摘要：我國選擇了人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的突破口之一，很多研究者已經(jīng)在中小學(xué)人工智能課程的建設(shè)與探索上做出了貢獻(xiàn)。隨著人工智能課程在中小學(xué)的推進(jìn)，課程建設(shè)中存在的問題日益顯現(xiàn)。該文從人工智能本體知識(shí)領(lǐng)域認(rèn)識(shí)出發(fā)，提出了中小學(xué)人工智能課程群建設(shè)一種可能的跨領(lǐng)域開放框架，分主干學(xué)科科目組、基礎(chǔ)學(xué)科科目組、應(yīng)用領(lǐng)域科目組，突破了單一學(xué)科實(shí)施途徑，力求充分發(fā)揮已有學(xué)校課程在智能時(shí)代可能的育人價(jià)值，彰顯人工智能課程的基礎(chǔ)性、跨領(lǐng)域特征。

　　關(guān)鍵詞：中小學(xué)教育;人工智能課程;校本課程

　　一、研究背景

　　一個(gè)國家的崛起，一方面依賴于國民素養(yǎng)不斷的提升，另一方面與社會(huì)生產(chǎn)力的變革密切關(guān)聯(lián)。人類社會(huì)自從發(fā)展到工業(yè)社會(huì)階段，蒸汽機(jī)、電氣、集成電路與網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)明，促進(jìn)了世界生產(chǎn)力的階段性飛躍。在現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)上的人工智能發(fā)展，已然成為引領(lǐng)下一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要契機(jī)。2019年5月16日，國際人工智能與教育大會(huì)在北京召開。國家主席習(xí)近平在賀信中明確指出：“培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命”[1]。

　　2017年國務(wù)院就發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確了發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)： “到2025年，人工智能基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)重大突破，部分技術(shù)與應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平，人工智能成為我國產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主要?jiǎng)恿Γ悄苌鐣?huì)建設(shè)取得積極進(jìn)展;到2030年，人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心”[2]。2019年4月11日，教育部發(fā)布了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，從前沿創(chuàng)新、人材培養(yǎng)、科技成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用提出了具體的行動(dòng)目標(biāo)，明確指出了人工智能人材培養(yǎng)中專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)合性、教育體系的多層次[3]。

　　教育部發(fā)布2017版《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中將人工智能作為“選擇性必修”模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，能力目標(biāo)層次定為“通過本模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該了解人工智能的發(fā)展歷程及其概念，能描述典型人工智能算法的實(shí)現(xiàn)過程，通過開發(fā)簡(jiǎn)單的智能技術(shù)應(yīng)用模塊，親歷設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單智能系統(tǒng)的基本過程與方法，增強(qiáng)利用智能技術(shù)服務(wù)人類發(fā)展的責(zé)任感”[4]。基礎(chǔ)教育領(lǐng)域也在積極行動(dòng)，各地已經(jīng)出版了多套中小學(xué)學(xué)段的《人工智能》教材。部分區(qū)域?qū)W校先行先試，在校本課程板塊中開出了自己的人工智能類選修課。根據(jù)我們有限的觀察，這些探索存在著這樣幾個(gè)特點(diǎn)：(1)這些課程和讀本在學(xué)習(xí)內(nèi)容上主要集中在信息技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的圖像識(shí)別、語音識(shí)別等技術(shù)手段的體驗(yàn)活動(dòng)，人工智能整體性特征沒有得到更為充分的考慮;(2)這些人工智能課程實(shí)踐常常因?yàn)閷W(xué)習(xí)者數(shù)學(xué)的準(zhǔn)備狀態(tài)跟不上，算法改進(jìn)在高中階段比較難以落實(shí)(3)人工智能課程執(zhí)教教師非常缺乏，學(xué)校常常運(yùn)用購買服務(wù)的方式，引入臨時(shí)性師資。

　　同時(shí)，在與人工智能從業(yè)人員的交流中發(fā)現(xiàn)，人工智能的具體運(yùn)用不但需要數(shù)學(xué)家在核心算法上的突破、IT科技人員的代碼實(shí)現(xiàn)，更需要從應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)踐出發(fā)明確應(yīng)用場(chǎng)景、激發(fā)并細(xì)化應(yīng)用需求。應(yīng)用導(dǎo)向的需求激發(fā)需要更多行業(yè)主動(dòng)對(duì)接人工智能領(lǐng)域從業(yè)人員。同時(shí)在一些算法的設(shè)計(jì)上也面臨著諸多倫理與法律問題，有待我們認(rèn)真思考與解決。故而，筆者試圖從人工智能本體知識(shí)領(lǐng)域認(rèn)識(shí)出發(fā)，尋找中小學(xué)人工智能課程群建設(shè)一種可能的跨領(lǐng)域開放框架，力求突破單一學(xué)科實(shí)施途徑，充分發(fā)揮已有學(xué)校課程在智能時(shí)代可能的育人價(jià)值，以彰顯人工智能課程的基礎(chǔ)性、跨領(lǐng)域特征。

　　二、開發(fā)思路

　　在現(xiàn)代社會(huì)生活中，圖1反映了一類常見的問題解決大致流程，涉及人工智能的社會(huì)實(shí)踐也是類似。據(jù)此，在構(gòu)建中小學(xué)人工智能課程方案的時(shí)候，從探求人工智能領(lǐng)域本體知識(shí)結(jié)構(gòu)著手，依據(jù)人是社會(huì)發(fā)展最可寶貴的要素、人是學(xué)習(xí)的主體等基本理念[5]，遵循學(xué)習(xí)者發(fā)展的基本規(guī)律，從整體性視野出發(fā)來構(gòu)建中小學(xué)人工智能課程群，主要通過校本課程途徑實(shí)施。

　　之所以選擇“課程群”這個(gè)課程呈現(xiàn)形態(tài)，其一是因?yàn)槿斯ぶ悄鼙旧硎?mdash;個(gè)正在發(fā)展中的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，它的核心、構(gòu)成等要素處在—個(gè)不斷演進(jìn)的過程之中。具有相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)架、科目動(dòng)態(tài)演進(jìn)的課程群，能夠很好地應(yīng)對(duì)這類變化。其二，不同學(xué)校的物理?xiàng)l件、教師條件和學(xué)生發(fā)展形態(tài)，固然有其共性，但存在較大差異是科學(xué)合理的常態(tài)。—個(gè)新興領(lǐng)域的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為課程，要考慮兼容這些差異。

　　在課程開發(fā)的過程中，諸如“人工智能的邏輯起點(diǎn)是什么?”“它的知識(shí)結(jié)構(gòu)可能是怎樣的?”“在中小學(xué)課程框架中，人工智能究竟是單一學(xué)科實(shí)現(xiàn)，還是多學(xué)科廣域融合?” “若是廣域融合，那究竟會(huì)是什么樣子的”等等問題有待回答。盡管后現(xiàn)代課程觀強(qiáng)調(diào)教師與學(xué)生的共生與陪伴，但這是從關(guān)照學(xué)生個(gè)體成長(zhǎng)的角度來看待課程。從學(xué)校教育的角度來說，泰勒的課程開發(fā)方式比較適合注意學(xué)生群體規(guī)模化、課程發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定性的課程開發(fā)需求。故而，我們選擇了泰勒的課程開發(fā)框架(如圖2所示)作為本項(xiàng)目的基本方法路線。

　　三、開發(fā)過程：知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)規(guī)格與課程框架

　　(一)對(duì)中小學(xué)人工智能課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理

　　1.對(duì)人工智能領(lǐng)域發(fā)展的認(rèn)識(shí)

　　至今為止，就人工智能的定義與領(lǐng)域劃分尚未取得一致性的意見，形成穩(wěn)定的概念與分類。所以尋蹤溯源是我們第一步要做的工作。領(lǐng)域發(fā)展史和行業(yè)當(dāng)前歸類能夠給出相應(yīng)的啟示。

　　人工智能的思想源頭，或可追朔到17-18世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展時(shí)期，較為典型的是“人是機(jī)器”隱喻與各類精密的鐘表。現(xiàn)代人工智能的發(fā)展基本伴隨著信息科技的發(fā)展而發(fā)展，從李理的《人工智能六十年技術(shù)簡(jiǎn)史》[6]中，可以看到算法的創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)成本是人工智能發(fā)展的重要約束條件;同時(shí)伴隨著算力、應(yīng)用等方面的發(fā)展，人工智能的爆發(fā)也就是近10年來的事件。

　　鐘義信先生指出：“人工智能的研究目的，是要在理解自然智能(特別是人類智能)基礎(chǔ)上，創(chuàng)制具有一定智能水平的智能機(jī)器”[7]。這是人工智能課程開發(fā)的邏輯起點(diǎn)。在鐘先生的全信息理論中，目前人工智能所指代的事件相當(dāng)一部分屬于“智能信息處理”范疇，如表1所示。2017年，他著重強(qiáng)調(diào)在開展人工智能領(lǐng)域的探究與實(shí)踐中，不能夠?qū)⑾到y(tǒng)要素割裂開， “分而治之”相互獨(dú)立研究，要重視信息方法生態(tài)論這類整體性的思想方法。

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