如何建立人工智能人才贯通式培养通道

李香玉

人工智能被世界各国认为是改变世界格局的新引擎，各发达国家都将人工智能作为科技发展的重要支撑。然而，当前我国人工智能人才缺口巨大。AI赋能，教育先行。近两年，多地发力推动在中小学阶段设置人工智能相关课程，不少高校也开设了人工智能专业。那么，在基础教育和高等教育阶段，如何建立人工智能人才贯通式培养通道，为我国培养当前急需的人工智能优秀人才？让我们来听听人工智能领域专家的建议。

《教育家》：近两年，我国不少高校开设了人工智能专业，当前高校的人工智能教育发展现状如何？

吴飞：2018年7月，教育部印发《关于开展2018年度普通高等学校本科专业设置工作的通知》。2019年3月，教育部公布了2018年度普通高等学校本科专业备案和审批结果，呼声极高的人工智能被列入新增审批本科专业名单，当年全国共有35所高校获首批建设资格。实际上这与2017年7月《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》以及2018年4月教育部制定印发的《高等学校人工智能创新行动计划》形成了一套推动我国人工智能人才培养的“组合拳”。在此基础上，2020年教育部又批准了180所高校新增人工智能本科专业。

高校采取了如下三种方式来设置人工智能本科专业：第一种是将人工智能专业设置在计算机系或计算机学院，即“脱胎”于计算机科学与技术;第二种是将人工智能专业设在新成立的人工智能学院;第三种是将人工智能专业设在以控制科学为主的学院。其中最多的是第一种。首批设置人工智能本科专业的35所高校所招收的该专业本科生今年9月即将进入大学二年级，显然目前还无法纾解我国人工智能人才紧缺这一窘况。在过去一年里，人工智能专业的本科生主要进行了通识课程的学习，今年9月才进入本专业必修课程的学习，浙江大学人工智能专业的本科生将学习《人工智能导论》和《机器学习》。所以我认为今年9月开始就会进入出现问题和解决问题的阶段，相信很多高校都已做好准备。

教材是人才培养的基础，是师生教与学互动的载体。人工智能本科专业人才培养最需要解决的问题是编写高质量的教材，如果不针对人工智能自身内涵来编写反映其特点的教材，仍然搬用计算机等专业教材，那么就没有必要单设人工智能专业了。因此，2018年3月，高等教育出版社联合国家新一代人工智能战略咨询委员会在北京组织成立了“新一代人工智能系列教材”编委会，组织编写有关人工智能基础理论、算法模型、技术系统、硬件芯片和伦理安全以及“智能+”学科交叉等方面内容的系列教材，以形成各具优势、衔接前沿、涵盖完整、交叉融合具有中国特色的人工智能一流教材体系。目前教材编写工作进展顺利，《人工智能导论：模型与算法》和《可视化导论》已于2020年5月出版，另有17本教材也在撰写过程中。我们希望这批教材能够为我国人工智能本科专业人才培养起到积极作用。难能可贵的是，这批教材都会建立网上共享课程和对应的实训平台，以便让优质教材发挥最大效益。

《教育家》：人工智能专业人才培养仅靠高等教育恐怕不够。中小学人工智能教育应做好哪些“奠基”工作？

钟柏昌：关于基础教育的“基础性”，一个重要体现就是为未来专业人才的培养“奠基”。2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，明确指出在中小学阶段要逐步推广编程教育。随后，在教育部发布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中，至少有6个模块涉及编程内容，程序设计教育的地位被空前强化。毋庸置疑，程序设计教育的回归不是简单的“走老路”学编程，而是有了新的内涵和内容。新的内涵主要体现在计算机科学及其相关的计算思维是程序设计教育最为核心的部分;新的内容，即以新内涵为基础拓展形成的人工智能教育，为程序设计教育提供了新的增长点。但我们必须看到，中小学人工智能教育要为人工智能专业人才培养发挥稳定的“奠基”作用，必须以国家课程为主阵地，开展系统性和普及性的教育。

就当前基础教育课程框架而言，人工智能教育不太可能成为一门完全独立的学科，而应作为信息技术课程（或信息科技课程）的核心部分，可以设计专门的综合性的人工智能模块，也可以设计人工智能课程群（包括程序设计与算法、机器人、开源硬件设计、人工智能系统与核心算法等）。因此，提升中小学信息技术课程地位、提高师资质量、确保开课课时，才能按质按量地开展人工智能教育。

有利的是，经过多年持续不断的教育信息化和信息技术课程建设，我国大部分中小学校已具备开展程序设计等人工智能相关课程教学的师资和硬件条件。根据教育部公布的统计数据，我国中小学信息技术教师数和教学用计算机数均有显著增加。但在不同地区和学校，存在一定的失衡，尤其是城乡差别、东西部差别依然明显。此外，信息技术教师队伍的整体专业水平还有进一步提高的空间。

《教育家》：就当前中小学智能教育发展现状而言，您认为存在哪些问题，该如何改进？

钟柏昌：首先，缺少义务教育阶段的信息技术（或信息科技）国家课程标准。一些省份为了推动人工智能教育，不得不在地方性课程纲要中纳入人工智能相关内容。然而，与国家课程相比，地方性课程的约束力较低，不利于提升课程和教师地位，课时被其他学科占用的问题较为突出。此外，地方课程标准也容易出现站位不高、要求不一的现象，不利于推动人工智能教育的健康持续发展。因此，尽快在国家层面出台包含人工智能教育在内的义务教育信息技术（或信息科技）课程标准，不仅重要，而且必要。

其次，高中课程标准中存在设计缺陷。教育部最新发布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“方案”）共设计了10个模块，包含2个必修模块、6个选择性必修模块和2个选修模块，2个必修模块共3个学分，每个选择性必修模块和选修模块各2个学分。然而，信息技术课程的必修学分为3个学分，意味着学校只需要开设两个必修模块就足以满足国家开课要求和学生毕业需求。作为非高考科目，缺少刚性的选修课时保障，普遍认为选择性必修模块和选修模块将难以开设。除课时不足之外，课程标准也存在“抢地盘”的嫌疑。例如，作为与信息技术课程并行的通用技术课程，在方案中，同样设置了人工智能相关的课程，典型如“智能家居应用设计”“机器人设计与制作”等模块。同属技术类科目，未能统筹兼顾而重复设计相关课程，实属遗憾。此外，由于缺少小学和初中阶段的信息技术课程标准为参照，高中信息技术课程标准的研制只能建立在理論构想的学生起点之上，难免与实际状况存在差异;而各地开设的小学和初中信息技术课程同样因缺少参照，课程内容五花八门、低水平重复的问题较为突出。

最后，中高考政策对人工智能教育能否有效落地至关重要。根据我们之前的调查，高中信息技术课程模块的开设受各省高考政策影响极大。信息技术课程在义务教育阶段只是作为综合实践或地方课程的一部分，无法为中小学生系统的、持续的能力素养培养提供师资和课时保障，导致学生在高中阶段知识基础依然薄弱，尤其在计算机科学概念、程序设计基本思想和方法等方面缺乏积累，由此也导致高中阶段的课程开设捉襟见肘，缺乏成熟学科的厚度。因此，除了信息技术课程进高考之外，还应尽快推出义务教育信息技术课程标准，并推动各地将信息技术课程或其核心模块列入中考科目，使信息技术课程尽快成长为内容连贯、学段衔接有序的成熟学科，从而为人工智能教育打下坚实的课程基础。

《教育家》：设置人工智能专业的高校与基础教育共同探索人工智能人才贯通式培养，应重点在哪里发力？

吴飞：纵向来看，关于高校与基础教育共同探索人工智能人才贯通式培养，根据教育部发布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》所编写的教材将于今年9月正式启用。新课标里面有一类是信息技术，包括必修教材和选择性必修教材，选择性必修当中有一门课叫《人工智能初步》，在必修1中，有一门课叫《信息与计算》，其中第五章就是人工智能及应用。可以看出，我国在高中阶段已经设置了人工智能的相关课程，旨在引导高中生建立起信息技术素养，了解人工智能的基本概念和知识。作为选择性必修4教材《人工智能初步》一书的主编，我个人理解，在高中阶段，主要是做好人工智能或信息技术素养培养的准备工作，激发学生对这一专业的兴趣。我们不能把大学的知识体系下移，而是向上托起高中生的信息技术素养，这也是信息社会的要求和趋势。

横向来看，高校里的人工智能人才贯通式培养，应注意两点，首先是强化本专业的内核，其次是进行通才培养，要让培养的人才和其他专业的人才能够保持话语渠道，有利于贯通任务的共同实现。比如从事人工智能的，也可能会涉及AI+化学、AI+生命、AI+环保等工作内容。本科四年的学习不能仅仅为给某个企业定制化培养特定人才，而是培养掌握人工智能思维、理论和技术的人才，强调具备一种能力，而不是成为一个机器。

《教育家》：在人工智能专业人才培养上，高校应如何赋能基础教育阶段的学校？

吴飞：高校当然要为基础教育在人工智能贯通式人才培养上做出自己的贡献，比如与高中信息技术教育共同编写教材、培训高中信息技术教师、向高中生传授一些人工智能的基本知识等。2020年1月，浙江省教育厅教研室组织了浙江省普通高中人工智能教学试点及人工智能技术研训活动，全省130余名高中信息技术教研员及高中信息技术骨干教师前来参加，开启了浙江省高中人工智能教育的新起点。2020年3月，浙江省基础教育课程改革专业指导委员会中小学信息技术学科组的专家们组织第一批受训教师成立了浙江省高中人工智能教育联盟，为进一步提高受训教师的专业水平，巩固培训课程所学内容，为下一阶段的人工智能教育试点做好准备，联盟于3月23日-27日组织开展了“人工智能初步经典机器算法”研训活动，围绕高中《人工智能初步》教材中的五个经典机器学习算法，采用算法原理与实例相结合的方法展开培训。今后联盟将持续性举办教师培训与相关活动，丰富教学资源、遴选教学案例、改革教学方式，提升浙江省人工智能教学水平。

《教育家》：中小学需要高校如何赋能，以培养具有人工智能创新能力的学生？

钟柏昌：首先是在师资配置方面，尽管中小学信息技术教师数量和质量都在不断增长，但依然缺乏具有扎实专业背景的人工智能教师，在培养学生的人工智能创新能力时显得力有不逮。因此，我们呼吁有关高校加快专业课程体系的革新，通过校企合作等方式共建人工智能教育实验室，充实人工智能相关的师资和课程建设，为中小学人工智能教育提供源源不断的优秀师资储备。其次是在人才培养的“出口”方面予以支持。要实现人工智能专业人才的贯通式培养，不仅需要贯通小学、初中、高中的培养目标和内容，还需要和高校相关专业对接。比如在招生录取方面，对于将信息技术课程列入高考科目的省份、选考信息技术课程的考生，可以给予高校人工智能相关专业的优先录取资格;对于大多数未能将信息技术课程列入高考科目的省份，则可以考虑在高校招生序列中提供人工智能相关专业的招生通道，从而激励部分学校和学生选修人工智能课程模块。

当前，教育部正在遴选建立普通高中新课程新教材实施国家级示范区和示范校，期待这些示范区和示范校在選择性必修课程开设方面探出新路，与高校建立紧密关系，开拓人工智能创新人才贯通式培养新模式。