隨著人工智能技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛應(yīng)用,將人工智能學(xué)習(xí)目標(biāo)納入學(xué)校正式課程,培養(yǎng)學(xué)生人工智能能力,對(duì)于學(xué)生安全、符合倫理地使用人工智能至關(guān)重要。聯(lián)合國(guó)教科文組織制定的《學(xué)生人工智能能力框架》,定義了學(xué)生在人工智能時(shí)代必須掌握的知識(shí)、技能和價(jià)值觀。如何理解《框架》主體內(nèi)容?《框架》對(duì)我國(guó)人工智能教育相關(guān)工作有何借鑒推動(dòng)作用?一起跟著信息技術(shù)上機(jī)考試系統(tǒng)的小編來(lái)看具體內(nèi)容吧——
《框架》基于二維矩陣制定了涵蓋四個(gè)能力層面和三個(gè)能力等級(jí)的12個(gè)能力模塊。第一個(gè)維度是人工智能能力四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的能力層面,第二個(gè)維度是學(xué)生需要逐步提高的三個(gè)能力等級(jí)。
第一個(gè)維度將人工智能能力的定義錨定在知識(shí)、技能和價(jià)值觀三方面,旨在加深學(xué)生對(duì)人工智能系統(tǒng)背后的人類(lèi)主導(dǎo)方法的倫理理解。《框架》定義了學(xué)生人工智能能力的四個(gè)基本構(gòu)成要素,即以人為本的人工智能思維方式、人工智能倫理、人工智能技術(shù)和應(yīng)用、人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些要素側(cè)重于基本價(jià)值觀、維護(hù)倫理原則的社會(huì)責(zé)任、人工智能基礎(chǔ)知識(shí)和技能,以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高階思維技能。
1)以人為本的人工智能思維方式,指將學(xué)生人工智能能力建立在以人為本的基礎(chǔ)上,旨在促進(jìn)學(xué)生對(duì)特定人工智能工具與人類(lèi)需求、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展之間取得平衡的批判性理解。
2)人工智能倫理,指在人工智能整個(gè)生命周期中,學(xué)生能夠掌握、理解、實(shí)踐和適應(yīng)不斷發(fā)展的人類(lèi)行為規(guī)范的社會(huì)技能。
3)人工智能技術(shù)和應(yīng)用,指通過(guò)使用人工智能工具和真實(shí)任務(wù),整合人工智能概念知識(shí)和操作技能。
4)人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括確定人工智能系統(tǒng)的問(wèn)題范圍、框架構(gòu)建、訓(xùn)練、測(cè)試和優(yōu)化的綜合工程技能。該框架的第二個(gè)維度涉及理解、應(yīng)用和創(chuàng)造三個(gè)能力等級(jí),旨在反映學(xué)生在四個(gè)能力層面的掌握水平。
該框架的二維矩陣涵蓋上述三個(gè)能力等級(jí)和四個(gè)能力層面(見(jiàn)表1)。這些能力等級(jí)和能力層面的交叉點(diǎn)構(gòu)成人工智能能力的12個(gè)模塊,以支撐人工智能的批判性思維、倫理審查、實(shí)際使用和迭代更新。這些能力模塊相互關(guān)聯(lián)、協(xié)同作用,能有效促進(jìn)學(xué)生人工智能能力的全面發(fā)展。該矩陣提供了特定能力模塊的最低水平,旨在指導(dǎo)各國(guó)或地區(qū):
1)根據(jù)當(dāng)?shù)厝斯ぶ悄軠?zhǔn)備情況和可教學(xué)時(shí)間,確定人工智能相關(guān)重點(diǎn)領(lǐng)域和預(yù)期掌握水平;
2)確定跨課程、學(xué)科領(lǐng)域和年級(jí)整合的人工智能相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容;
3)定義熟練程度和制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),以評(píng)估學(xué)生的通用人工智能能力;
4)設(shè)計(jì)和探索適合不同年齡和特定領(lǐng)域的教學(xué)方法。

這四個(gè)能力層面規(guī)定了學(xué)生需要建立和不斷更新的人工智能能力的基本要素,以便培養(yǎng)其成為負(fù)責(zé)任的人工智能用戶、積極的人工智能共同創(chuàng)造者以及開(kāi)發(fā)下一代人工智能的潛在領(lǐng)導(dǎo)者。
1.以人為本的人工智能思維方式
“以人為本的人工智能思維方式”層面關(guān)注學(xué)生的價(jià)值觀、信仰和批判性思維技能,旨在審視人工智能的適用性、合理性、人類(lèi)應(yīng)如何與人工智能互動(dòng),以及個(gè)人和機(jī)構(gòu)應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。以人為本的人工智能思維方式為學(xué)生深入探索人工智能的各個(gè)方面奠定了基礎(chǔ)。
2.人工智能倫理
“人工智能倫理”層面代表了學(xué)生在人工智能系統(tǒng)的整個(gè)生命周期所需的倫理價(jià)值判斷、內(nèi)在反思以及社會(huì)和情感技能。隨著人工智能的快速迭代,人工智能倫理范圍不斷被擴(kuò)展,新的法規(guī)、法律和規(guī)則相繼出臺(tái),將引發(fā)更深刻的爭(zhēng)議。
3.人工智能技術(shù)和應(yīng)用
“人工智能技術(shù)和應(yīng)用”層面代表了與具體的人工智能工具或真實(shí)任務(wù)相關(guān)的、內(nèi)在關(guān)聯(lián)的人工智能概念知識(shí)和操作技能。數(shù)據(jù)和人工智能編程的基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐技能是設(shè)計(jì)和構(gòu)建人工智能系統(tǒng)能力的基礎(chǔ)?!叭斯ぶ悄芗夹g(shù)和應(yīng)用”意味著學(xué)生應(yīng)研究典型的人工智能工具,以理解基于數(shù)據(jù)和算法的人工智能是如何開(kāi)發(fā)的。學(xué)生將同步獲得人工智能編程技能,并將其應(yīng)用于制作人工智能工具,加強(qiáng)知識(shí)和技能的可遷移性。
4.人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)
“人工智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)”層面?zhèn)戎赜谌斯ぶ悄芟到y(tǒng)的問(wèn)題范圍界定、設(shè)計(jì)、框架構(gòu)建、訓(xùn)練、測(cè)試和優(yōu)化所需的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維和綜合工程技能。
《框架》的三個(gè)能力等級(jí),即理解、應(yīng)用、創(chuàng)造,反映了使用和共同創(chuàng)造人工智能技術(shù)的復(fù)雜性、熟練程度和倫理意識(shí)。這些能力等級(jí)以及每個(gè)能力模塊的實(shí)施規(guī)范,可指導(dǎo)開(kāi)展學(xué)生人工智能能力的形成性和總結(jié)性評(píng)估。
1.理解等級(jí)
“理解”等級(jí)是為所有學(xué)生設(shè)計(jì)的。每個(gè)人都在或?qū)⑴c某種形式的人工智能互動(dòng)。人工智能提供商一直在挖掘和操縱幾乎所有互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)據(jù),這就需要培養(yǎng)所有學(xué)生以人為本的人工智能知識(shí)、技能和價(jià)值觀,使其能以安全、知情和有意義的方式開(kāi)展日?;?dòng)。
這一等級(jí)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能的理解,并能以適合其年齡的方式對(duì)人工智能工具及其用途的價(jià)值觀、倫理問(wèn)題、概念、過(guò)程和技術(shù)方法進(jìn)行解釋。學(xué)生應(yīng)能通過(guò)與現(xiàn)實(shí)生活或社會(huì)實(shí)踐的聯(lián)系解釋或舉例說(shuō)明人工智能知識(shí),并通過(guò)將新知識(shí)整合到自己的知識(shí)圖式中來(lái)吸收新知識(shí)。
2.應(yīng)用等級(jí)
鑒于人工智能的使用已滲透到教育、工作以及生活的各個(gè)方面,學(xué)生應(yīng)準(zhǔn)備好成為積極且負(fù)責(zé)任的人工智能用戶。這既是為了個(gè)人利益,也是為了應(yīng)對(duì)共同的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。因此,“應(yīng)用”等級(jí)的結(jié)果與所有學(xué)生息息相關(guān),可用于調(diào)整人工智能課程專題模塊的范圍、廣度和難度。該等級(jí)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生對(duì)以人為本的人工智能方法和基本倫理原則有基本的理解,具備基本的人工智能知識(shí)和應(yīng)用技能。
在這一等級(jí),學(xué)生需深化、遷移和調(diào)整所學(xué)的知識(shí)、技能和價(jià)值觀,以適應(yīng)新的學(xué)習(xí)過(guò)程。達(dá)到這一等級(jí)水平后,學(xué)生需構(gòu)建堅(jiān)實(shí)且可遷移的概念知識(shí)和相關(guān)技能基礎(chǔ),還應(yīng)能夠?qū)⒁匀藶楸镜娜斯ぶ悄芩季S方式和倫理原則應(yīng)用于人工智能工具的評(píng)估、研究和實(shí)際應(yīng)用。該等級(jí)的學(xué)生可能會(huì)升入更專業(yè)的“創(chuàng)造”等級(jí)。然而,有些學(xué)生可能對(duì)人工智能興趣不濃,“應(yīng)用”等級(jí)將是他們?nèi)斯ぶ悄苣芰Πl(fā)展的退出點(diǎn)。
3.創(chuàng)造等級(jí)
培養(yǎng)關(guān)鍵的人工智能能力對(duì)于確保人工智能的設(shè)計(jì)、部署和滿足用戶需求并造福公眾至關(guān)重要。學(xué)生應(yīng)準(zhǔn)備好創(chuàng)建值得信賴的人工智能工具,并在下一代人工智能技術(shù)的定義和設(shè)計(jì)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。在“創(chuàng)造”等級(jí)階段,學(xué)生應(yīng)成為負(fù)責(zé)任的人工智能共同創(chuàng)造者,開(kāi)發(fā)以人為本的人工智能解決方案,對(duì)人工智能的設(shè)計(jì)和使用產(chǎn)生積極影響。這一等級(jí)的學(xué)習(xí)需要綜合應(yīng)用所獲得的人工智能知識(shí)、技能和價(jià)值觀,設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試有助于應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界挑戰(zhàn)的人工智能解決方案。
在“創(chuàng)造”等級(jí)階段,學(xué)生應(yīng)能基于開(kāi)源或可定制的數(shù)據(jù)集、編程工具或人工智能模型開(kāi)發(fā)新的人工智能工具,還應(yīng)提高其批判性地評(píng)估人工智能社會(huì)影響的能力。
人工智能技術(shù)引領(lǐng)新一輪科技革命,將給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)顛覆性影響。在我國(guó)數(shù)字強(qiáng)國(guó)建設(shè)背景下,人工智能教育應(yīng)用重塑學(xué)校教學(xué)模式,為學(xué)生未來(lái)技能的培養(yǎng)帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。人工智能的應(yīng)用表明,研制以人為本的國(guó)家人工智能教育戰(zhàn)略,創(chuàng)建支持人工智能教育的數(shù)字化環(huán)境,不斷優(yōu)化治理手段,持續(xù)提升學(xué)生的人工智能能力至關(guān)重要。
首先,研制以人為本的國(guó)家人工智能教育戰(zhàn)略,規(guī)范人工智能立法和監(jiān)管制度。國(guó)家應(yīng)加大數(shù)據(jù)資源體系和應(yīng)用支撐體系的建設(shè)力度,夯實(shí)數(shù)字校園建設(shè)基礎(chǔ),促進(jìn)人工智能技術(shù)的研發(fā)和教育應(yīng)用,加速推進(jìn)和規(guī)范人工智能立法,加強(qiáng)對(duì)人工智能技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)管,確保技術(shù)安全可靠。
其次,創(chuàng)建支持人工智能教育的數(shù)字化環(huán)境,形成以學(xué)生為核心的教育新生態(tài),包括打造教育數(shù)字化共享服務(wù)平臺(tái),利用人工智能動(dòng)態(tài)采集和管理學(xué)生信息,提升平臺(tái)的預(yù)警治理監(jiān)管能力;深入探索符合智能時(shí)代的教育規(guī)律、人才培養(yǎng)模式和人工智能教育應(yīng)用的有效策略,構(gòu)建以人工智能為引領(lǐng)、以學(xué)生發(fā)展為核心的創(chuàng)新教育生態(tài)系統(tǒng),引導(dǎo)學(xué)生批判性且合乎倫理地選擇和使用人工智能工具,培養(yǎng)其成為適應(yīng)人工智能時(shí)代的新型人才。
最后,強(qiáng)化學(xué)生的人工智能倫理意識(shí)。學(xué)校應(yīng)建立包含學(xué)術(shù)誠(chéng)信、科技倫理與社會(huì)挑戰(zhàn)等內(nèi)容的全方位倫理教育體系,引導(dǎo)學(xué)生深入探討人工智能技術(shù)及工具應(yīng)用中的倫理困境,幫助學(xué)生建立正確的技術(shù)觀念,提升學(xué)生在數(shù)智化時(shí)代的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
教育始終是面向全人發(fā)展的富有德性的活動(dòng),人工智能教育要時(shí)刻秉持“以人為本”的核心原則,跳出單純追求知識(shí)積累與技能訓(xùn)練的局限,著重培育學(xué)生的人工智能能力。因此,構(gòu)建新型的人工智能教育人才培養(yǎng)模式,加強(qiáng)人才儲(chǔ)備和梯隊(duì)建設(shè),為未來(lái)培育高素質(zhì)的人工智能人才隊(duì)伍奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)至關(guān)重要。
首先,加快人才自主培養(yǎng)步伐,做好各類(lèi)型高校人工智能人才培養(yǎng)的定位和分工,建設(shè)覆蓋高層次人才、專業(yè)技術(shù)人才、行業(yè)技能人才、中小學(xué)人工智能基礎(chǔ)教育人才等的多層次人才培養(yǎng)體系。高校要發(fā)揮培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人才的主力軍作用,全方位謀劃基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng),建設(shè)一批基礎(chǔ)學(xué)科培養(yǎng)基地,培養(yǎng)領(lǐng)跑?chē)?guó)際的人工智能領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才。
其次,高校圖書(shū)館、教育學(xué)院和人工智能學(xué)院要聯(lián)合政府和其他社會(huì)力量,制定操作性強(qiáng)的人才人工智能能力標(biāo)準(zhǔn)。人工智能能力標(biāo)準(zhǔn)既是培養(yǎng)學(xué)生人工智能能力的基準(zhǔn)和操作指南,也是評(píng)價(jià)學(xué)生人工智能能力水平的重要依據(jù)。這就需要將高校不同層級(jí)和專業(yè)背景的學(xué)生等納入研究對(duì)象和范疇,充分考慮各類(lèi)人群的人工智能能力需求,制定分類(lèi)別和分階段的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),考慮到人工智能技術(shù)的動(dòng)態(tài)發(fā)展,人工智能能力標(biāo)準(zhǔn)要具有適度的超前性和可擴(kuò)展性。
最后,課程建設(shè)應(yīng)充分吸納人工智能技術(shù),構(gòu)建跨學(xué)科知識(shí)體系,將人工智能素養(yǎng)教育貫穿教育教學(xué)全過(guò)程。專業(yè)課程設(shè)置可適當(dāng)降低理論課程和理論知識(shí)的占比,適當(dāng)提高實(shí)踐課程及人工智能素養(yǎng)教育的比重,讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中提升應(yīng)用人工智能的能力。
人工智能能力是人工智能時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生的新興概念,它融合了智能知識(shí)、技能、情感態(tài)度和倫理,是學(xué)生核心素養(yǎng)體系的重要一環(huán)。重視人工智能工具與學(xué)科深度互融,形成人機(jī)協(xié)同的智能素養(yǎng)教育新生態(tài),促進(jìn)學(xué)生人工智能能力的培養(yǎng)應(yīng)盡快列入教育教學(xué)日程。
一是緊密結(jié)合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì),在教育形式設(shè)計(jì)、教學(xué)模式轉(zhuǎn)變和教育平臺(tái)構(gòu)建上不斷探索,充分利用人工智能技術(shù),賦予教育形式以新穎性、教育環(huán)境以多樣性、教育平臺(tái)以先進(jìn)性。這包括清晰界定人工智能在教育中的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域,明確人工智能教育應(yīng)用的深度與廣度界限,同時(shí)強(qiáng)調(diào)人類(lèi)在情感關(guān)懷、身心健康培養(yǎng)及思想價(jià)值引導(dǎo)等方面的資源與優(yōu)勢(shì)。這不僅是技術(shù)應(yīng)用的智慧考量,更是對(duì)教育本質(zhì)與人性關(guān)懷的深刻洞察。
二是將人工智能核心要素嵌入各學(xué)科體系,構(gòu)建跨學(xué)科、理論與實(shí)踐并進(jìn)的教育新生態(tài)。以人工智能教育為橋梁打破傳統(tǒng)學(xué)科間的界限與壁壘,促進(jìn)知識(shí)的跨界流動(dòng)與共享,鼓勵(lì)學(xué)生以更加全面、系統(tǒng)的視角審視并理解世界,使人工智能成為激活學(xué)科知識(shí)活力、激發(fā)創(chuàng)新思維的重要驅(qū)動(dòng)力。
三是加強(qiáng)人工智能倫理道德教育的實(shí)踐轉(zhuǎn)化,包括通過(guò)案例分析、情境模擬等手段,幫助學(xué)生深刻理解并內(nèi)化人工智能道德原則;建立反饋與評(píng)估機(jī)制,定期審視與更新倫理原則內(nèi)容,以適應(yīng)人工智能技術(shù)的快速發(fā)展及社會(huì)環(huán)境的變化,確保教育內(nèi)容的時(shí)效性與前瞻性。
《框架》將人工智能能力轉(zhuǎn)化為可量化的學(xué)習(xí)結(jié)果,明確了各能力模塊的最低水平,為設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)學(xué)生能力評(píng)估工具提供了依據(jù)。我國(guó)迫切需要研發(fā)針對(duì)我國(guó)學(xué)生能力發(fā)展、符合我國(guó)人工智能倫理規(guī)范的評(píng)估工具,動(dòng)態(tài)評(píng)估學(xué)生的人工智能能力,規(guī)范學(xué)生行為,提高學(xué)生的數(shù)字技能應(yīng)用能力,促進(jìn)人工智能與學(xué)習(xí)的深度融合。
一是基于《框架》的能力模塊,探究并完善數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)生能力評(píng)價(jià)指標(biāo)和發(fā)展指數(shù)。傳統(tǒng)教學(xué)方式已無(wú)法滿足多樣化學(xué)習(xí)者群體的學(xué)習(xí)需求,而人工智能技術(shù)支持的學(xué)習(xí)環(huán)境提高了學(xué)習(xí)的可訪問(wèn)性和包容性,但這要求學(xué)生具備一定的人工智能能力。因此,教育系統(tǒng)需為不同階段的學(xué)生提供人工智能能力培訓(xùn)項(xiàng)目和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),有效提升學(xué)生的人工智能能力。
二是研發(fā)并實(shí)施以人為本的新評(píng)估機(jī)制和測(cè)評(píng)工具。促進(jìn)形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合以及評(píng)價(jià)重點(diǎn)的轉(zhuǎn)變,創(chuàng)建學(xué)生個(gè)人人工智能能力發(fā)展檔案,跟蹤和記錄學(xué)生能力發(fā)展的全過(guò)程。這些工具的開(kāi)發(fā)既要充分考慮教育環(huán)境、學(xué)習(xí)風(fēng)格和文化背景的差異,確保評(píng)估工具的針對(duì)性和適用性,也要確保評(píng)估工具的設(shè)計(jì)遵循人工智能技術(shù)的倫理規(guī)范,避免對(duì)學(xué)生造成傷害。
三是構(gòu)建人工智能素養(yǎng)教育培訓(xùn)體系,以支持對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)以及倫理和社會(huì)責(zé)任的教育,整合學(xué)生人工智能能力評(píng)估工具,動(dòng)態(tài)評(píng)估和提升學(xué)生人工智能素養(yǎng),將學(xué)生培養(yǎng)成既具備技術(shù)知識(shí),又擁有創(chuàng)新思維和倫理意識(shí)的人工智能駕馭者。
文章內(nèi)容來(lái)源丨節(jié)選自《開(kāi)放教育研究》,原標(biāo)題《培養(yǎng)人工智能時(shí)代負(fù)責(zé)任和有創(chuàng)造力的公民——聯(lián)合國(guó)教科文組織<學(xué)生人工智能能力框架>報(bào)告要點(diǎn)與思考》,文章轉(zhuǎn)載自中關(guān)村互聯(lián)網(wǎng)教育創(chuàng)新中心;作者丨蘭國(guó)帥(河南大學(xué)教育學(xué)部副教授);肖琪、宋帆、杜水蓮、丁琳琳(河南大學(xué)教育學(xué)部)
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