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近日，由北京大學(xué)教育學(xué)院、北京大學(xué)基礎(chǔ)教育研究中心、中關(guān)村互聯(lián)網(wǎng)教育創(chuàng)新中心聯(lián)合主辦，北京大學(xué)于越教育基金支持的“2021北京大學(xué)基礎(chǔ)教育論壇”順利召開(kāi)。會(huì)上，北京大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系長(zhǎng)聘副教授、研究員，北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任，北京大學(xué)基礎(chǔ)教育研究中心副主任，尚俊杰博士以《AI教育與計(jì)算思維培養(yǎng)》為主題，分享了“人工智能教育”發(fā)展背景、個(gè)人理解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（文章根據(jù)尚俊杰教授演講內(nèi)容整理）

“人工智能教育”：發(fā)展背景

關(guān)于人工智能教育，其實(shí)全社會(huì)已經(jīng)討論得很熱烈，2015年出版的《面向未來(lái)21世紀(jì)核心素養(yǎng)教育的全球經(jīng)驗(yàn)》報(bào)告中，就提出了面向未來(lái)的七大核心素養(yǎng)。其中就包括了，溝通與合作素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、創(chuàng)造性與問(wèn)題解決、自我認(rèn)識(shí)與自我調(diào)控、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)于終身學(xué)習(xí)、批判性思維、公民責(zé)任與社會(huì)參與。其中信息素養(yǎng)跟人工智能密切相關(guān)。

我國(guó)家各級(jí)教育部門(mén)也非常重視，現(xiàn)在各種文件規(guī)劃里邊都提出，要把人工智能應(yīng)用到教育中。

人工智能應(yīng)用到教育中，主要有三種方式：

第一類(lèi)是工具性的輔助教學(xué)，比如，利用基于人工智能的教育軟件幫助學(xué)生學(xué)習(xí)；
第二類(lèi)是智慧校園管理，例如很多學(xué)校都在用的刷臉進(jìn)校園、刷臉買(mǎi)飯等等；
第三類(lèi)是人工智能學(xué)科教育，這一部分相對(duì)而言更加重要。

教育部陳寶生部長(zhǎng)在國(guó)際人工智能教育大會(huì)上就講到，要普及人工智能教育，讓人工智能新技術(shù)、新知識(shí)，進(jìn)學(xué)科、進(jìn)專(zhuān)業(yè)、進(jìn)課程、進(jìn)教材、進(jìn)課堂、進(jìn)教案，進(jìn)學(xué)生頭腦，讓學(xué)生對(duì)人工智能有基本的意識(shí)，基本的概念、基本的素養(yǎng)和基本的興趣。教育部教師工作司任友群司長(zhǎng)也談到，人工智能課程教育注重三方面。第一，要從人工智能基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)入手，了解經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域發(fā)展情況，進(jìn)行人工智能啟蒙教育。第二，要讓每個(gè)學(xué)生學(xué)會(huì)與智能工具打交道，體驗(yàn)日常生活中的人工智能的產(chǎn)品。第三，要分學(xué)段實(shí)施不同層次的編程教學(xué)，學(xué)習(xí)用編程去解決實(shí)際問(wèn)題，然后培養(yǎng)計(jì)算思維、創(chuàng)新思維等信息時(shí)代的基本素養(yǎng)。

2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任，周以真教授提出了計(jì)算思維的概念，指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念及思想和方法去求解問(wèn)題，設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類(lèi)行為。她認(rèn)為這個(gè)不僅僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)家需要學(xué)習(xí)的，也是我們每個(gè)人都需要去掌握的基本的技能。其中包括計(jì)算概念、計(jì)算實(shí)踐、計(jì)算觀念三大類(lèi)。

我們國(guó)家對(duì)計(jì)算思維也特別重視，在2017年頒布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確了信息技術(shù)學(xué)科的4個(gè)核心素養(yǎng)：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。并對(duì)計(jì)算思維給了個(gè)定義：計(jì)算思維是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問(wèn)題解決方案過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。具備計(jì)算思維的學(xué)生在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式，界定問(wèn)題抽象特征，建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù)，通過(guò)判斷分析綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問(wèn)題的方案，總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問(wèn)題中。

概而言之，如今人工智能教育非常重要，那么在人工智能教育中計(jì)算思維又更加被重視。

“人工智能教育”：個(gè)人理解

下面我想談?wù)勛约宏P(guān)于人工智能的理解，首先來(lái)看幾個(gè)問(wèn)題：

1、有關(guān)人工智能教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是什么？究竟是要提升全面素質(zhì)，還是培養(yǎng)人工智能方面的拔尖創(chuàng)新人才？

2、人工智能教育的課程教學(xué)目標(biāo)是什么？目前我們很重視計(jì)算思維，但是除了計(jì)算思維外，創(chuàng)造性思維、設(shè)計(jì)思維可能也很重要，另外，雖然我們說(shuō)重在培養(yǎng)計(jì)算思維，但是編程知識(shí)的學(xué)習(xí)是否也很重要。事實(shí)上，是先有編程后有計(jì)算思維的。

3、人工智能教育的課程的內(nèi)容體系怎么安排？當(dāng)然，大中小學(xué)都在努力開(kāi)展人工智能教育，很多時(shí)候大家講的內(nèi)容都差不多，但是未來(lái)這個(gè)課程越來(lái)越普及后，小學(xué)講什么，初中講什么，高中講什么，需要好好考慮一下？

4、人工智能的教學(xué)方式？現(xiàn)在大家很注重項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，確實(shí)很重要，但是講授式學(xué)習(xí)也很重要。因?yàn)橐残枰M(jìn)行系統(tǒng)的知識(shí)講授。

5、人工智能教育課的支持服務(wù)模式？學(xué)校最初開(kāi)信息技術(shù)課程的時(shí)候，一般都是有一個(gè)單機(jī)版的軟件，安裝到每一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，然后開(kāi)始教學(xué)；后來(lái)有的軟件就提供了網(wǎng)絡(luò)版，比如Scratch，就可以在線編程設(shè)計(jì)；未來(lái)可能需要提供一體化的支持，包括網(wǎng)絡(luò)版的軟件，包括教學(xué)管理系統(tǒng)，或許可以稱(chēng)之為“云教學(xué)”支持。

總而言之，我認(rèn)為：

人才培養(yǎng)目標(biāo)方面，提升全民素質(zhì)基礎(chǔ)上，要特別重視創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

課程教學(xué)目標(biāo)上，我們要重在培養(yǎng)計(jì)算思維，但是編程教育也很重要，創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)思維，包括曲靖剛才講的批判性思維都需要關(guān)注。

課程內(nèi)容體系方面，需要盡快研究完整的課程內(nèi)容體系，考慮基于信息技術(shù)課程的關(guān)系，并且要和編程課程、STEM、創(chuàng)客、機(jī)器人等課程有機(jī)的協(xié)調(diào)。

教學(xué)方式方法，要重視項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，但是也要重視知識(shí)的系統(tǒng)講授。如果過(guò)于強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，忽視了知識(shí)系統(tǒng)解講解也不行。

支持服務(wù)模式，要采用云教學(xué)支持軟硬件結(jié)合，讓老師以最小的成本和代價(jià)去講這些課。

在開(kāi)展人工智能教育的時(shí)候有四大注意事項(xiàng)。

第一，注重維護(hù)學(xué)習(xí)的好奇心，別打擊學(xué)生對(duì)于人工智能興趣，特別是小學(xué)生。

第二，在注重計(jì)算思培養(yǎng)的同時(shí)，要注重編程知識(shí)的教學(xué)。

第三，在注重項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中，一定要注重知識(shí)的系統(tǒng)性。

第四，注重研究教學(xué)內(nèi)容恰當(dāng)安排，別讓學(xué)生吃“夾生飯”。

“人工智能教育”：實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

近些年，我們和智能火花合作，努力探索究竟應(yīng)該如何開(kāi)展人工智能教育。

首先，我們提出了人工智能教育目標(biāo)的模型，以計(jì)算思維為重要目標(biāo)，在基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的支撐下，進(jìn)行文化理解，興趣培養(yǎng)和創(chuàng)新能力。感知AI、理解AI、應(yīng)用AI、創(chuàng)造AI。

小學(xué)階段是興趣啟蒙、玩中學(xué)，初中階段是興趣培養(yǎng)、做中學(xué)，高中階段是興趣引導(dǎo)、創(chuàng)中學(xué)。

另外，我們認(rèn)為游戲化教學(xué)在人工智能教育中，會(huì)發(fā)揮很好的作用。游戲化教學(xué)可以利用游戲?qū)дn激發(fā)興趣，抽象模型解決問(wèn)題。游戲任務(wù)自主設(shè)計(jì)，自主探究編程實(shí)現(xiàn)，然后課堂總結(jié)思維提升。例如，40分鐘的課程，首先用一個(gè)游戲引進(jìn)來(lái)有幾分鐘，然后帶著學(xué)生去抽象出問(wèn)題解決模型，然后讓學(xué)生去完成一些任務(wù)，自主探究，最后教師引導(dǎo)課堂進(jìn)行總結(jié)。

計(jì)算思維測(cè)評(píng)也很重要。計(jì)算思維總結(jié)性評(píng)價(jià)測(cè)試，計(jì)算思維的形成性迭代測(cè)試，計(jì)算思維基本應(yīng)用的測(cè)評(píng)等。北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室推出了測(cè)評(píng)網(wǎng)站（http://pkuls.pku.edu.cn ），針對(duì)學(xué)校和學(xué)生免費(fèi)開(kāi)放。

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