如何通达新一代人工智能教育的核心

钟柏昌

2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确提出要完善人工智能教育体系，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。如今，该规划的发布已过去了六年，而新一代人工智能教育的普及之路依旧举步维艰。原因何在，路在何方？

回顾我国创客教育近十年的发展历史，不难发现，创客教育的风潮曾经吸引和塑造了众多中小学创客教师，培养了一大批具有创新精神和实践能力的青少年。尽管教师们在编程教育、机器人教育和创客教育等方向上的努力没有达成“猎杀应试教育”的预期，却也留下了不少启示。

一要理性对待人工智能教育的应然与实然价值。新一代人工智能以机器学习尤其是深度学习为核心技术，包括数据、算法和算力等基本要素。相对于创客教育，它采用了新的创作工具和实践平台。因此，教师一方面不要故步自封，把人工智能教育理解为传统的机器人教育和创客教育，用新瓶装旧酒；另一方面，也不能曲高和寡，设置过高的技术门槛，割裂创客教育与人工智能教育的联系，人为区隔会和不会人工智能的人群。

二要积极争取国家层面的政策支持。课程标准与教材是我国教育治理的核心部分。一种教育类型或理念的推行，往往离不开课程标准与教材的支持。《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》将“开源硬件项目设计”和“人工智能初步”设置为选择性必修模块，但由于学分与课时的限制，未能提供强有力的上位支持；《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的颁布，为人工智能教育提供了新的发展机遇，但作为六条逻辑主线之一的人工智能以及“人工智能与智慧社会”内容模块的安排恐力有不逮，未来如何发展还有待观察。

三要走向对技术思想与方法的理解。创客教育有其实践创新的先天优势，但如果只停留于粗浅的造物和炫目的效果，未能引向“逻辑概念”的塑造，则难有大的作为。创客教育如是，人工智能教育亦然。我们要像剥洋葱一样，带领青少年学生逐步通达新一代人工智能教育的核心。

为此，笔者构建了六层人工智能教育进阶模型。第一层：AI功能体验。学生要在图形化编程环境中调用API，或使用智能硬件预训练模型生成识别模型，制作简单的智能交互系统。第二层：AI模型理解。学生要采用非代码工具生成数据集、訓练模型和部署模型，制作出具有特定功能的智能交互系统。第三层：AI模型应用。学生应能采用低代码编程，经历生成数据集、训练模型、部署模型的基本过程，并通过反思和改进，制作出较为复杂的智能交互系统。第四层：AI模型综合。学生要建构问题链条，从系统的角度训练和部署多个模型，制作多个模型协同工作的智能交互系统。第五层：AI要素重组。学生需要掌握模型优化的方法，深入理解算力、数据和算法之间的关系，在限定条件下生成SOTA模型，充分利用算力资源制作智能交互系统。第六层：AI算法创新。学生能够理解同类不同模型的算法逻辑，能够优化算法或设计新的算法并进行模型验证，形成实验报告。

第一到第三层以工程为主、科学为辅，第四、五层工程与科学并重，第六层以科学为主、工程为辅。前五层适用于中小学生，第六层适合高校学生，由此可形成新一代人工智能教育上下贯通的培养体系。

（作者系华南师范大学教育信息技术学院教授、博士生导师）