4.1　中小学人工智能课程体系探索

中小学阶段人工智能课程体系建设是当下一个高度关注的热点问题。然而，探讨中小学人工智能课程体系如何构建，人工智能课程内容如何设置，人工智能授课形式如何开展等方面的文献少之又少。

《发展规划》对中小学人工智能教育做出了明确要求，在“保障措施”部分的广泛开展人工智能科普活动中提出，支持开展形式多样的人工智能科普活动，鼓励广大科技工作者投身人工智能的科普与推广，全面提高全社会对人工智能的整体认知和应用水平。实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。在《行动计划》中再次重申，构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育。从国务院以及教育部分别颁布的《发展规划》和《行动计划》中可以看出，中小学人工智能的定位是科普教育。

综观全球，在中小学阶段开展人工智能教育的提出时间并不短。麻省理工学院在1977年就提出应该面向儿童开展人工智能相关教育。1997年，清华大学出版社出版的科普教育丛书《计算机与信息科学十万个为什么》中就含有“人工智能”，2000年，清华大学出版社出版的《信息科学与技术系列》中也含有“人类智慧与人工智能”。2003年，我国提出在高中阶段开展人工智能教育，教育部的课程标准及相应的图书《人工智能初步》等也曾问世，但是由于种种原因，并未得到普遍推广。

艾伦首先对人工智能的定义按照学科与功能角度进行了梳理，明确了不同角度下人工智能的定位，进一步讨论了人工智能与信息技术的关系。艾伦在《中小学人工智能课程定位分析》一文中，从教学目标的制定、教学内容的选择、课时及课型4个维度出发，深入讨论了开展中小学人工智能教育的必要性和可行性，做出了教学目标、教学内容、课时设置及课型选择四大定位，然而该文并未给出具体的课程设置实施方案。

赵丽对我国中小学阶段人工智能教育开展的现状进行了总结，如人工智能课程开设、学生对人工智能的体验与认知，以及对人工智能的情感与态度等方面进行了分析，从课程定位、课时安排及强化师资等几个方面提出了建议。

秦建军等学者认为，人工智能涉及的内容较为广泛，涉及开源硬件、编程、机器人等多方面的内容，这些内容的教育目标和内容都与人工智能有较大差异，它们并不能代表人工智能，因此在课程设计过程中面临的难点是内容的选择，即如何做好真正的人工智能教学。中小学人工智能教育在内容选取上不能贪大求全，要根据中小学生能够理解的程度进行设计。另外，也不能将大学甚至人工智能学术研究内容简单降低难度就搬到中小学。该文还认为，中小学在人工智能课程设计时，需要考虑学生的基础和接受程度，同时也要兼顾人工智能授课老师的知识储备情况。

陈凯泉通过对比美国、英国中小学人工智能相关教学的内容，提出了中国中小学人工智能教学内容的设置建议，并给出了相应分学段的教学实施策略与路径。该文还讨论了如何在教学过程中，通过在其他课程中辅以人工智能，如科学、信息技术及综合实践活动等课程，达到保障人工智能教学的目的。

王本陆等学者认为中小学人工智能课程体系建设要从教学理念、内容、工具及活动等几个方面进行创新，打造创造力、人文素养和计算思维三大核心能力，并将中小学人工智能课程界定为使用数字终端设备，基于人工智能技术的数字化软件，培养人工智能时代人才核心能力为目标的跨学科综合实践课。

谢忠新等学者认为我国人工智能重技能而轻思维，无论是人工智能教材，还是编程或机器人教学过程中均没有发挥出对计算思维能力的培养。我国缺少完善的人工智能课程内容体系，目前人工智能课程更多还在依托信息技术课程及STEM课程等，并且小学、初中和高中的课程不成系统、脱节及碎片化等现象阻碍了学生对人工智能知识和技能的学习。谢忠新等学者还建议中小学人工智能课程建设分五步走，包括认知、理解、应用、实践和创新。

马涛等学者认为人工智能的教育需要涉及编程、算法、场景和硬件四项内容，并以北京市海淀区中小学人工智能的教学经验为依据，提出了教育目标框架：小学阶段能够感知、体验、分辨人工智能逐步培养计算思维能力；初中阶段能够初步理解人工智能的知识体系，培养高级计算思维；高中阶段能够理解与实现专题性人工智能技术，了解人工智能发展与应用前沿。马涛等学者还对小学、初中及高中阶段学生学习人工智能的能力进行了划分，分为了解、理解和掌握。

陈凯泉等学者认为中小学人工智能教育方向上应该提升学生的编程能力与计算思维，在教育内容上应该重视人工智能技术和运用，因为人工智能涉及的内容太多，超出了中小学生可以接受的范围，而编程、机器人等人工智能技术和技能的课程则更符合中小学生年龄特征与知识基础。

总体而言，根据已有的文献来看，中小学人工智能课程体系的研究还多集中在课程的定位、设计方向及指导原则等方面，虽然一些学者认识到目前小学、初中、高中的人工智能教学存在不够系统、脱节等现象，但仍缺乏如何将小学、初中和高中人工智能课程打造成一个环环相扣、逐步递进体系的文献，这是未来研究亟待解决的一个方向。

已有的文献对人工智能在中小学不同学段的教学内容边界也缺乏研究，中小学人工智能教育应该纳入一个整体进行通盘考虑，除了考虑不同学龄学生的认知水平和知识基础，还应该对人工智能的知识和技能进行合理划分，即中小学人工智能的教学内容是什么，在什么阶段学什么，掌握到什么程度，这也是未来需要研究探讨的重要内容。