中小学人工智能教育的国际观察与本土省思
《中小学管理》 魏轶娜 2025-07-11 10:07

  当前,人工智能技术正在以前所未有的速度迅猛发展,并渗透融入社会的各个领域,深刻改变着社会运行方式、生产方式与生活方式。2019年,联合国教科文组织发布《北京共识—人工智能与教育》,建议关注人工智能对劳动力市场的系统性和长期性影响,将人工智能相关技能培养纳入中小学校课程体系。我国积极应对人工智能时代的教育挑战,于2024年发布《关于加强中小学人工智能教育的通知》,对中小学人工智能教育进行系统部署,明确了2030年前在中小学基本普及人工智能教育的战略目标。在此关键时期,系统研究世界各国中小学人工智能教育的战略部署、目标定位、行动举措及有益经验,对于我国推进中小学人工智能教育、培养适应未来社会需要的创新人才具有重要意义。

  中小学人工智能教育的价值追求

  各国加强中小学人工智能教育主要基于国家发展、社会发展和个人发展三个层面的考量。在国家层面,人工智能已成为未来科技竞争的核心领域,从基础教育阶段起加强人工智能教育、激发学生对人工智能的兴趣与创造力、培养适应未来需求的人才,对国家抢占科技制高点、提高国际竞争力至关重要。在社会层面,一方面,人工智能有可能加剧社会不平等,而中小学的人工智能通识教育有助于缩小数字鸿沟,促进教育公平;另一方面,如今的中小学生是在科技爆炸式发展中成长的“α世代”,他们不仅是智能技术的使用者,也是重要的传播者,其智能素养的提升有助于社会的智能化进程。在个人层面,智能素养成为未来公民的必备能力,面向所有学生的人工智能通识教育是培养智能时代合格公民的必要途径。人工智能浪潮正在系统性地改变着社会产业结构和就业市场形态,世界经济论坛《2025年未来就业报告》显示,当今就业市场所需的关键技能有39%将在2030年发生变化,其中人工智能和大数据、网络和网络安全、技术素养是需求增长最快的三项技能。为此,引领学生提前接触和初步掌握相关技能,为他们未来适应不断变化的就业市场做好充分准备,是人工智能通识教育的目标之一。以上三个层面相互关联、互为影响,是世界各国部署中小学人工智能教育战略的主要原因与价值追求。

  中小学人工智能教育的课程建设

  课程是推进中小学人工智能教育的直接载体,大部分国家在部署人工智能教育时直接落地到课程建设层面。例如:巴西《人工智能国家战略》在人工智能人才培养方面,计划为基础教育学生设计开发与数字公民、大数据和人工智能导论相关的课程。

  1. 课程开发体现多元模式

  因各国教育管理运行体制存在差异,人工智能课程在开发设计方面亦呈现出不同模式,主要包括以下三类。一是政府主导。课程设计、开发等由政府主导完成,通常特别强调教师、人工智能专家、教学设计师等多方专业力量的协同参与。例如:克罗地亚《新兴技术与人工智能》课程的研发团队系政府通过公开招募或特别邀请方式确定,由不同学科教师、班主任、具有多年学校工作经验的教育专家、计算机领域专家及企业代表共同组成。二是政府明确目标方向,区域或学校自主设计。这种模式常见于地方或学校拥有更多教育管理自主权的国家。例如:美国发布《K-12人工智能教学框架》,以帮助各州的标准制定者和课程开发人员明晰不同年级学生所应掌握的人工智能概念、知识及技能,各地区和学校则在该指南的指导下自主进行课程设计与实施。三是教育科技企业或高校研发课程,政府、学校购买课程服务。由于人工智能技术的快速迭代性,为确保课程的专业性和时效性,购买课程服务成为一些国家的选择。

  2. 课程实施呈现不同样态

  结合本国基础教育课程设置基础与特色,各国的人工智能课程组织实施模式呈现出以下三种不同样态。一是将人工智能课程作为与其他国家课程同等重要的独立课程开设。例如:韩国于2021年为高中学生开设《人工智能基础》和《人工智能数学》两门选修课程,2022年在修订的基础教育课程中新增人工智能课程;奥地利在高中开设《数据科学和人工智能》课程。二是依托已有的信息技术、计算机、数学、科学等学科,将人工智能课程作为独立模块纳入其中。三是开设涵盖人工智能及其他学科内容的综合性跨学科课程。此类课程的开设主要基于人工智能的跨学科性质,其与数学、语言、技术、历史、科学、工程、社会、艺术、公民教育等均有着复杂的内在连接和实践联系。

  3. 课程对象覆盖更多群体

  从课程开设年级来看,关于人工智能课程的最佳起步年级,目前世界范围内并无明确共识。例如:葡萄牙《2030国家数字技能倡议》提出,人工智能及相关技能教育应覆盖早期教育阶段;印度则认为8年级是向学生教授人工智能的理想年级,因为这个年级的学生对人工智能最为好奇。根据联合国教科文组织的调查,人工智能课程最倾向于面向高中生开设,在基础教育阶段随着年级的升高,人工智能课程所占比重稳步增加。从课程覆盖人群来看,中小学人工智能课程的学生群体呈现出不断扩大的特征,主要表现在课程性质从选修课转为必修课,开设年级从部分年级变为全部年级,覆盖学校从部分学校延展至全部学校,学科融合从部分学科扩大到全部学科等。

  4. 课程内容存在一定差异

  当前,各国对学生应具备的人工智能素养的理解存在一定差异,这种差异直接体现在人工智能课程的具体内容上。例如:加拿大的课程包括数据、感知、表示和推理、学习、自然互动、社会影响6大主题;奥地利的课程涉及算法与编程、问题解决、数据素养、人工智能在其他领域的应用、人工智能伦理、人工智能的社会影响、人工智能技术、人工智能开发等内容,其中算法与编程所占比例最大;美国的AI4K-12人工智能工作组提出了人工智能教育的5大主题,分别是感知、表示和推理、机器学习、自然交互和社会影响。

  联合国教科文组织在一项调查中,将人工智能课程内容划分为算法与编程、数据素养、情景化问题解决、人工智能伦理、人工智能的社会影响、人工智能在其他领域的应用、理解和应用人工智能底层技术、理解和应用人工智能技术以及开发人工智能应用程序等9个专题,并将其归入人工智能基础、伦理和社交影响、理解应用和开发人工智能3个课程领域。2024年,联合国教科文组织发布《学生人工智能素养框架》,其中包括以人为本的人工智能观念、人工智能伦理、人工智能底层技术和应用、人工智能系统设计4个能力模块,以及与之对应的理解、应用和创造三层进阶水平。该框架的发布为世界各国人工智能课程内容的修订更新提供了参考。

  5. 课程支持彰显服务特色

  做好包括教师培训在内的人工智能课程教学支持,是为学生提供优质人工智能教育的先决条件。综观各国现况,一是通过发布课程标准、教学指南等规范性指导性文件为教师开展人工智能教育提供上位框架。例如:韩国发布了针对小学、初中和高中的系统化人工智能教育内容标准(草案);美国教育部教育技术办公室面向K-12的教育领导者发布相关工具包,为其提供适应学生发展需求的AI工具整合使用策略、有效使用AI促进教学策略等。二是通过开发建设教学资源、课程、平台等为教师的人工智能教学提供直接支持。例如:美国的AI4K-12人工智能工作组汇聚了包括书籍、报告、课程、软件等在内的各种人工智能教学资源供教师免费使用;新加坡的“AI Singapore”MOOC平台开设“AI in education”模块,教师可以通过该平台访问使用人工智能工具和模型,并获得与教育教学相关的AI知识与技能。三是为教师提供系统性人工智能教学培训。

  基于国际观察的本土省思

  回顾我国中小学人工智能教育的发展历程,早在2003年我们便将“人工智能初步”列入高中信息技术科目选修模块,自此开始了对中小学人工智能教育的探索尝试。2017年,国务院《新一代人工智能发展规划》发布后,教育部对《高中信息技术课程标准》进行修订,在必修课程中有机融入人工智能基础知识,将“人工智能初步”列为选择性必修课程。同样是在2017年发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》设计了人工智能相关主题活动。2022年,最新版《义务教育信息科技课程标准》发布,人工智能作为其中的6条逻辑主线之一,成为义务教育阶段《信息科技》课程的必修内容。《关于加强中小学人工智能教育的通知》2024年发布后,中小学人工智能教育的要求与目标更加明晰。我国成为世界范围内为数不多的正在从国家层面全面推进中小学人工智能教育的国家之一。

  与此同时,社会大众对人工智能教育的需求日益强烈。2025年中国青年报社社会调查中心的“两会教育议题”调查显示,53.4%的受访者期待小学至高校增设程度不等的人工智能通识课程及技术伦理教育。北京、上海、广州等教育一线城市已率先开启行动。如北京计划从2025年秋季学期开始,在全市中小学校开展人工智能通识教育,每学年不少于8课时。

  然而,对于有着全球最大规模教育体系的我国来说,在2030年以前实现中小学人工智能教育的基本普及并非易事。有研究指出,大多数国家的人工智能教育起始于2018年左右。总体来看,全球中小学人工智能教育仍在不断摸索尝试,当前并无太多成熟经验可循。我国中小学人工智能教育虽然具有一定基础,但与其他国家一样仍面临着人工智能教育师资缺乏、资源不足、标准尚缺等问题与挑战。基于国际比较与现实情况,我们需要从强化顶层规范指引、加大政策落实支持力度、扩大资金投入与资源供给、创新课程教学模式等方面着手,推动我国中小学人工智能教育的规模化普及、常态化实施及高质量发展。

  在国家层面,我国亟须聚焦中小学人工智能教育加强顶层设计、加大政策支持以及扩大资源供给。其一,有关部门应细化出台中小学人工智能教育标准、规范、指南等指导性文件,明确各学段、年级乃至学科的人工智能教育任务与目标。其二,教师教育机构要将教师智能素养纳入教师数字素养标准框架、教师培训体系及职业生涯规划,不断提升教师的人工智能教学能力。其三,政府要强化优质人工智能教育资源建设与供给,积极引导科技企业参与中小学人工智能教育的课程研发、资源建设、教师培训等,形成政府、学校、企业三方协同推进的良好局面;还可以依托国家中小学智慧教育平台,为师生打造一个汇聚人工智能工具、课程、资源、服务的高水平交流互动平台。

  在学校层面,管理者和教师需清晰认识人工智能教育的根本特征与重要意义,持续推进人工智能教育在学校的高质量实施。其一,人工智能是一个飞速发展的领域,人工智能教育应体现人工智能最新发展趋势,因此在中小学开展人工智能教育不应仅仅着眼于“基本普及”的目标,而要特别重视实施质量,确保切实激发学生兴趣、提升学生能力。其二,学校要充分利用已有资源,花“巧心思”做好人工智能课程设计。智能教学环境并不是人工智能课程实施的必要条件,广大中小学校可充分利用国家及地方公共数字教育资源平台上的免费工具、资源,以此为基础对学生进行人工智能理解、应用及伦理规范等方面的培训。其三,学校要善于开发社会资源和企业资源,创新课程内容及形式。学校可以考察、挖掘教育科技企业的人工智能课程产品服务,通过科技企业提供技术支持和课程资源、学校教师负责教学组织的“双师课堂”等方式,促进人工智能教育教学高质量实施。(作者单位:中国教科院)