上周，世界著名物理学家史蒂芬·霍金去世，享年７６岁。霍金先生在生命的最后几年，一直关注着人工智能等新科技的发展和对人类的影响。他多次提醒人类，要尽量避免人类通过人工智能建造更高级的武器，进而摧毁人类。但是，随着科技的不断发展，人工智能势必会成为一种趋势，且在某些领域带来巨大的福利。作为培养未来人才的学校，也开始关注人工智能教育和其课程的开发。2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，文件中提到在中小学阶段设置人工智能的相关课程。

学校如何开设人工智能课程，针对霍金先生的“提醒”，我们在人工智能教育中到底应该注意哪些问题，业已作为重要的研究课题。美国在这方面起步早，积累了丰富的经验，对我国开展人工智能课程有着重要参考价值。

以好奇心驱动计算思维

和程序思维的培养

２０１６年，美国发布了《为人工智能的未来做好准备》与《国家人工智能研发战略规划》两份报告，提出了人工智能教育是计算机科学教育的重要组成部分。美国中小学人工智能课程的设计是从科学价值的角度出发，不仅让学生学会编程、操纵机器人等技术，更强调数学基础和科学素养。相应地，在课堂学习活动中注重讲求诚意、合作，着重激发学生兴趣，培养学生的洞察力、创造力、协作能力以及跨学科问题解决能力。比如，通过在其他课程学习中整合技术，如Ｇｒｏｔｏｎ ｓｃｈｏｏｌ在传统课程中亦强调数据分析、建立模型、编程等，营造科技学习的良好环境等。

在好奇心的驱动下，课程非常重视培养学生的思维能力。老师在授课中十分注重宽容的课堂空间，使学生沉浸于一种探究、讨论并重视计算思维的文化中，示范好的思维方法，又提供安静思考的时间和空间。同时，老师还关注学习过程中学生思维上的深刻认识，重视真实情景和知识的实践性。此外，老师在课堂上非常尊重学习个体的选择，学生可以自己定义个性化的问题，深入人工智能在实际世界中的应用以进行深入的项目研究，比如关于“如何利用计算机使医院更安全”的研究，还进一步设置区分化的课程——与职业发展相联系的差异化目标，培养生活中和职业中迁移应用的计算思维。

五大举措破解

师资短缺问题

美国在中小学加强计算机科学领域的课程教学，是在近几年逐步建立与推进的，亦面临着师资短缺的问题。在这种情况下，美国教育系统里有以下几点呼吁和做法可供借鉴。

第一，协会层面。计算机科学教师协会是一个比较专业的组织，主导开发了计算机科学标准，并与国家共同核心标准相对应，规定每个年级应该学习的概念和子概念，采取的实践及达到的标准，在官方网站提供了丰富的课程资源、教师研讨会、面向家长的小册子，供学生学习和选择。第二，高校层面。一些大学的计算机中心，作为大学入学的预备项目，提供Ｋ－１２的课程学习。另外，还提供教师的现场培训，很多学校采用这样的整体完整课程体系。第三，企业层面。企业出资与政府合作，如微软、谷歌、脸谱等都投资推进美国的计算机科学基础教育，大学举办的夏令营活动，非盈利组织如ｃｏｄｅ．ｃｏｍ免费提供编程经验。第四，学校层面。把比较有思想、有能力的企业、科研院所等社会人士请到学校来，一起讨论策划本校人工智能学科的教学。第五，教师层面。进行学校师资的快速培养，并为教师颁发证书。

案例

科技高中：学生须修计算机科学课

关于人工智能课程的具体设置，有两种不同的方式可供参考，以托马斯杰斐逊科技高中和斯坦福大学人工智能实验室项目为例进行介绍。

学校正式开设的课程，如托马斯杰斐逊科技高中，这是一所非常重视科技的学校。学校的课程包含面向全体学生的计算机科学课程、学生自由选修的人工智能课程以及个别学生的创新课程三个层次。学生每一学年必须选修计算机科学课程，而人工智能课程的先决准备条件是学生必须具备计算机科学和数据结构基础。同时还有高级实验室课程，具备人工智能课程的基础上，才可以在计算机系统实验室、神经科学实验室进行学习，并与科研院所等单位合作实行导师制，以更好地指导学生。

另外，还有学校开展的短期项目课程，如斯坦福大学人工智能实验室为期两周的暑期课程计划，包含人工智能教育和灵感激发模块、个人成长模块，以及亲身实践模块。这个课程让学生探索自己感兴趣的问题，帮助学生寻找资源和导师，以实际问题导向的方式对思维过程加以塑造。

文／李敏（北京教科院课程中心）