中小学人工智能通识教育的实施策略

【摘要】本文从紧迫性与条件可行性两个方面分析了为什么要开展中小学人工智能通识教育，提出中小学人工智能通识教育应该包括教师和学生两方面的要求，进一步从“应知”和“应会”两个层次给出开展中小学AI通识教育的具体建议。【关键词】人工智能；通识教育；数字素养；中小学；实施建议近日，教育部办公厅发布了《关于加强中小学人工智能教育的通知》，要求构建系统化的课程体系，研究制定中小学人工智能通识教育指南和普及读本。中小学人工智能通识教育首次出现在大众视野，也使人工智能从信息科技学科的内在任务提升到培养学生适应人工智能社会的终身行为品格和关键能力的高度。虽然，人工智能的相关内容已列为高中信息技术课程的选修模块，也是《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的六条主线内容之一，相关指南已对中小学信息科技课中的人工智能教学学时、内容作出建议安排。但是，人工智能通识教育则要求所有中小学教师都能够积极结合学科特点开展人工智能融合教育探索，强化人工智能对文化基础、自主发展和社会发展的赋能作用。本文首先分析了中小学人工智能通识教育的紧迫性和条件可行性，参照《教师数字素养》标准和《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，从教师和学生两方面提出通识教育应达到的“应知”和“应会”两个层次的要求，对如何开展中小学人工智能通识教育提出具体建议。开展人工智能通识教育的紧迫性人工智能正在加速向人类教师看齐。尽管基于大语言模型（简称LLM）技术的人工智能生成内容（简称AIGC）工具在诸多方面还不尽如人意，常常出现如幻觉、常识和逻辑错误等问题，但是随着这些工具的快速更新迭代，加上对齐、微调、精调等技术的进展，AIGC在结构化内容知识生成尤其是中小学基础知识的掌握方面已可以媲美人类教师。在不久前OpenAI举行的线上直播发布会上，对外展示了AIGC最新的强化微调功能，只需要少量数据就能将大模型从高中生提升到专业领域博士水平。诸多测试案例表明，人工智能在教学方法和教学技巧方面也在模仿人类教师，且比人类教师更有耐心。因此，AIGC在教育领域正快速向人类教师看齐。“信息茧房”正在被AIGC冲破。长期以来，精准的人工智能推荐算法所带来的“信息茧房”等问题饱受诟病，算法推荐导致用户经常跳不出所关心的信息包围圈，眼界也会随之变得狭窄。数字化学习工具在提供个性化内容的同时，客观上也增加了学生学习时长和练习强度，这也加剧了学生之间的同质化竞争。而AIGC需要提问者主动思考，只有向大模型工具输入提示词等信息才能得到响应，这种“提问—应答”模式有望冲破“信息茧房”的束缚。只要提问技巧和问题稍有不同，回复的内容就可能相差很大。因此，AIGC的交互方式更能激发学生的求知欲和探索本能，与人类教师相比，提问话题的边界也更宽泛，更利于培养学生的个性。改善青少年屏幕时间的客观要求。青少年屏幕时间过长问题被国际主流教育界担忧，一项针对美国12～17岁少年的屏幕时间调查显示，超过50%的青少年电子屏幕时间超过4小时。AIGC工具可通过语音交互、引发他们思考等方式改善屏幕时间分配。第一，人工智能工具可以启发思考，引导学生跳出被精准内容束缚的定势；第二，教师和家长可以通过人工智能设计更多有趣的话题，把青少年从对电子屏幕依赖者转变为数字化工具的驾驭者；第三，AIGC工具具备高效生成、精准总结信息的特点，节约了大量屏幕的浏览访问、搜索查找、定位筛选的时间。开展人工智能通识教育的可行性人工智能能及时满足学生的求知欲。青少年具有好问、爱思考的天性，传统以搜索获取信息和知识的方式并不高效，AIGC工具通过“聊天”即可快速获得答案，可以随时满足青少年的求知欲。虽然AIGC是否应该普遍在教育领域使用引发了不少讨论，联合国教科文组织曾将使用这类工具的年龄限制为13岁，实践证明这个年龄限制还有较大的下探空间。人工智能可以按照人类教师的教育逻辑进行交互。通过恰当引导，AIGC交互式问答方式能模拟出教师启发学生思考的过程，学生更能激发探索的原动力，养成爱问、勤问、会问、多思考的好习惯。开展人工智能通识教育可以加速构建我国数字化教育提出的建设“人人皆学、处处能学、时时可学”学习型社会环境。人工智能已被大量引入课堂教学。AIGC工具得到了大量访问、应用，验证了信息系统认知有用和认知易用的技术接受模型仍然适用于人工智能大模型工具。AIGC工具也已出现在许多学校的课堂教学中，如在语文课上为作文配图、在音乐课上创作歌曲，甚至给学生做心理疏导等。实践表明，人工智能不仅可以让课堂教学更生动活泼，还可以扮演课堂教学的黏合剂，化解课堂教学中个性化不足等难题。这些都说明人工智能引入常规课堂教学是规律使然。对中小学开展人工智能通识教育的建议中小学人工智能通识教育应包括教师和学生两方面基本要求，学生的人工智能通识教育的普及实施，离不开全体教师人工智能通识教育的基础。这就要求教育主管部门和中小学能主动求变，注重全员人工智能数字素养的专项培训，在教学过程中注重人工智能教学思维的引领，通过人工智能通识教育的适度加法与灌输式等机械式知识学习的适度减法相结合，促进学科知识学习效果与数字素养双提升。中小学人工智能通识教育应包括“应知”和“应会”两个层次要求。对教师而言，“应知”是基础要求，与教育部《教师数字素养》标准中的数字化意识和数字社会责任相对应；而对学生而言，这对应数字素养中的信息意识和信息社会责任两个维度的核心素养。“应知”的内容包括了解基本概念、了解归纳典型特征、了解简单原理、守住伦理道德底线和知晓常见软件工具与平台等，具体建议如表1所示。对教师来说，“应会”是教学基本功的体现，与《教师数字素养》标准中的数字技术知识与技能、数字化应用和专业发展相对应。对学生来说，“应会”是素养升华，与数字素养中的计算思维和数字化学习与创新两个维度对应。“应会”的内容包括掌握基本技巧、维护和谐教学关系、拓展认知边界、培养高阶思维、提升教与学的效率、交流分享共提高、良好习惯和品格养成等方面，具体要求建议如表2所示。结"语开展中小学人工智能通识教育，既是人工智能技术发展的时代性使然，更是尊重教育规律，培养青少年一代人工智能素养