设计中有体现，在三维建模中有体现，在人工智能教育模块中也有鲜明的体现，这些共性既是学科中稳定的部分，也是核心所在。因此，在理解模块内容时，需要寻找、关注、把握这些共性，只有这样，才能丰富学科的内涵，才能在教学中促进学生类比迁移、巩固所学。所谓个性，是指人工智能独有的不同于其他模块的技术和特征，如数据的重要性。把握个性，才能够对模块形成更为深入的认识，进而形成与模块相应的教学处理方式，以促进学生对这些个性的理解。

3.理解教材

教材是根据知识体系进行编写的，只有理解掌握后才可能转换为教学思路。理解教材，需要透过表面的呈现理解编写者的意图，根据课程标准的要求，对教材中的内容及编排形成合理的解读，为“用教材教”奠定认识基础。教材是以概念、原理及其相互关系的阐述为主要内容的，如人工智能原理的介绍，这些被称为“间接知识”。但如果在教学过程中能让学生了解这些概念、原理及其相互关系是如何被发现的，它们在现实世界中有哪些作用，不仅会让教材变得更加生动，让学生的学习兴趣更加高涨，还会让学生的思维与创造能力得到有效提升，“间接知识”也就转变、发展为“直接知识”。

4.理解教法