■“教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃專題解讀” 人工智能技術(shù)對(duì)未來社會(huì)產(chǎn)生重大影響 國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出，人工智能成為國際競爭的新焦點(diǎn)。人工智能是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù)，人工智能將深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式和思維模式，人工智能的迅速發(fā)展將深刻改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活、改變世界。 隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、人機(jī)交互、生物特征識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等人工智能（AI）關(guān)鍵技術(shù)突破，人工智能技術(shù)通過產(chǎn)業(yè)化開發(fā)轉(zhuǎn)化為醫(yī)療影像輔助診斷、視頻圖像身份識(shí)別、智能翻譯、智能監(jiān)控、工業(yè)機(jī)器人、無人駕駛、聲紋識(shí)別、臉部識(shí)別、指紋識(shí)別等系統(tǒng)與產(chǎn)品，快速進(jìn)入人們的生活與工作環(huán)境，人工智能對(duì)教育、醫(yī)療、養(yǎng)老、環(huán)境保護(hù)、城市運(yùn)行、司法服務(wù)、交通、農(nóng)業(yè)、金融、文化等領(lǐng)域產(chǎn)生重大變革作用。整個(gè)人類社會(huì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)格局、生活方式、工作環(huán)境等將被重構(gòu)。 開展中小學(xué)人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育的必要性 中小學(xué)生將首先面臨智能社會(huì)的巨大挑戰(zhàn)，人工智能作為影響社會(huì)方方面面的顛覆性技術(shù)，會(huì)對(duì)學(xué)生的生活與學(xué)習(xí)產(chǎn)生重大影響，學(xué)生在居家生活、參觀旅游、娛樂交際等社會(huì)活動(dòng)中，隨時(shí)處于人工智能系統(tǒng)與產(chǎn)品的環(huán)境中。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生將置于智能在線學(xué)習(xí)平臺(tái)之中，在智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的幫助與引導(dǎo)下，在智能導(dǎo)師、智能學(xué)伴的協(xié)助下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、游戲?qū)W習(xí)等學(xué)習(xí)活動(dòng)；2025年、2035年我們將面臨什么樣的社會(huì)？每一個(gè)都難以準(zhǔn)確推斷。人工智能將使許多現(xiàn)有職業(yè)消失，再造許多新職業(yè)，也許一部《職業(yè)分類大典》還沒有編寫完成就需要進(jìn)行修訂了，人工智能勢(shì)必對(duì)醫(yī)學(xué)、軍事學(xué)、工學(xué)、教育學(xué)、法學(xué)、哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科人才的知識(shí)與技能提出新要求，甚至改造這些學(xué)科，形成人才培養(yǎng)新體系。 社會(huì)大眾面對(duì)人工智能對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、法律、社會(huì)倫理、社會(huì)治理等方面的綜合沖擊，由于認(rèn)知的不同，表現(xiàn)出新鮮、好奇、激動(dòng)、渴望、恐懼、排斥、對(duì)抗等復(fù)雜的心理活動(dòng)。而現(xiàn)在的中小學(xué)生將處于智能社會(huì)風(fēng)口浪尖，必須適應(yīng)智能社會(huì)的學(xué)習(xí)、生活與工作環(huán)境。在中小學(xué)開展人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育，使學(xué)生了解人工智能技術(shù)特性和應(yīng)用范圍，工程師開發(fā)新設(shè)備的設(shè)計(jì)過程，以及技術(shù)如何影響人類與社會(huì)等，使中小學(xué)能夠正確認(rèn)識(shí)、對(duì)待與使用人工智能技術(shù)與產(chǎn)品，顯得十分迫切?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》提出“完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容”，表明從國家層面對(duì)人工智能進(jìn)入中小學(xué)教育有了明確的要求。 人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育涵蓋領(lǐng)域 目前國內(nèi)還缺少人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)相關(guān)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)或綱要，規(guī)定如何讓小學(xué)、初中、高中三個(gè)學(xué)段的學(xué)生，從不同的水平上理解人工智能技術(shù)以及如何有效利用人工智能技術(shù)。人工智能對(duì)社會(huì)的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是人工智能技術(shù)，如自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、生物特征識(shí)別等。二是人工智能技術(shù)通過工程化轉(zhuǎn)化為各類應(yīng)用系統(tǒng)與產(chǎn)品，如智能翻譯系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、聲紋識(shí)別系統(tǒng)、指紋鎖等。技術(shù)突破與技術(shù)的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不同維度的社會(huì)影響，應(yīng)用會(huì)帶來更多的倫理與社會(huì)問題。例如：核技術(shù)與核武器、核農(nóng)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、核電站即是技術(shù)與應(yīng)用典型表現(xiàn)。開展人工智能教育，要進(jìn)行人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)的融合教育，使用、理解和評(píng)價(jià)人工智能技術(shù)，理解制定人工智能問題的解決方案，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所需的技術(shù)原則和策略的能力的系統(tǒng)培養(yǎng)。至少應(yīng)涵蓋人工智能技術(shù)與社會(huì)、人工智能技術(shù)、人工智能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)三個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)與技能。人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)框架是本研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行的研究活動(dòng)，這里從三個(gè)領(lǐng)域中各選一個(gè)子領(lǐng)域進(jìn)行說明。 1.倫理、公平和責(zé)任素養(yǎng) 小學(xué)生應(yīng)該知道人工智能工具和機(jī)器的使用不慎可能會(huì)傷害別人，需要擔(dān)負(fù)起合理選擇人工智能工具和機(jī)器的責(zé)任，并能識(shí)別出對(duì)人工智能技術(shù)的誤用。初中生應(yīng)認(rèn)識(shí)到，同樣的人工智能技術(shù)并非人人都可利用，應(yīng)承擔(dān)責(zé)任，減少技術(shù)的負(fù)面影響，并增加它們的積極影響。高中生應(yīng)該能夠考慮到不同的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到將人工智能技術(shù)從一個(gè)社會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)社會(huì)是復(fù)雜的，并考慮不道德地使用技術(shù)的后果。 2.選擇和使用人工智能工具素養(yǎng) 小學(xué)階段知道不同的人工智能工具有不同的用途，應(yīng)用在不同的產(chǎn)品中，采用各種人工智能技術(shù)和工具來實(shí)現(xiàn)。初中階段可以按功能分類，選擇合適的實(shí)現(xiàn)某種功能的應(yīng)用。高中階段有能力使用各種各樣的人工智能工具，也可以解釋為什么要選擇某些工具來完成任務(wù)，有能力分析各種人工智能應(yīng)用采用了哪些技術(shù)和工具，并能夠?qū)崿F(xiàn)較為復(fù)雜的人工智能應(yīng)用。 3.系統(tǒng)思維素養(yǎng) 小學(xué)生應(yīng)該能夠識(shí)別日常生活中碰到的人工智能系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件和邊界，并構(gòu)建完成特定目標(biāo)的簡單系統(tǒng)。初中生應(yīng)該能夠描述系統(tǒng)的目標(biāo)、輸入、輸出和過程；使用逆向工程和生命周期來分析系統(tǒng)的反饋和數(shù)據(jù)流；修改和構(gòu)造中等復(fù)雜的系統(tǒng)。高中生應(yīng)該能理解小的系統(tǒng)能夠嵌入較大的系統(tǒng)，識(shí)別穩(wěn)定系統(tǒng)的因素，使用系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測，重新設(shè)計(jì)復(fù)雜的系統(tǒng)以提高可靠性。 人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育首先需要明確學(xué)段素養(yǎng)內(nèi)容框架，根據(jù)框架形成課標(biāo)或大綱，最后完成教材。目前經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開展人工智能教育，一些人工智能企業(yè)積極參與了人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育活動(dòng)，它們?cè)陂_發(fā)與推廣人工智能實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育內(nèi)容涉及腦科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)、工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)與技能，其內(nèi)容涵蓋了當(dāng)前中小學(xué)正在開展的創(chuàng)客教育、STEAM教育、機(jī)器人等課程的內(nèi)容與理念。隨著人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育的成熟與發(fā)展，它將整合而成完整體系化的基礎(chǔ)教育核心課程。 用一句話來總結(jié)：K12人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)教育的根本目標(biāo)是讓每個(gè)孩子都能夠順利走進(jìn)智能社會(huì)，無障礙地學(xué)習(xí)、工作與生活。 （作者分別為西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院和電子工程系教授） |