“人工智能+教育”向我们走来

◇蒋东华（浙江：绍兴市快阁苑小学）

在一部分小学教师还认不清人工智能是什么时，人工智能已经从战胜卡斯帕罗夫的“更深的蓝”到让“阿尔法狗”战胜棋王李世石、天才棋手柯洁俯首称臣。当人们还以为人工智能离自己很远的时候，微信、抖音、滴滴、淘宝、拼多多和美团等诸多App及背后的集团，已在通过人工智能算法，把人们的偏好、习惯算了个八九不离十，成为人们不自知的“知己”，在茫然中被收割韭菜。新的信息技术教材把人工智能编进了小学的信息技术课，教师是把人工智能作为信息技术课程的一个单元，还是让“人工智能+教育”发挥更大作用，帮助我们教育“四有”新人？下面从新时代学生六大核心素养与“人工智能+教育”的关联性逐一分析。

一、通过“人工智能+教育”完善学生人文精神

人文精神是一种普遍的人类自我关怀，表现为对人的尊严、价值、命运的维护、追求和关切，对人类遗留下来的各种精神文化现象的高度珍视，对一种全面发展的理想人格的肯定和塑造。人文也代指人类社会的各种文化现象。电影、电视、抖音、电商，已成为目前人们接触最多的社会活动，成为社会人文的重要组成部分。我们从教师和学生经常接触的电影说起，有三部非常经典的人工智能系列影片：《终结者》《机械姬》《升级》。《终结者》系列描述了从未来而来的帮助人类的人工智能与灭绝人类的人工智能在现实世界激烈争斗的故事；《机械姬》讲述了亿万富翁邀请他公司的一名程序员，针对人工智能产品伊娃的“图灵测试”。诸如此类，现在小学生从电影中，或多或少能体会到人工智能元素，有时隐性一点，有时显性一些。

无论人类把人工智能带向何方，或是人工智能把人类带往哪里，人类自此无法与人工智能相分割。由此可见，小学生的人工智能学习，与人文底蕴这项核心素养再无分割，而且是内容成长最快速、变化最繁复多端的一个方向，不再以教师的好恶为转移。人工智能对学生人文素养的积累，尚需更多的实验研究数据支撑，以显性化评价。

二、通过“人工智能+教育”培养学生科学素养

2019年10月26日，中科院院士、西湖大学校长施一公在世界青年科学家峰会上发表题为《青年与科学精神》的主旨报告。报告中，施一公从3个角度阐释了科学精神的内涵，即求真、独立和合作、质疑。

笔者前后所在的两所学校，均以“人工智能+教育”为学校特色。一所是浙江省教学机器人示范学校；一所正在创建浙江省“人工智能+教育”试点校。目前所在学校有7个人工智能类的拓展课程项目。根据课程导师和学校教师的座谈得知，进行“人工智能+教育”内容学习的学生，明显存在以下特点：1.善于分解复杂任务，与同伴形成合作关系；2.在课堂上，特别是科学课堂上，对于教师或其他学生提出的模棱两可的解释，有更多刨根问底的追问。充分显示出学生在课堂中求真、合作、质疑能力。

经过一个学期的“人工智能+教育”，参加人工智能拓展课程学习的学生成绩，特别是数学和科学类的成绩，都有超过同班学生的增长。2020年第二学期与2021年第一学期，参加七个项目的学生，数学和科学成绩与其他学生相比，情况如下。

B学校4～6年级人工智能各课程学生科学平均成绩比较表

【分析】这个案例和其他诸多类似的案例，使学生放弃在人工智能学习中的想当然、大概、或许的想法和做法。因为在人工智能的学习过程中，一就是一，零点一就不是零点一一，差之毫厘，谬以千里。学生不得不面对现实，积极探索，解决困难，因为困难无法回避。这就是可贵的科学素养。人工智能的学习就是这么粗暴、简单地重复科学素养的重要和必要。

三、通过“人工智能+教育”帮助学生学会学习

人工智能的最终目的是让机器学会学习，学习人工智能的学生若没有学会学习，将不能让机器学会学习。比如，在兔行飞行机器人的任务中，飞行机器人会去识别场地上的二维码，并能够正确地到达二维码的正上方，任何偏差都有可能导致任务失败。学生要很多次地辨别不同情况下飞行机器人识别的参数，再进行纠正，从而找到最正确的参数，同时要考虑风速、光线的改变等等。这种复杂的情况，正是培养学生学会解决复杂问题能力的好机会，也是学会学习的时机。学生要从无数次的实践中，进行分析、判断、归类、整理。学会学习，是学习人工智能的基本方法。

学生在学习人工智能的过程中，遭遇到无穷的不可预知性和可能性，这些都需要学生学会学习。在人工智能的教学中，只可能对经常出现的问题进行一些解答，以进行解决思路的整理。

四、通过“人工智能+教育”促进学生健康生活

学生生活在当代，可以说主要有以下几个挑战：手游、反诈、抖音和电商营造的信息茧房、大数据杀熟。大数据杀熟，是指同样的商品或服务，老客户看到的价格反而比新客户要贵出许多的现象。信息茧房，是指人们关注的信息领域会习惯性地被自己的兴趣所引导，从而将自己的生活禁锢于像蚕茧一般的“茧房”中的现象。

由于在人工智能的学习中，学生对于逻辑算法比较熟悉，很容易分析这些行为都是人工智能处理大数据而分析出来的结果应用。因为了解，所以容易破解。经过半年的“人工智能+教育”，通过对学生2021年10月和2022年4月相隔6个月的相关信息调查，发现大数据杀熟，使用的就是人工智能处理大数据的能力。社会上的事物，只不过是大数据库当中的一串串数列，只有人工智能，才能处理浩如烟海的大数据。学生在学习人工智能的过程中，熟知数据处理的各种案例，比较容易搞清目前各种App或者是游戏软件吸引人的套路。正是由于这种熟知，掌握人工智能能力的学生，在反诈、反套路、反游戏沉迷中会有较出色的表现。毕竟这是他们研究的领域。

五、通过“人工智能+教育”引导学生团结协作

人工智能的学习一般都是团队作战的项目式学习。

例如，乐高FLL工程挑战项目当中，就有4～6个成员，各有不同的分工：有人做组长，统筹协调；有人做程序员，负责编写程序；有人做调试员，专门调试；有人负责做机器人设计；有人负责做海报，记工程笔记，做PPT；等等。

这种学习方式是小学人工智能的常态化学习方式。在团队组建的初期，免不了各种争吵、各种不服，经过一段时间的磨合，慢慢地，学生就学会了相处，各自承担自己的职责任务。没有完成好自己职责任务的学生，免不了被队内的其他成员数落，多少会觉得难为情，只能加紧做好自己的工作。在这样的环境中，一个人能否胜任自己的职责变得很重要，因为他们的荣辱绑定在一起。要在人工智能的学习场所中生存下来，就要会团结协作，还要有责任担当。

六、通过“人工智能+教育”创新学生实践活动

一个好的人工智能项目，是以实践操作为基础的，并与创新紧紧联系在一起。比如，VEX‐IQ2022年百发百中任务，包括许多挑战任务，如，要搭建场地道具、要构建机器人小车复杂无比的机体；包括各种简单机械和复杂机械，如，要学会编写机器人运作的程序，又要用遥控器在场地上运行，同时还要与对方的机器人进行卡位、抢球等拟人的动作。所包含的任务量远远超出一般想法所能完成的工作量。如何用更巧妙的设计、更有效率的设计、更大容错率的设计，从一开始就会成为学生努力的方向。要更省时、更精准、更简单、更巧妙，重复别人的活动，在人工智能项目中毫无意义，复印和粘贴太简单了。

可以这样说，人工智能活动是真正为学生实践创新而准备的项目。人工智能的算法，必须在具体的事物或机器人中实现，才可以被称为科技创新。小学阶段的人工智能活动，把小学生在其他学科中学到的知识和能力，综合运用到人工智能活动中。因为这是一个创造“人”的活动，人会什么，就要教会机器做什么，那么学生对于自己在学习和生活中要做什么，转而通过程序语言和机器构造来完成，让人工智能来实现。这是一项全世界都在不断探索的事物，不再有什么标准答案可供抄袭。实践创新就实实在在地发生了。

培养学生核心素养是党的教育方针的具体化，是连接宏观教育理念、培养目标与具体教育教学实践的中间环节。党的教育方针通过核心素养这一桥梁，可以转化为教学实践可用的、教师易于理解的具体要求，明确学生应具备的必备品格和关键能力，从中观层面深入回答“立什么德、树什么人”的根本问题，引领课程改革和育人模式变革。本文通过将人工智能教育与学生核心素养培养相关联的案例，不是要证明人工智能是实现这些核心素养的唯一途径，而是强调对学生从小进行人工智能教育的重要性和必要性。这是一个明确的面向未来的教育途径。