联合国教科文安排中小学人工智能课程蓝图解读

作者:fun88com

时间:
2022-06-16 15:38:15

  联合国教科文安排2022年2月发布的《中小学人工智能课程蓝图:亟需政府支撑》指出,当时全球仅有11个国家开发并施行了人工智能课程,大大都国家并未将人工智能归入中小学课程系统。依据此,联合国教科文安排从课程开发、课程交融方法、课程内容、课程施行和学习作用点评五个维度总结了人工智能建造的世界经历,并提出构成政府主导、多元参加的人工智能课程开发方法,推动人工智能融入现有课程,保证学习作用习惯人工智能年代需求,扎根人工智能基本原理等主张。

  自1956年人工智能正式成为一门学科以来 [1] ,经过60多年的展开,人工智能技能已在人类日子的方方面面得到了广泛运用。在教育范畴,依据大数据和深度学习的人工智能技能完全推翻工业年代“输出—承受”式的师生互动方法。经过搜集学习数据、剖析学习方法、优化学习流程、改善学习作用以及完成办理流程自动化,人工智能为每个学生的个性化生长与全面展开发明了愈加夸姣的蓝图。面临人工智能技能对教育系统的深刻影响,改动传统人才培育方法以满意智能年代展开需求,是建造科技强国与培育优秀立异人才的应有之义。当时全球仅有11个国家正式施行了人工智能课程,大都国家未将人工智能课程归入中小学课程系统。作为全球教育办理的要害领导者,联合国教科文安排认识到人工智能与教育深度交融的价值逻辑,对中小学人工智能课程施行的世界现状进行了查询,并于2022年2月发布《中小学人工智能课程蓝图:亟需政府支撑》,以期为世界各国人工智能课程系统建造供应指导性结构。 [2]

  人工智能年代现已到来,世界各国需求建立新的教育愿景,以习惯未来劳动力商场的改动。在人工智能技能展开、可持续展开需求与先行人工智能教育主张等要素的推动下,联合国教科文安排推出了人工智能课程蓝图,以推动世界各国中小学人工智能课程建造进程。

  人工智能技能是第四次工业革新的中心。从制造业到银职业,从建筑业到运输业,人工智能技能在现代作业场所中俯拾即是。不可否认的是,人工智能与其他前沿技能的展开将构成部分现有作业的消失与新作业的出现。一项查询显现,到2030年,全球30%的作业岗位将完成自动化,约3.75亿工人或许受到影响。 [3] 为了使现在与未来的劳动者担任人工智能技能发明的新作业,完成人类与人工智能的协同共生,教育和训练安排应对技能革新趋势做出猜测,将人工智能融入课程开发、课程施行、教育实践、学生点评等环节。经过创立智能化的教育环境,对学情进行数据追寻与智能确诊,为每个学习者供应共同的教育体会,人工智能可以重塑教师、学生与技能的交互方法,激起学生的自主性与发明力,为其在人工智能年代调和日子和作业做好预备。

  联合国《2030年可持续展开议程》提出的17项可持续展开方针中,可持续展开方针4指向教育范畴,要点重视幼儿教育及中小学教育遍及、性别相等与教育容纳、终身技能与作业训练等方面,以保证全民享有公正、优质且合适每个人的终身学习时机。 [4] 而人工智能在教育范畴的运用,为可持续展开方针4的完成注入生机:在遍及教育方面,人工智能技能可以打破时刻和空间的约束,使泛在学习成为教育新常态;在提高教育的容纳性方面,残障学生可以在人工智能技能辅佐下完成自主学习;在保证优质教育时机方面,人工智能技能可以协助教师搜集和剖析学生学习的进程性与完结性数据,使教师更好地了解学生的学习需求。人工智能在扫清教育妨碍、满意学生个性化展开需求及连通正式学习与非正式学习等方面,发挥着越来越重要的作用,为可持续展开方针4的完成供应了要害着力点。

  联合国教科文安排非常重视全球教育展开趋势。不管是从方针影响仍是从法令地位来讲,联合国教科文安排在推动世界教育变革方面一向扮演着领导者的人物。 [5] 跟着人工智能技能的蓬勃展开,联合国教科文安排开端重视人工智能技能在教育范畴的运用。2019年以来,接续发布了《关于人工智能和教育的北京一致》《人工智能与教育:方针拟定者攻略》等指导性文件,针对怎么运用人工智能加速建造敞开灵敏的教育系统和怎么提高决策者的人工智能担任力等问题,提出了一系列切实可行的主张。 [6] 2021年9月,主张“人工智能与学习的未来”方案,2022年发布《在教育中运用人工智能的品德准则攻略》。 [7] 在此根底上,于2022年2月发布《中小学人工智能课程蓝图:亟需政府支撑》。该陈述聚会集小学人工智能课程建造,进一步凸显联合国教科文安排在全球人工智能教育变革中的引领作用。

  为厘清当时中小学人工智能课程开发与施行的世界现状,联合国教科文安排分别对193个成员国和超越1万名私营及第三部分利益相关者进行了查询,终究得到29个国家、1个领地以及31个非政府安排、学术和企业同伴的答复。依据查询作用,联合国教科文安排从课程开发、课程整合、课程内容、课程施行以及学习点评五个方面,对全球人工智能课程建造的经历进行了剖析与总结。

  人工智能课程开发是动态的、不断完善的进程。依据各利益相关者的不同人物,课程开发方法可分为中央政府主导方法、政府领导下的去中心化方法、私家部分主导的非政府方法、政府托付私家供应方法四类。中央政府主导方法是指由国家级教育行政部分主导、要害利益相关者参加的人工智能课程开发方法;政府领导下的去中心化方法是指省级政府、当地政府或校园依据中央政府建立的课程规范,担任人工智能课程的开发;私家部分主导的非政府方法的要害在于灵敏性,其开发的人工智能课程不只与政府的课程结构和要求相契合,且可以针对特定国家的详细状况进行个性化定制;政府托付私家供应方法是指政府托付在信息通讯技能课程建造方面享有杰出名誉的私营企业开发国家人工智能课程。一般状况下,课程开发者还会对人工智能课程进行试点与点评,以判别课程规划的合理性并推动完善作业。

  人们普遍认为人工智能技能首要适用于科学、技能、工程和数学(STEM)学科,而实践上人工智能可以融入任何学科,乃至协助教师和校园开发新课程。 [8] 详细而言,人工智能课程可以以多种方法整合至课程系统中,包含:独立人工智能课程,即在国家或当地课程系统中,将人工智能设为独立的学科类别,这些课程有独立的课时分配、教科书和资源;嵌入式人工智能课程,即在国家或当地课程系统中,将人工智能嵌入其他学科类别,成为计算机科学、信息通讯技能、言语、数学、科学或工程等课程的某一主题;跨学科式人工智能课程,即在多学科系统中,以项目式学习方法展开人工智能课程;多模态人工智能课程,此类课程凭借校园传统教育活动展开,一起辅之以非正式学习时机;灵敏的人工智能课程,即校园或区域可选用一种或多种课程整合方法展开人工智能教育。不管采纳何种方法,课程开发者需求以国家或当地当时的课程结构为根底,完成人工智能与现有教育系统的有机交融。

  人工智能课程内容首要源自于学科本身的展开、学习者的需求与社会展开的需求。如表1所示,当时各国人工智能课程内容首要包含三大类别,可划分为九个范畴。其一,人工智能根底课程内容首要包含最中心、最根底的人工智能概念与运作原理,旨在促进学生了解大数据及其功用,并使其具有处理实践商业或社会问题的规划思想。其二,品德与社会影响课程内容不只包含人工智能品德、人工智能的恰当通明运用等概念内在,为学生供应遇到不品德或不合法运用人工智能时应当采纳的应对办法;展现人工智能引发的劳动力丢失、法令结构调整、办理机制立异等社会趋势,旨在引导学生建立正确的人工智能价值观、增强品德认识并厘清其或许构成的社会影响。其三,了解、运用和开发人工智能课程内容,包含人工智能底层技能的运用,如机器学习、深度学习、监督学习及无监督学习;人工智能科学技能的运用,如自然言语处理、计算机视觉;与编码、数学、数据科学相关的一系列杂乱常识与技能,旨在协助学生了解和运用与人工智能相关的技能与东西,并运用所学技能开发新式人工智能运用。人工智能课程包括内容广泛,为学生全面提高人工智能素质奠定了坚实的根底。

  面临人工智能技能的跨学科性、杂乱性、专业性等特征,课程施行者需求依据详细的课程内容与实践教育条件,拟定合理的施行战略。当时,绝大大都国家首要采纳以讲授法为主、项目式学习和活动式学习为辅的人工智能课程施行战略。其间,项目式学习经过发明跨学科的时机,推动学生运用人工智能技能处理个人及其社区面临的实践应战,以培育学生的批判性思想、创业精神、沟通和团队协作技能,因而逐步成为许多国家和企业人工智能课程施行途径的首选。这些项目既可所以有时刻要求的活动,如运用人工智能软件履行翻译使命,经过机器人东西包构建和控制机器人;也可所以在教师的指导下进行的周期性人工智能项目规划,如IBM公司的“教育技能青年应战”、英特尔公司的“青年人工智能”。一起,许多人工智能课程还选用混合教育与远程教育方法。

  学生的学习作用点评是人工智能课程点评的重要组成部分。经过对已有的人工智能学习作用结构与人工智能课程项目进行剖析与概括,联合国教科文安排从常识、技能、情绪与价值观三个维度动身,构建了人工智能学习作用点评指标系统。在常识维度,经过人工智能根底课程学习,学生应当具有算法界说与运用、算法要素与进程、编程言语、编程署理与模仿等方面的常识;经过了解、运用和开发人工智能课程学习,学生应当取得人工智能的界说及其成分、人工智能展开史、人工智能中的数据运用、计算机与人类感知、产品开发流程等方面的常识;经过品德与社会影响课程学习,学生应当取得关于品德术语及其界说与示例、常识产权、隐私与安全、环境影响、人工智能优势与缺乏、假造与虚伪信息等方面的常识。在技能维度,学生应当具有算法、编程、情境问题处理、数据素质、人工智能技能、人工智能开发、人工智能运用、人工智能品德及社会影响等方面的人工智能技能。在情绪与价值观维度,学生应当在个人层面取得对信息通讯技能的爱好、持之以恒的情绪、批判性思想、创业精神,在社会层面取得长于协作与沟通、尊重别人、正派宽恕等素质,在人类福祉层面取得尊重环境、推动可持续展开、牺牲社会公相等价值观。

  在不同的学段,人工智能课程的学习作用具有不同的侧要点——小学阶段重视学生对人工智能根底常识的了解与爱好培育,中学阶段重视人工智能技能的运用、发明及品德认识的刻画。表2展现了中小学生在学习人工智能底层技能时可以取得的各项技能。依据学生的年龄特征与人工智能课程内容构建学习作用的点评指标系统,不只有助于教师依据点评作用判别课程施行的有效性和调整下一阶段的课程方案,而且有助于学生清晰各阶段的学习方针,针对本身的学习状况与战略进行自主点评。

  依据对全球人工智能课程建造现状的广泛查询,联合国教科文安排着重了推动人工智能与中小学课程深度交融的重要意义,并从课程开发、课程整合、学习作用与课程施行四个维度动身,为各国建造与完善人工智能课程提出了指导性主张。

  在人工智能课程的开发与施行进程中,政府的支撑与办理发挥着至关重要的作用。迄今,全球仅有11个国家正式展开了中小学人工智能课程开发与施行,还有部分国家在方针文件中着重将人工智能归入中小学课程系统,但实践并未展开相应的课程建造。联合国教科文安排主张各国政府在中小学人工智能课程建造中发挥引领作用,鼓舞职业专家、学者、教师等利益相关者参加到人工智能课程开发进程中,构成政府主导、多元主体参加的开发方法。在此根底上,政府应当建立清晰的课程开发与认证机制,以保证各课程开发主体的方针与国家人工智能课程方针相统一。此外,各国政府还需广泛展开人工智能课程试点,加强对本国人工智能课程施行现状的审视。经过政府托付专家小组或开发者自评的方法,测验学习者的学习作用并对教师和政府相关部分的代表进行访谈和查询,以深化了解影响人工智能课程开发与施行的促进要素与阻止要素,为决策者供应坚实的依据根底,然后依据反应作用调整与改善人工智能课程规划。

  为了培育习惯智能年代展开的立异人才,人工智能亟需融入中小学课程系统,从根底教育阶段开端提高学生的人工智能素质。联合国教科文安排主张各国量体裁衣,对各学段现有的学科课程进行整合规划,不断探究与开发恰当的人工智能课程整合方法。当时,大大都国家一般挑选在一门或多门现有学科中施行人工智能课程,或是将人工智能课程设置为选修课或跨学科课程。不管选用何种方法,课程开发者都需求代替或紧缩必定的现有课程内容或开发更多的课外活动时机,为人工智能课程整合参加发明足够空间。此外,人工智能与现有课程的整合也依靠教师训练。教师是施行人工智能课程的主体,人工智能能否顺畅融入中小学讲堂很大程度上取决于教师的教育担任力与信息素质。因而,中小学要为在职教师供应人工智能概念和教育法训练,并鼓舞教师参加课程资源开发;各大高校也需将人工智能归入职前教师训练,然后全体提高教师队伍的人工智能担任力,使其将精力更多会集在与学生沟通、反思和探究所教授的课程上。

  人工智能技能展开之敏捷或许导致依靠某种人工智能产品的课程很快落后于年代展开——在面临新的实践日子问题时,学生或许无法搬迁所取得的人工智能常识和技能。因而,人工智能课程以及规模更广的信息技能与通讯课程不该依靠于某一特定的技能渠道、设备或编程言语。为了保证人工智能课程不与特定技能挂钩,一方面,课程施行应当植根于学生的学习作用以及人工智能技能的运作原理、进程与价值取向,而非运用某种人工智能东西的才能;另一方面,课程施行者应从根本上改动教师预备资料、讲堂安排与学生点评的方法,以项目式学习为重要依托,为学生发明跨学科的学习时机,培育学生在多元情境下运用不同人工智能技能的可搬迁才能。一起,政府还需加大对中小学人工智能根底设施的出资力度,合理安排教师训练、构建质量保证机制,以保证根底设施可以推动学生人工智能素质的展开。

  人工智能在作业和日子中的运用从根本上改动了人们的社会互动方法。了解人工智能是什么、它是怎么运作的以及它能做什么,可以使人们更好地了解世界、保护自己和别人的权力,而且为了公共利益合理运用科学技能和数据。为了培育契合人工智能年代展开的未来人才,各国政府承担着将人工智能正式整合至教育系统的重要使命。联合国教科文安排从课程开发方法、课程整合方法、课程内容类别、课程施行战略、学习作用点评等维度,为世界各国人工智能课程开发者制作了依据依据的课程建造蓝图。

  当时,我国的人工智能课程建造现已走在世界前列,不只印发了《新一代人工智能展开规划》《中小学人工智能课程开发规范(试行)》等文件,还在上海、北京、江苏、辽宁、山东等多个区域展开了人工智能课程试点。 [11] 为了建造人工智能人才高地、进一步提高世界竞争力,我国可遵从联合国教科文安排提出的指导性结构,深化人工智能课程变革,构建契合国家战略方针和世界人权与品德规范的人工智能课程系统。一起,我国还可加强对人工智能课程质量与作用的循证研讨,并保证课程资源的充沛性与教师训练的适切性,从多个方面推动高质量中小学人工智能课程系统建造。

  [1]刘三女牙,黄涛.人工智能与根底教育大数据运用[M].武汉:华中师范大学出版社,2019:4.

  [5]孙进,等.全球教育办理:世界安排、民族国家与非国家行为体的互动[M].北京:人民出版社,2020:119.

  [8]安东尼·塞尔登,奥拉迪梅吉·阿比多耶.第四次教育革新:人工智能怎么改动教育[M].北京:机械工业出版社,2019:160.

  [11]余胜泉.人工智能+教育蓝皮书[M].北京:北京师范大学出版社,2020:227.

  作者简介:王建梁,华中师范大学教育学院教授、华中师范大学国家教育办理研讨院研讨员;栗嘉敏,华中师范大学教育学院硕士研讨生