主動學習莫讓新瓶裝舊酒

主動學習，莫讓新瓶裝舊酒●人工智能教育的不同內涵“人工智能教育”或者“智能教育”一詞，頻頻出現(xiàn)在各媒體和學術文章，成為學術研究的熱點。但我們細讀相關文章就會發(fā)現(xiàn)，雖然都用相同的名詞，但不同作者想表達的意義卻相差甚遠。經(jīng)過歸類，其含義大致可以分為兩類。第一類：將人工智能作為學習工具以《規(guī)劃》為例，其將“發(fā)展智能教育”作為一項重要內容，強調要利用人工智能技術推動教育教學改革。從這一點的描述看出，文件中的“智能教育”類似教育技術領域常用的“智慧教育”（SmarterEduca?tion），關注的是如何從計算機輔助教學升級到智能教學系統(tǒng)，再到認知計算驅動的超大規(guī)模智能教學系統(tǒng)（黃榮懷等，2019）。一般而言，“人工智能+教育”往往指的就是“智能教育”。第二類：將人工智能作為學習內容本文無意對“人工智能教育”“智能教育”等名詞進行界定，當人工智能在中小學還無法作為一門獨立的學科進行實施時，在教學中有意識地使用人工智能技術，無疑也是一種潛移默化的教育。但是不管從什么角度去看，二者的研究目標和內容都大相徑庭。在一些大型的教育教研活動中，標題相同而內容不同的講座、報告常常同時呈現(xiàn)，難免給聽眾一種概念混亂的錯覺。為了能在本文中指向清晰地闡述，我將“人工智能作為學習工具”稱之為“智能教育”，“人工智能作為學習內容”則稱為“人工智能教育”。●人工智能教育中的“兼職”和“專任”教師前面已經(jīng)提到，人工智能教育雖然重要，但目前為止并沒有作為一門獨立的國家課程進行設置。那么，在中小學中能夠承擔人工智能教育的教師大致可以分為兩類，即關聯(lián)度不大的“兼職”教師和關聯(lián)度較大的“專任”教師。我國教育部先后頒布了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》《教育部辦公廳關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》等文件，提出要“培養(yǎng)教師實施智能教育的能力”“開展教師智能教育素養(yǎng)提升行動”的目標和舉措。既然任何一位老師都要具備“智能教育素養(yǎng)”，那么幾乎可以這樣認定：所有的學科教師，都應該是人工智能教育的“兼職”教師。本文提出的“專任”教師，是為了與“兼職”教師區(qū)別而借用的一個名詞，指的是其執(zhí)教的學科中，能夠加入與人工智能相關的教學內容，或者本來就涵蓋了人工智能的學習內容，從而激發(fā)學生對人工智能的學習興趣。人工智能教育“專任”教師是中小學實施人工智能教育的主要力量，如中小學的信息技術教師、綜合實踐活動教師，以及從事科技輔導的相關教師等。對于高中來說，不僅信息技術課程的選擇性必修模塊中已經(jīng)有“人工智能初步”，必修模塊“數(shù)據(jù)與計算”中也增加了人工智能的內容。將高中信息技術教師作為人工智能教育的“專任”教師，是名副其實的說法。義務教育階段雖然暫時還沒有設置國家課程，但很多省份也開設信息技術課，有專職的信息技術教師。從目前的調研數(shù)據(jù)來看，一些經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)已經(jīng)在小學和初中開設了人工智能課程，如上海。而這些課程幾乎都是由信息技術教師來執(zhí)教的。●人工智能教育“專任”教師的核心素養(yǎng)聯(lián)合國教科文組織在發(fā)布的《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機遇》報告中，將“提升教師的人工智能素養(yǎng)”作為構建人工智能時代教育生態(tài)系統(tǒng)的重要內容。我國的相關文件中也在強調要“開展教師智能教育素養(yǎng)提升行動”。可見，智能教育素養(yǎng)既是人工智能時代教師的關鍵素養(yǎng)，更是推進智能教育的核心保障。無論是“人工智能素養(yǎng)”還是“智能教育素養(yǎng)”，都是針對智能教育而言。也就是說，關注的對象僅僅是“兼職”教師，而與“專任”教師無關。至于什么是“人工智能素養(yǎng)”，什么是“智能教育素養(yǎng)”，目前并沒有形成定論，在內涵和外延方面都缺少較為權威的闡述。對于人工智能教育“專任”教師需要具備怎樣的核心素養(yǎng)，目前為止，幾乎沒有看到這方面的相關研究或者論述。鑒于對教師的核心素養(yǎng)方面并無定論，我參考了中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)（簡稱“學生核心素養(yǎng)”）的框架和內容。正所謂“己所不欲，勿施于人”，當我們不斷在思考要“培養(yǎng)什么樣的人”這一問題時，同樣需要思考自身是否也擁有這些核心素養(yǎng)，尤其是作為教育者更需要具備同樣的核心素養(yǎng)。學生核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎、自主發(fā)展、社會參與等三個方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新等六大素養(yǎng)。我在學生核心素養(yǎng)中選擇了“學會學習”“實踐創(chuàng)新”和“責任擔當”這三個維度，用來描述作為人工智能教育的“專任”教師需要具備的核心素養(yǎng)。1.學會學習從表中可以看出，要達到新課標的要求，教師不僅要了解人工智能的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，還要能夠“搭建簡單的人工智能應用模塊”，“親歷設計與實現(xiàn)簡單智能系統(tǒng)的基本過程與方法”。從內容上看，舊課標關注的是專家系統(tǒng)，而新課標則是人工智能的新進展、新應用，涉及到機器學習、人臉識別、自動駕駛等應用領域，這一點和當前人工智能技術的發(fā)展是一致的。例如，《規(guī)劃》在開頭一段就指出“人工智能發(fā)展進入新階段”，和文件標題中的“新一代”相呼應。對比按照新就課標編寫的教材，我們就能更加清楚的看到，新舊教材在學習內容上區(qū)別很大。但遺憾的是，目前國內的師范院校并沒有與時俱進，大部分學校的教育技術專業(yè)沒有開設人工智能課程，有些即使開設了課程，很少涉及到神經(jīng)網(wǎng)絡、深度學習方面的內容。而作為“專任”的絕大多數(shù)信息技術教師，在本科階段并沒有接受過相關的課程學習，在人工智能方面都是“小白”。他們必須要“學會學習”，做到樂學善學，具有積極的學習態(tài)度和濃厚的學習興趣，養(yǎng)成良好的學習習慣，具有終身學習的意識和能力，才能勝任人工智能教育。至于學習渠道很多，如通過各種大學慕課或者企業(yè)培訓課程等。當然，我們也非常遺憾的看到，一些教師并沒有及時升級自己的知識儲備，沒有跟上人工智能技術的發(fā)展，在玩“新瓶裝舊酒”的把戲：有些直接將編程課程等同于人工智能課程，有些將機械傳動方面的機器人課程改名為人工智能課程，甚至還有折紙、積木之類動手為主的課程也改名為人工智能。雖然編程、機器人之類的課程和人工智能聯(lián)系非常密切，但肯定不能等同。2.實踐創(chuàng)新《新課標》在“學業(yè)要求”中強調了“簡單智能系統(tǒng)”的設計與實現(xiàn)，這是因為當前人工智能雖然越來越“智能”，但技術門檻卻在不斷下降。人工智能技術并不神秘，也不是高高在上，借助一些開源的人工智能框架、平臺或者工具，在中小學階段開設課程完全可以做到。“實踐創(chuàng)新”主要表現(xiàn)在問題解決和技術運用方面。新舊課標的最大區(qū)別在于，前者將人工智能看成是對學生來說高不可攀的技術，只能體驗，而后者將人工智能定位成一個雖然高端但又能操控的工具。因而，在教學活動、學習方式的建議方面，新舊課標在描述上也有很大的差別。如表2所示，在新舊課標的比較中，我們能夠看到《舊課標》將學習方法停留在“體驗”“調查”的階段，甚至認為“觀看、閱讀與人工智能相關的影視作品或文學作品”后，然后能“描述人工智能技術的應用前景”即可，而《新課標》則要求在真實的應用場景中搭建智能系統(tǒng)。二者完全不在一個層面上。要達到《新課標》的要求，作為“專任”教師，除了掌握一定的人工智能的算法原理，還要能用人工智能技術解決真實的問題。也就是說，教師要能夠達到核心素養(yǎng)中的“技術運用”和“問題解決”：善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，有解決問題的興趣和熱情;能依據(jù)特定情境和具體條件，選擇制訂合理的解決方案;具有工程思維，能將創(chuàng)意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優(yōu)化等。從這一點看，強調“創(chuàng)意物化”的創(chuàng)客教育和人工智能教育可以相互融合的。3.責任擔當“信息技術責任”是高中信息技術課程的四大核心素養(yǎng)之一?！叭斯ぶ悄艹醪侥K”的學業(yè)要求中提出要讓學生“客觀認識智能技術對社會生活的影響”。在學生核心素養(yǎng)中，“責任擔當”維度包含了社會責任、國家認同和國際理解三個方面，每一個方面都有豐富的含義。為什么要實施人工智能教育，為什么要培養(yǎng)人工智能人才，就是“社會責任”的一種體現(xiàn)，因為國家把人工智能發(fā)展作為重大戰(zhàn)略機遇來看待。從“國家認同”的角度看，“專任”教師有必要了解我國在人工智能方面的發(fā)展現(xiàn)況，正確認識我國與歐美發(fā)達國家在人工智能各個層面的差距和優(yōu)勢。不能夜郎自大，也不要妄自菲薄，該自信的要有自信。例如，我在一些課例中常常會看到，明明有更好的國產(chǎn)軟硬件可以使用，偏偏要選擇國外品牌，這是令人遺憾的。在人工智能教育方面，我們并不落后?！皣H理解”指要“具有全球意識和開放的心態(tài)”，要“關注人類面臨的全球性挑戰(zhàn)”，要“理解人類命運共同體的內涵與價值”。從這一點上看，人工智能教育在國際化方面可以做得很好，如人工智能第一編程語言Python，就是開源的編程語言，越來越多的人工智能項目，都會選擇GitHub進行開源。因而，《新課標》會特意強調要“充分利用豐富的開源硬件和人工智能應用框架等資源”。了解開源文化，擁抱開源文化，這是“專任”教師的基本素養(yǎng)之一。我們需要清楚地認識到，人工智能是一個技術含量極高的領域，尤其是機器學習方面，很多算法用到高等數(shù)學，超出了目前中小學生的學習范圍。但是，這并不妨礙學生對人工智能的濃厚學習興趣，以及應用人工智能技術解決問題的想法。我們甚至可以做一次大膽地分析：正是人工智能教育的普及，