專(zhuān)題 | 以信息科技課程之名行人工智能課程之實(shí)行不通

以信息科技課程之名行人工智能課程之實(shí)行不通

——淺談信息科技課程與人工智能課程的異同

文_鐘柏昌1（1. 華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院）

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的發(fā)布，歷史性地確立了信息科技課程的國(guó)家課程地位。2024年11月，教育部發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》，掀起了全國(guó)各地普及開(kāi)設(shè)人工智能課程的熱潮。然而，許多科技教師、科技教育工作者對(duì)信息科技課程與人工智能課程的關(guān)系理解不清，甚至存在誤解，有必要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行梳理，供大家參考。

國(guó)家課程政策的定位

從國(guó)家課程政策角度而言，信息科技課程與人工智能課程是國(guó)家課程與地方課程的關(guān)系，也是包含與被包含的關(guān)系。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將人工智能視為組織課程內(nèi)容的6條邏輯主線（數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能）之一，并設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的“人工智能與智慧社會(huì)”模塊，在“法理”上將人工智能課程視作信息科技課程的一個(gè)組成部分。從這個(gè)意義上說(shuō)，信息科技課程與人工智能課程無(wú)疑是包含與被包含的關(guān)系。個(gè)人認(rèn)為，在未來(lái)10年內(nèi)，在國(guó)家課程體系中都不大可能設(shè)置與信息科技課程并行的人工智能?chē)?guó)家課程，其將長(zhǎng)期作為地方課程而存在。

課程體系的分化

在課程體系層面，信息科技課程與人工智能課程存在顯著差異。《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》所列第一條重點(diǎn)任務(wù)就是“構(gòu)建系統(tǒng)化課程體系”，并被廣泛宣傳，業(yè)已成為共識(shí)。這一要求表明，人工智能課程超越了信息科技課程中所包含的人工智能內(nèi)容，亟須構(gòu)建課程體系，不可直接沿用既有信息科技課程中的相關(guān)內(nèi)容，否則文件所列第一條任務(wù)就是無(wú)稽之談。筆者構(gòu)建的人工智能課程5大邏輯主線（工具智能化、問(wèn)題模型化、模型優(yōu)化、思維可視化、道德情感內(nèi)化）[1]也充分表明，人工智能課程具有非常豐富的課程內(nèi)容，遠(yuǎn)非現(xiàn)有信息科技課程所能覆蓋。

事實(shí)上，信息科技課程中的“在線學(xué)習(xí)與生活”“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”等模塊內(nèi)容與人工智能均缺乏直接聯(lián)系，即便是“數(shù)據(jù)與編碼”和“身邊的算法”模塊，與人工智能中的數(shù)據(jù)和算法也存在本質(zhì)差異。如果要追溯信息科技課程的母體——計(jì)算機(jī)學(xué)科，其課程內(nèi)容與人工智能專(zhuān)業(yè)課程也有高度差異。例如，南京大學(xué)開(kāi)設(shè)的人工智能專(zhuān)業(yè)與計(jì)算機(jī)學(xué)科的課程重疊率極低，是一個(gè)有別于計(jì)算機(jī)學(xué)科的新體系[2]。此外，根據(jù)教育部最近發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄（2025年）》，在已有培養(yǎng)中小學(xué)信息科技教師的“教育技術(shù)學(xué)”專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上，新增“人工智能教育”專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)門(mén)面向基礎(chǔ)教育培養(yǎng)人工智能專(zhuān)業(yè)師資，表明信息科技教育與人工智能教育已經(jīng)走向了不同的發(fā)展道路。

育人目標(biāo)的進(jìn)化

在育人目標(biāo)上，人工智能課程強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生人工智能素養(yǎng)的培養(yǎng)，也不同于信息科技課程劃定的4大核心素養(yǎng)。尤其在最為關(guān)鍵的計(jì)算思維的定位上，如果說(shuō)信息科技課程關(guān)注的是“計(jì)算思維1.0”，那么人工智能課程的核心應(yīng)當(dāng)是“計(jì)算思維2.0”。

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中界定“計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問(wèn)題解決過(guò)程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維活動(dòng)”。顯然，這一界定沒(méi)有考慮到新一代人工智能的發(fā)展。例如，算法是否還應(yīng)該作為人工智能課程的一個(gè)重要組成部分？如果說(shuō)深度學(xué)習(xí)乃至機(jī)器學(xué)習(xí)之前的人工智能算法與傳統(tǒng)編程算法還有相似性的話，那么新一代人工智能研究者所謂的算法已經(jīng)完全超越了算法本身的含義，而是為匹配大數(shù)據(jù)、高算力計(jì)算的需要而開(kāi)發(fā)的能夠智能化解決問(wèn)題的模型。

模型是算法學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的結(jié)果，是經(jīng)過(guò)抽象和封裝后的“黑箱”，也是群體協(xié)作的產(chǎn)物。這些“算法”（模型）往往是通用的，如ResNet適合解決絕大多數(shù)的圖像分類(lèi)問(wèn)題，YOLO適合解決絕大多數(shù)的目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題等。據(jù)此，從新一代人工智能角度出發(fā)，要求單個(gè)學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人工智能模型中的底層算法不僅有難度，而且沒(méi)有實(shí)際意義——大部分真實(shí)問(wèn)題的解決需要的不是算法上的創(chuàng)新，而是有效數(shù)據(jù)的收集和整理。因此，必須將人工智能模型中涉及的算法進(jìn)行封裝降維，才能滿(mǎn)足解決實(shí)際問(wèn)題的需求和適應(yīng)不同水平的學(xué)習(xí)者。就中小學(xué)人工智能教育而言，更難以讓學(xué)生設(shè)計(jì)底層的算法，否則將一葉障目，湮沒(méi)在枯燥算法的學(xué)習(xí)中，而失去了利用高性能模型（如SOTA模型）解決實(shí)際問(wèn)題的成就感。相反，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)針對(duì)實(shí)際問(wèn)題搭建、引用、優(yōu)化特定的模型才是更為合理的選擇。例如，學(xué)生只需要搭建一個(gè)線性回歸模型就可以解決某個(gè)預(yù)測(cè)任務(wù)。這里所說(shuō)的線性回歸模型包括一元線性回歸、多元線性回歸等，更底層的（傳統(tǒng)編程意義上的）算法則包括最小二乘法、梯度下降、隨機(jī)梯度下降等優(yōu)化線性回歸的（數(shù)學(xué)）算法。

進(jìn)一步說(shuō)，新一代人工智能教育，核心不再是算法的教育，而是模型的教育[3]。換言之，新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)的“具備計(jì)算思維的學(xué)生，能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、建模，并通過(guò)設(shè)計(jì)算法形成解決方案”，并不適用于人工智能教育。正是因?yàn)樾乱淮斯ぶ悄芴貏e強(qiáng)調(diào)模型的訓(xùn)練，以及數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)備和加工，因此模型的訓(xùn)練與推理應(yīng)用理應(yīng)作為計(jì)算思維的新生部分[4]。也正是在這個(gè)意義上，人工智能課程與信息科技課程不僅存在算法概念上的差異，而且在數(shù)據(jù)、算力上也存在差異，不應(yīng)混同：信息科技課程的數(shù)據(jù)都是小數(shù)據(jù)，一般直接使用就可以，而人工智能課程需要面對(duì)大數(shù)據(jù)，需要經(jīng)歷數(shù)據(jù)的清洗、加工、標(biāo)注、分割、轉(zhuǎn)換等操作；信息科技課程配置有CPU的計(jì)算機(jī)房就夠用了，而人工智能課程往往還需要GPU等為模型訓(xùn)練提供算力支撐。

教學(xué)實(shí)踐的復(fù)雜化

在教學(xué)實(shí)踐層面，信息科技課程與人工智能課程的關(guān)系更為復(fù)雜，不僅有國(guó)家課程政策傳導(dǎo)的依存關(guān)系，更有相對(duì)獨(dú)立的關(guān)系。例如，在諸多地方性指導(dǎo)意見(jiàn)中，人工智能課程的課時(shí)主要來(lái)源于信息科技、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)、勞動(dòng)、通用技術(shù)、課后服務(wù)等，并不完全占用信息科技課程的課時(shí)，甚至二者存在相互搶課時(shí)的矛盾。在實(shí)施條件上，人工智能課程要完整實(shí)現(xiàn)5大邏輯主線的展開(kāi)，離不開(kāi)算力的支撐，這是高中信息技術(shù)課程與義務(wù)教育信息科技課程實(shí)施過(guò)程中所未曾出現(xiàn)的新問(wèn)題。如果說(shuō)配置CPU的計(jì)算機(jī)房是信息科技課程的標(biāo)配，那么（云端或本地的）算力服務(wù)資源就是人工智能課程的基座。

課程重要性差異化

在課程的重要性上，信息科技課程與人工智能課程也存在差別。《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》明確提出“在各級(jí)基礎(chǔ)教育教學(xué)成果評(píng)選中，單設(shè)人工智能教育類(lèi)別”，而非放在信息科技教育類(lèi)別，暗示人工智能教育具有重要的獨(dú)立地位。文件同時(shí)要求探索將人工智能素養(yǎng)納入學(xué)生綜合素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系，并納入國(guó)家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)，與此相對(duì)，信息科技課程及其素養(yǎng)目標(biāo)并未列入國(guó)家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系。實(shí)際上，在中美人工智能領(lǐng)域激烈角力的背景下，人工智能教育的重要性已經(jīng)獲得社會(huì)各界的廣泛共識(shí)，人工智能課程所獲得的關(guān)注度和支持度是信息科技課程無(wú)法比擬的。

人工智能課堂（北京市第二中學(xué)經(jīng)開(kāi)區(qū)學(xué)校高宇供圖）

人工智能教育與人工智能教育應(yīng)用

借此機(jī)會(huì)，澄清兩個(gè)相關(guān)概念——人工智能教育與人工智能教育應(yīng)用（或人工智能+教育、教育人工智能）的差別。前者特指面向?qū)W生人工智能素養(yǎng)培養(yǎng)的以人工智能課程為主要載體的育人活動(dòng)，人工智能作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科課程而存在；后者特指關(guān)注人工智能如何賦能教育的育人活動(dòng)，旨在為傳統(tǒng)教育注入新動(dòng)能和新優(yōu)勢(shì)，人工智能扮演工具、資源、環(huán)境等角色，甚至與其他學(xué)科課程融為一體，例如科學(xué)智能（AI4S）改變了科學(xué)的本質(zhì)。人工智能課程是以課堂教學(xué)為主要方式的制度化的人工智能教育，也是人工智能教育的主陣地，信息科技（人工智能）學(xué)科教師是開(kāi)展人工智能教育的主力；而人工智能教育應(yīng)用的主體是各學(xué)科教師和管理者，對(duì)推動(dòng)人工智能教育具有重要的助力作用（如軟硬件建設(shè)的改進(jìn)等）。

當(dāng)然，盡管當(dāng)前針對(duì)信息科技課程與人工智能課程、人工智能教育與人工智能教育應(yīng)用存在理解上的誤差，但無(wú)須過(guò)度擔(dān)憂。究其根本原因，主要在于人工智能教育尚處在發(fā)展初期，人們的認(rèn)知需要一個(gè)消化、迭代的過(guò)程。同時(shí)也因?yàn)楦采w面的差異，存在為了爭(zhēng)取更多政策和經(jīng)費(fèi)支持而不得不采用模糊邊界的權(quán)宜之計(jì)。有理由相信，隨著人工智能課程的不斷成熟，人工智能教育持續(xù)普及，此類(lèi)概念問(wèn)題亦將慢慢消失。展望未來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)信息科技課程與人工智能課程的融合，或許會(huì)誕生新的課程名稱(chēng)，或直接被人工智能課程所取代，但就目前而言，信息科技課程不能覆蓋人工智能課程的核心目標(biāo)和基本內(nèi)容，二者不可等同，以信息科技課程之名行人工智能課程之實(shí)是走不通的。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘柏昌．新一代人工智能教育的五條邏輯主線．人民教育，2024（24）：12-16．

[2] 周志華．創(chuàng)辦一流大學(xué)人工智能教育的思考[J]．中國(guó)高等教育，2018（9）：52-53．

[3] 鐘柏昌．新一代人工智能發(fā)展與信息科技教育面臨的挑戰(zhàn)——兼談?dòng)?jì)算思維2.0．中小學(xué)信息技術(shù)教育，2024（9）：16-17．

[4] 鐘柏昌，劉曉凡，楊明歡．何謂人工智能素養(yǎng)：本質(zhì)、構(gòu)成與評(píng)價(jià)體系[J]．華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2024，42（1）：71-84．■

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來(lái)源 | 《中國(guó)科技教育》2025-06

編輯 | 孟想

審校 | 若惜、朱志安