走進智能社會的「底氣」

■「教育信息化2.0行動計劃專題解讀」

人工智慧技術對未來社會產生重大影響

國務院《新一代人工智慧發展規劃》指出，人工智慧成為國際競爭的新焦點。人工智慧是引領未來的戰略性技術，人工智慧將深刻改變人類生產生活方式和思維模式，人工智慧的迅速發展將深刻改變人類社會生活、改變世界。

隨著機器學習、自然語言處理、計算機視覺、人機交互、生物特徵識別、虛擬現實/增強現實等人工智慧（AI）關鍵技術突破，人工智慧技術通過產業化開發轉化為醫療影像輔助診斷、視頻圖像身份識別、智能翻譯、智能監控、工業機器人、無人駕駛、聲紋識別、臉部識別、指紋識別等系統與產品，快速進入人們的生活與工作環境，人工智慧對教育、醫療、養老、環境保護、城市運行、司法服務、交通、農業、金融、文化等領域產生重大變革作用。整個人類社會的產業結構、經濟格局、生活方式、工作環境等將被重構。

開展中小學人工智慧技術與工程素養教育的必要性

中小學生將首先面臨智能社會的巨大挑戰，人工智慧作為影響社會方方面面的顛覆性技術，會對學生的生活與學習產生重大影響，學生在居家生活、參觀旅遊、娛樂交際等社會活動中，隨時處於人工智慧系統與產品的環境中。在學習中，學生將置於智能在線學習平台之中，在智能學習系統的幫助與引導下，在智能導師、智能學伴的協助下進行自主學習、體驗學習、合作學習、探究學習、遊戲學習等學習活動；2025年、2035年我們將面臨什麼樣的社會？每一個都難以準確推斷。人工智慧將使許多現有職業消失，再造許多新職業，也許一部《職業分類大典》還沒有編寫完成就需要進行修訂了，人工智慧勢必對醫學、軍事學、工學、教育學、法學、哲學、經濟學等學科人才的知識與技能提出新要求，甚至改造這些學科，形成人才培養新體系。

社會大眾面對人工智慧對產業結構、法律、社會倫理、社會治理等方面的綜合衝擊，由於認知的不同，表現出新鮮、好奇、激動、渴望、恐懼、排斥、對抗等複雜的心理活動。而現在的中小學生將處於智能社會風口浪尖，必須適應智能社會的學習、生活與工作環境。在中小學開展人工智慧技術與工程素養教育，使學生了解人工智慧技術特性和應用範圍，工程師開發新設備的設計過程，以及技術如何影響人類與社會等，使中小學能夠正確認識、對待與使用人工智慧技術與產品，顯得十分迫切。《教育信息化2.0行動計劃》提出「完善課程方案和課程標準，充實適應信息時代、智能時代發展需要的人工智慧和編程課程內容」，表明從國家層面對人工智慧進入中小學教育有了明確的要求。

人工智慧技術與工程素養教育涵蓋領域

目前國內還缺少人工智慧技術與工程素養相關內容的標準或綱要，規定如何讓小學、初中、高中三個學段的學生，從不同的水平上理解人工智慧技術以及如何有效利用人工智慧技術。人工智慧對社會的影響體現在兩個方面，一是人工智慧技術，如自然語言處理、計算機視覺、生物特徵識別等。二是人工智慧技術通過工程化轉化為各類應用系統與產品，如智能翻譯系統、智能監控系統、聲紋識別系統、指紋鎖等。技術突破與技術的應用會產生兩個不同維度的社會影響，應用會帶來更多的倫理與社會問題。例如：核技術與核武器、核農學、核醫學、核電站即是技術與應用典型表現。開展人工智慧教育，要進行人工智慧技術與工程素養的融合教育，使用、理解和評價人工智慧技術，理解制定人工智慧問題的解決方案，實現目標所需的技術原則和策略的能力的系統培養。至少應涵蓋人工智慧技術與社會、人工智慧技術、人工智慧設計和系統三個領域的知識與技能。人工智慧技術與工程素養框架是本研究團隊正在進行的研究活動，這裡從三個領域中各選一個子領域進行說明。

1.倫理、公平和責任素養

小學生應該知道人工智慧工具和機器的使用不慎可能會傷害別人，需要擔負起合理選擇人工智慧工具和機器的責任，並能識別出對人工智慧技術的誤用。初中生應認識到，同樣的人工智慧技術並非人人都可利用，應承擔責任，減少技術的負面影響，並增加它們的積極影響。高中生應該能夠考慮到不同的觀點，認識到將人工智慧技術從一個社會轉移到另一個社會是複雜的，並考慮不道德地使用技術的後果。

2.選擇和使用人工智慧工具素養

小學階段知道不同的人工智慧工具有不同的用途，應用在不同的產品中，採用各種人工智慧技術和工具來實現。初中階段可以按功能分類，選擇合適的實現某種功能的應用。高中階段有能力使用各種各樣的人工智慧工具，也可以解釋為什麼要選擇某些工具來完成任務，有能力分析各種人工智慧應用採用了哪些技術和工具，並能夠實現較為複雜的人工智慧應用。

3.系統思維素養

小學生應該能夠識別日常生活中碰到的人工智慧系統、子系統、組件和邊界，並構建完成特定目標的簡單系統。初中生應該能夠描述系統的目標、輸入、輸出和過程；使用逆向工程和生命周期來分析系統的反饋和數據流；修改和構造中等複雜的系統。高中生應該能理解小的系統能夠嵌入較大的系統，識別穩定系統的因素，使用系統進行預測，重新設計複雜的系統以提高可靠性。

人工智慧技術與工程素養教育首先需要明確學段素養內容框架，根據框架形成課標或大綱，最後完成教材。目前經濟發達地區已經開展人工智慧教育，一些人工智慧企業積极參与了人工智慧技術與工程素養教育活動，它們在開發與推廣人工智慧實驗室，設計相應的實驗方案。人工智慧技術與工程素養教育內容涉及腦科學、神經生理學、數學、心理學、藝術設計學、工程、計算機科學、電子技術等多學科知識與技能，其內容涵蓋了當前中小學正在開展的創客教育、STEAM教育、機器人等課程的內容與理念。隨著人工智慧技術與工程素養教育的成熟與發展，它將整合而成完整體系化的基礎教育核心課程。

用一句話來總結：K12人工智慧技術與工程素養教育的根本目標是讓每個孩子都能夠順利走進智能社會，無障礙地學習、工作與生活。

（作者分別為西北師範大學教育技術學院和電子工程系教授）

《中國教育報》2018年07月07日第3版

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！