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隨著“互聯(lián)網(wǎng) ”、云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、腦科學等新理論的快速發(fā)展和應用，人工智能（Artificial Intelligent，簡稱AI）已經(jīng)成為目前研究的焦點。人工智能的研究主要包括知識表示、機器學習、模式識別、自然語言處理、智能機器人、專家系統(tǒng)等。人工智能被認為是未來推動經(jīng)濟社會發(fā)展的新一代技術引擎。作為人類到目前為止最具顛覆性的技術，人工智能給教育的方法和內(nèi)容都帶來了深刻的變革。中央繪制了中國特色社會主義發(fā)展的兩個階段的戰(zhàn)略安排：明確了“2035年”和“2050年”的奮斗目標，對未來孩子的能力和素養(yǎng)提出了新的要求；《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出：到2030年人工智能理論、技術與應用總體達到世界領先水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，形成一批全球領先的人工智能科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)基地，培育高水平人工智能創(chuàng)新人才和創(chuàng)新團隊[1]。而現(xiàn)在在校的中小學生，到2035年和2050年將是國家所急需的高端人工智能人才的中堅力量，因此，人工智能能力與素養(yǎng)的培養(yǎng)要在中小學打好基礎，實施個性化的培養(yǎng)模式，爭取在大學階段培養(yǎng)出更多的人工智能高端人才。

1956年在美國達特茅斯學院舉行的研討會上，約翰·麥卡錫等首次提出了“人工智能”這個概念，多年以后被認定為全球人工智能研究的起點。人工智能在20世紀50年代末和80年代初先后步入兩次發(fā)展高峰，但因為技術瓶頸、應用成本等局限性而均落入低谷。2016年3月谷歌人工智能AlphaGo以4：1的成績戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍李世石，AlphaGo徹底引爆了人們對人工智能的興趣，讓發(fā)展人工智能的熱潮迅速席卷全球。當前，在新一代信息技術的引領下，人工智能發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化，跨媒體智能、群體智能、自主智能系統(tǒng)、混合型智能成為新的發(fā)展方向，呈現(xiàn)出深度學習、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征，并正在引發(fā)鏈式突破，推動經(jīng)濟社會各領域從數(shù)字化、網(wǎng)絡化向智能化加速躍升。人工智能第三次站在了科技發(fā)展的浪潮之巔。

目前，許多國家都高度重視人工智能的研究與開發(fā)，美國、德國、法國、日本、韓國和其他國家已經(jīng)先后出臺了人工智能相關的支持和產(chǎn)業(yè)政策。在2017年3月全國“兩會”上，“人工智能”首次被寫入中國政府工作報告；2017年7月8日國務院頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出：“實施全民智能教育項目，在中小學設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發(fā)和推廣。支持開展人工智能競賽，鼓勵進行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作?！盵2]2017年12月13日工業(yè)和信息化部發(fā)布的《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020）》要求“力爭到2020年，一系列人工智能標志性產(chǎn)品取得重要突破，在若干重點領域形成國際競爭優(yōu)勢。”[3]將國務院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中2020年的各項發(fā)展目標進一步明確為各項技術指標，2030年一定要搶占人工智能全球制高點，為我國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展預測提供了有力依據(jù)。由此可見我國對發(fā)展人工智能技術的決心與魄力，我國已步入了人工智能快速發(fā)展時代。

2018年3月全國“兩會”上“人工智能”再次寫入政府工作報告，并提出要“加強新一代人工智能研發(fā)應用。”截止2019年1月，我國已有32所高校成立人工智能學院[4]。2019年5月16日教育部部長陳寶生在國際人工智能與教育大會上作主旨報告中提出：“計劃到2020年建立50家人工智能學院、研究院或交叉研究中心，培育人工智能創(chuàng)新研究團隊和專門高級人才；根據(jù)大中小學生的不同認知特點，讓人工智能新技術、新知識進學科、進專業(yè)、進課程、進教材、進課堂、進教案，進學生頭腦，讓學生對人工智能有基本的意識、基本的概念、基本的素養(yǎng)、基本的興趣?！盵5]因此，為在中小學全面普及人工智能和編程教育，必須把學校作為培養(yǎng)人工智能人才的主戰(zhàn)場，增設人工智能課程和知識，進一步推進中小學人工智能教育，提升中小學生的人工智能素養(yǎng)，通過人工智能教育為國家培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才。

人工智能是計算機科學的一個分支，是主要研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門綜合性學科。人工智能技術是智能機器人的關鍵技術之一，其主要目標是模仿人腦所從事推理、證明和設計等思維活動，使機器能夠完成一些需要專家才能完成的復雜工作。其內(nèi)容涉及計算機科學、生物學、心理學、語言學和數(shù)學等學科的綜合科學技術，是跨學科和多領域知識的匯聚和融合，人工智能學科覆蓋面廣，社會應用需求空間巨大，已成為國際上公認的最具發(fā)展前景的科學技術之一。人工智能時代的快速到來，讓很多政府部門、學校和老師都猝不及防，對突如其來的人工智能教育還未做好迎戰(zhàn)準備，存在很多亟待解決的難題。

（一）缺少成熟的教學理念

人工智能是近年來的熱點研究領域，發(fā)展迅速、涉及面廣、綜合性強，教學上沒有成功經(jīng)驗可循，教師缺乏教學經(jīng)驗，尚未形成成熟的教學理念。

（二）缺少合適的教學模式

人工智能所涉及很多內(nèi)容都屬于新領域、新技術、新知識，如果仍然套用傳統(tǒng)的教學模式顯然已不適應，大多數(shù)老師都是摸住石頭過河，教學隨意、主觀性強、效率不高，缺少可復制、有效的教學模式。

（三）缺少實用的配套教材

人工智能教育在我國起步較晚，缺乏前期積累，與中小學各學段相匹配套的人工智能教材很少，而且教學內(nèi)容參差不齊，尤其是適合中小學的人工智能教材嚴重短缺。

（四）缺少精干的師資隊伍

人工智能涉及面廣，對教師的綜合素質(zhì)、跨學科的能力要求較高，要求教師必須具備跨界與融合的特質(zhì)。但大部分中小學教師接受教育時沒接觸過人工智能課程，而且多數(shù)信息技術教師在學校身兼多職（如教學、網(wǎng)管、電教等），學校人工智能師資嚴重匱乏。

（五）缺少可行的推進策略

人工智能來得過于迅猛，對教育主管部門、學校、教師和學生都是一個新的挑戰(zhàn)，大家還沒有做好思想準備，關于人工智能的前期研究較少，沒有成功的經(jīng)驗以供借鑒，在推進人工智能教育的過程中會遇到很多困惑和難題，缺少切實可行的推進策略。

（六）缺少明確的指導意見

雖然2018年1月教育部發(fā)布《普通高中信息技術課程標準（2017版）》把“人工智能初步”納入“信息技術”選擇性必修模塊[6]。但如何讓學校能夠正常開設人工智能課程，各級教育主管部門還沒有明確的指導意見，這樣可能又會重蹈2003年教育部發(fā)布的《普通高中信息技術課程標準（2003年）》舊版信息技術教材“人工智能初步”選修模塊的覆轍，讓課標和教材成了花瓶和擺設，全國開設人工智能的高中不足百分之五；同時在義務教育階段還沒有出臺相應的人工智能課程標準和指導意見。由于目前缺少相關指導性文件出臺，職責不明確，讓學校、教師無從下手，難以操作。

（一）需要構建“智慧教育”教學理念

人工智能進入學校對教師的教和學生的學都會引發(fā)時代的變革，國務院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出人機協(xié)同的混合增強智能理念、智能教育發(fā)展方向以及實施全民智能教育的目標。發(fā)展人工智能時代的智慧教育，讓人工智能進入中小學校，以智慧教育理念引導智能教育實踐，讓人工智能與教育進行深度融合[7]。隨著教育信息化2.0和人工智能時代的到來，需要構建“智慧教育”教學理念，以智慧教育項目推動“教育現(xiàn)代化2035”的進程，培養(yǎng)人工智能時代的智慧型人才。

（二）構建推動人工智能教育的教學模式

筆者根據(jù)從事17年智能機器人教育的經(jīng)歷，為破解中小學智能機器人教學和普及活動中存在的突出問題，通過行動研究、探索實驗、歸納總結、創(chuàng)新設計、理論建構等過程，創(chuàng)建了智能機器人“學·做·創(chuàng)”教學模式，如圖1所示。該研究成果已獲得2018年基礎教育國家級教學成果獎“二等獎”[8]和2017年廣東省教育教學成果獎（基礎教育）“特等獎”[9]。成果經(jīng)大面積驗證取得了較好的教學效果，有助于提升學生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的動手設計、實踐創(chuàng)新、工程思維、編程思維、計算思維和交流合作等多種綜合能力。而智能機器人是人工智能技術應用的重要載體，該模式同樣適用于人工智能教學，因此可以借鑒智能機器人“學·做·創(chuàng)”教學模式，將該成果應用于中小學校人工智能教育的開展，并向全國普及推廣，更好地發(fā)揮該成果的引領、示范和輻射作用。近兩年，在華南師范大學軟件工程專業(yè)進行了該教學模式的實施與應用，同時融入了以賽促教、校企協(xié)同育人模式，學生收獲各類創(chuàng)新成果數(shù)量明顯增加。

（三）開發(fā)配套實用的人工智能教材

2018年4月華東師范大學出版社與商務印書館聯(lián)合出版了我國第一套人工智能中學教材《人工智能基礎（高中版）》，并擬投用于全國40所學校，標志著人工智能教育正式進人基礎教育階段[10]；2018年7月科大訊飛股份有限公司與西北師范大學、北京師范大學出版社共同發(fā)布了全球首本初中版人工智能教材《人工智能（初中版）》[11]；2019年5月教育部印發(fā)了《2019年中小學教學用書目錄的通知》，其中5套高中版信息技術教材選擇性必修4《人工智能初步》供全國高中選用，筆者作為核心作者參與了粵教版高中信息技術教材選擇性必修4《人工智能初步》的編寫工作。同時筆者與其他專家合著的基于物聯(lián)網(wǎng)硬件開發(fā)的《人工智能》（高中版）[12]于2019年3月由廣東教育出版社出版。這些教材的出版發(fā)行有望解決缺少人工智能教材的難題。希望有更多初中版和小學版的《人工智能》科普讀本也能盡快面市，從而解決中小學各學段缺少人工智能教材的問題，使人工智能的教學和科普工作能從娃娃抓起。

（四）培訓技術過硬的人工智能師資

為解決學校缺少人工智能課程教師的難題，由教育行政主管部門主導，聯(lián)合教研院、電教館、師培中心、高校和人工智能企業(yè)，多管齊下，通過教師繼續(xù)教育、專項培訓、高校研修、企業(yè)實習等各種形式培養(yǎng)一批具有過硬理論知識、實踐操作技能、勝任人工智能教學的骨干教師，從而解決學校缺少人工智能課程教師的難題。

（五）構建人工智能教育的推進策略

筆者基于智能機器人在開展創(chuàng)客教育、STEAM教育進行了多年探索實踐，通過線下與線上空間聯(lián)動，構建了適用于創(chuàng)客教育、STEAM教育的“六個面向”推進策略：面向中小學校組建創(chuàng)客聯(lián)盟；面向社會大眾開放創(chuàng)客科普基地；面向教師開設繼續(xù)教育課程；面向?qū)W生開設創(chuàng)客體驗活動課程；面向家長開設創(chuàng)客親子互動課程；面向偏遠地區(qū)開展創(chuàng)客普及活動。[13]應用這種推進策略在全國各地通過專題講座形式培訓教師、家長和家長11460人次，接待來自國內(nèi)外專家、學者5560人次，取得了很好的社會效益。隨著人工智能時代的到來，對創(chuàng)客教育推進策略進行改造升級，構建了人工智能教育推進策略，如圖2所示。參照創(chuàng)客教育的成功案例，希望該策略也能成功地應用于人工智能教育的推廣普及。

（六）及時出臺操作性強的指導意見

教育行政主管部門應該及時出臺針對中小學校的可操作性強的人工智能教育詳細指導意見，明確教育主管部門、教育支撐機構、高校、企業(yè)、中小學校和教師的職責，分工合作，協(xié)同創(chuàng)新，開創(chuàng)性地貫徹國務院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》戰(zhàn)略，通過課堂教學、活動競賽、以賽促教、校企協(xié)同等多種形式，培養(yǎng)和提升學生的人工智能技術和素養(yǎng)，具備人工智能產(chǎn)品開發(fā)的基本技能，幫助學生建立起對人工智能的鑒賞力、理解力、應用力和創(chuàng)新力。為國家培養(yǎng)一批掌握人工智能技術的智慧型、復合型的創(chuàng)新人才。

基金項目：本文系廣東省高等教育教學改革項目“基于MOOC的軟件工程專業(yè)課程評價體系研究”（粵教高函[2018]1號）、華南師范大學校級“質(zhì)量工程”建設項目“基于深度學習的教件工程專業(yè)課程翻轉課堂教學模式研究”（教學[2017]60號）研究成果。