如何建立人工智能人才贯通式培养通道

李翔宇

人工智能被世界各国认为是改变世界格局的新引擎，各发达国家都把人工智能作为科技发展的重要支撑。然而，目前我国人工智能人才缺口巨大。AI赋能，教育先行。这两年，很多地方都在努力推动中小学AI相关课程的设置，很多大学也开设了AI专业。那么，在基础教育和高等教育阶段，如何建立人工智能人才的贯通培养通道，从而培养出我国急需的人工智能人才？我们来听听人工智能领域专家的建议。

教育家:近两年，国内很多高校都开设了人工智能专业。目前高校人工智能教育的发展现状如何？

吴菲:2018年7月，教育部发布《关于开展2018年普通高等学校本科专业设置工作的通知》。2019年3月，教育部公布了2018年普通高等学校本科专业备案审批结果。呼声很高的人工智能被列入新批本科专业名单。当年，全国共有35所高校获得首批建设资质。事实上，这与2017年7月《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》和2018年4月教育部制定下发的《高等学校人工智能创新行动计划》一起，形成了一套推动我国人工智能人才培养的“组合拳”。在此基础上，2020年，教育部批准新增人工智能本科专业180个。

高校设置人工智能本科专业采取了以下三种方式:第一种方式是在计算机系或计算机学院设置人工智能专业，即“脱胎”于计算机科学与技术；二是在新成立的人工智能学院设置人工智能专业；三是将人工智能专业设置在以控制科学为主的学院。其中，最多的是第一种。首批开设人工智能本科专业的35所高校招收的本科生将于今年9月进入大学二年级。显然，中国人工智能人才短缺的状况仍然没有办法缓解。一年来，人工智能专业本科生主要学习通用课程，今年9月才进入本专业必修课。浙大人工智能专业本科生将学习人工智能与机器学习导论。所以我觉得从今年9月份开始，我们会进入问题和解决问题的阶段。相信很多高校都准备好了。

教材是人才培养的基础，是师生互动的载体。人工智能本科人才培养最需要解决的问题是编写高质量的教材。如果不按照人工智能本身的内涵编写反映人工智能特点的教材，仍然使用计算机等专业教材，就没有必要单独设置人工智能专业。因此，2018年3月，高等教育出版社、国家新一代人工智能战略咨询委员会在北京组织成立了“新一代人工智能系列教材”编委会，组织编写了基础理论、算法模型、技术体系、硬件芯片与伦理安全、“智能+”交叉学科等系列教材。人工智能的，从而形成一个各有优势、联系前沿、涵盖齐全、交叉融合的中国特色的一流教材体系。目前，教材编写工作进展顺利。《人工智能导论:模型与算法》和《可视化导论》已于2020年5月出版，另有17本教材也正在编写中。我们希望这些教材能对我国人工智能本科人才的培养起到积极的作用。难能可贵的是，这些教材会设置线上共享课程和相应的培训平台，让优质教材发挥最大效益。

教育家:只靠高等教育培养人工智能专业人才，恐怕是不够的。中小学人工智能教育要做好哪些“奠基”工作？

钟百昌:关于基础教育的“基础”，一个重要的体现就是为未来专业人才的培养“打基础”。2017年国务院发布的新一代人工智能发展规划明确指出，在中小学逐步推广编程教育。随后教育部发布的《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》中，至少有6个模块涉及编程内容，编程教育的地位在空之前得到了加强。毫无疑问，编程教育的回归不是简单的“走老路”学习编程，而是有了新的内涵和内容。新的内涵主要体现在:计算机科学及其相关的计算思维是编程教育的核心部分；新的内容，即基于新内涵的人工智能教育，为编程教育提供了新的增长点。但必须看到，中小学人工智能教育要在人工智能专业人才培养中发挥稳定的“基础”作用，要以国家课程为主阵地，进行系统化、普及化的教育。

就目前基础教育的课程框架而言，人工智能教育不太可能成为一门完全独立的学科，而应该是信息技术课程(或信息技术课程)的核心部分，可以设计专门的综合性人工智能模块或人工智能课程群(包括程序设计与算法、机器人、开源硬件设计、人工智能系统与核心算法等。).因此，只有提高中小学信息技术课程的地位，提高教师素质，保证课时，才能保质保量地开展人工智能教育。

有益的是，经过多年持续的教育信息化和信息技术课程建设，我国大部分中小学已经具备开展编程等人工智能相关课程的师资和硬件条件。根据教育部公布的统计数据，我国中小学用于教学的IT教师和计算机数量大幅增加。但在不同地区、不同学校，存在一定的不平衡性，尤其是城乡差异，东西部差异依然明显。另外，IT教师的整体专业水平也可以进一步提高空。

教育工作者:就目前中小学智能教育的发展而言，您认为存在哪些问题，如何改进？

钟百昌:首先，义务教育阶段信息技术(或信息技术)缺乏国家课程标准。为了促进人工智能教育，一些省份不得不将人工智能相关内容纳入当地课程大纲。但地方课程与国家课程相比，约束力较低，不利于课程和教师地位的提升，课时被其他学科占用的问题更为突出。此外，地方课程标准容易出现站位低、要求不一的现象，不利于推动人工智能教育健康可持续发展。因此，尽快出台国家层面的义务教育信息技术(或信息技术)课程标准不仅重要，而且必要。

其次，高中课程标准存在设计缺陷。教育部最新发布的《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《方案》)共设计了10个模块，其中必修模块2个，选修必修模块6个，选修模块2个。2个必修模块3学分，每个选修必修模块和选修模块2学分。而信息技术课程的必修学分是3学分，也就是说学校只需要设置两个必修模块就可以满足国家课程的要求和学生的毕业需求。作为非高考科目，选修课缺乏刚性保障。一般认为选修必修模块和选修模块会很难开设。课程标准除了课时不足，还有“抢地”的嫌疑。例如，作为与信息技术课程并行的通用技术课程，方案中还设置了人工智能相关的课程，如“智能家居应用设计”、“机器人设计与制作”等模块。可惜的是，相关课程因为属于技术学科，未能统筹考虑，所以重复设计。此外，由于中小学信息技术课程标准的缺失，高中信息技术课程标准的制定只能建立在学生起点的理论构想上，难免与实际情况有所出入。但由于缺乏参考，各地小学、初中开设的信息技术课程内容多样，低水平重复。

最后，高考政策对人工智能教育的有效实施至关重要。根据我们之前的调查，高中信息技术课程模块的开设受各省高考政策影响较大。在义务教育阶段，信息技术课程只是综合实践或地方课程的一部分，无法为中小学生系统、持续的能力培养提供师资和课时保障。导致学生在高中阶段的知识基础仍然薄弱，尤其是在计算机科学概念、编程的基本思想和方法等方面缺乏积累，这也导致了高中阶段课程开设的不足，缺乏成熟学科的厚度。因此，除了信息技术课程进入高考，还应尽快推出义务教育信息技术课程标准，推动各地将信息技术课程或其核心模块纳入中考科目，使信息技术课程尽快成长为内容连贯、学段间衔接有序的成熟学科，为人工智能教育奠定坚实的课程基础。

教育者:开设人工智能专业和基础教育的院校共同探索人工智能人才的贯通培养。应该把精力放在哪里？

吴菲:从纵向来看，关于高校与基础教育联合探索人工智能人才综合培养，根据教育部印发的《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》编写的教材将于今年9月正式启用。在新课程标准中，有一个信息技术的范畴，包括必修教材和选修必修教材。在选修必修课中，有一门课叫初级人工智能，在必修1中，有一门课叫信息与计算。第五章是人工智能及其应用。可以看出，我国高中阶段已经开设了人工智能的相关课程，旨在引导高中生建立信息技术素养，了解人工智能的基本概念和知识。作为选修必修教材《初步人工智能》的主编，我个人理解在高中阶段，主要是为人工智能或信息技术素养的培养做准备，激发学生对本专业的兴趣。我们不能把大学的知识体系下移，而要把高中生的信息技术素养上移，这也是信息社会的要求和趋势。

横向来看，高校人工智能人才贯通培养要注意两点。首先要强化本专业的核心，其次要进行全方位的培养，让培养出来的人才和其他专业的人才保持话语通道，有利于贯通培养任务的共同实现。比如从事人工智能的，也可能涉及AI+化学、AI+生命、AI+环保等。四年本科学习不能只是培养一个企业定制的特定人才，而是培养掌握人工智能的思维、理论和技术的人才，强调拥有一种能力而不是成为一台机器。

教育家:高校在人工智能专业人才培养上，应该如何赋能基础教育阶段的学校？

吴菲:当然，高校应该在培养综合人工智能人才方面为基础教育做出自己的贡献，比如编写高中信息技术教育的教材，培训高中信息技术教师，向高中生传授一些人工智能的基础知识。2020年1月，浙江省教育厅教研室组织了浙江省普通高中人工智能实验教学和人工智能技术研究培训活动。浙江省130多名高中信息技术教师和骨干教师前来参加，开启了浙江省高中人工智能教育的新起点。2020年3月，浙江省基础教育课程改革专业指导委员会中小学信息技术学科组专家组织第一批受训教师成立了浙江省高中人工智能教育联盟。为进一步提高受训教师的专业水平，巩固培训课程内容，为下一阶段人工智能教育试点做准备，联盟于3月23日至27日组织开展了“人工智能初级经典机器算法”研究培训活动，重点围绕高中教材《人工智能初级》。未来，联盟将继续举办教师培训及相关活动，丰富教学资源，精选教学案例，改革教学方法，提升浙江省人工智能教学水平。

教育家:中小学如何需要高校赋能培养具有人工智能创新能力的学生？

钟百昌:首先，在师资配置方面，虽然中小学信息技术教师的数量和质量都在不断增加，但仍然缺乏专业背景扎实的人工智能教师，导致他们无法培养学生的人工智能创新能力。因此，我们呼吁相关高校加快专业课程体系创新，通过校企合作建设人工智能教育实验室，丰富人工智能相关师资和课程建设，为中小学人工智能教育提供源源不断的优秀师资。其次，要支持人才培养的“出口”。实现人工智能专业人才的全面培养，不仅要对小学、初中、高中的培养目标和内容有透彻的了解，还要与高校的相关专业相衔接。比如，在招生方面，对于将信息技术课程纳入高考科目的省份和选择信息技术课程的考生，可给予高校人工智能相关专业优先录取资格；对于大部分未能将信息技术课程纳入高考的省份，可以考虑在高校招生序列中提供AI相关专业的招生通道，以鼓励部分学校和学生选修AI课程。

目前，教育部正在选择和建立新的普通高中课程和教材，以实施国家示范区和学校，期待这些示范区和学校在开设选修必修课方面探索新途径，与大学建立密切关系，开辟人工智能创新人才综合培养的新模式。