AI基礎課正式進入高中教材，但願再也不是走走形式

本文由 「AI前線」原創，原文連接： AI基礎課正式進入高中教材，但願再也不是走走形式
撰寫｜Vincent,Natalie，Debra
編輯｜Emily

AI 前線導讀：」2018 年 1 月 16 日，教育部印發《普通高中課程方案和語文等學科課程標準（2017 年版）》（如下簡稱「標準」）。《標準》中除了增長了數據與計算等必修課，還加入了數據結構、人工智能、開源硬件設計等 AI 相關的課程。」

教育部文件連接：

www.moe.gov.cn/srcsite/A26…

2017 年 8 月，在國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中明確提出：要在中小學階段設置人工智能相關課程，推進人工智能領域一級學科建設，把高端人才隊伍建設做爲人工智能發展的重中之重，完善人工智能教育體系等內容。教育部發布的這一《標準》文件是對《發展規劃》內容的落實。

雖然人工智能的內容是近期才加入高中課本的，可是編程的內容加入教學課程倒是由來已久。

早在 2014 年，浙江省教育廳就已經將算法與程序設計加入了信息技術課的選修課目中。

2017 年，一樣是浙江省，人工智能編程語言 Python 被正式歸入浙江省高考的內容當中。不止浙江，教育大省北京和山東也肯定要把 Python 編程基礎歸入信息技術課程和高考的內容體系，Python 語言課程化也將成爲孩子學習的一種趨勢。

到了 2017 年 10 月 11 日，教育部考試中心發佈了關於「關於全國計算機等級考試（NCRE）體系調整」的通知，決定自 2018 年 3 月起，在計算機二級考試加入了「Python 語言程序設計」科目。

也許有讀者發現了，首批將編程課、python 語言、人工智能加入中學課程的都是江浙滬、山東等地區的高校，或者是北上廣這樣的一線城市，在知乎上，有關「如何看待 2017 年浙江省高考七選三科目中包含的技術」這類問題也是引發了衆網友的熱烈討論，甚至有答主表示：「咱們學的是有些 985 高校大一的科目。」那麼，我國人工智能教育現狀到底如何，AI 前線作了以下的分析。

中國人工智能教育現狀

AI 教育從娃娃抓起，如何繞過「應試」的坑？

從目前國內外教育機構啓動人工智能教育的實踐來看，其實所謂面向 K12 人羣的人工智能教育並非絕對意義上的人工智能課程，而是更爲涉及面更廣、普適性更強的計算機科學。而計算機科學課程的設置，最終目的應該是加強學生的計算機思惟能力，並更好地銜接大學課程。

過去中小學也包含科學、信息技術等課程，但課程單一，並未造成一套完善的體系，涉及的內容也比較簡單，考覈標準不夠清晰。學校內多開展的仍是所謂 STEAM（科學、技術、工程、藝術及數學）創新教育，專門的編程等教學仍以課外培訓機構提供爲主。

據測算，美國 K12 階段約有 67.5% 的孩子已接受在線編程教育。以全球最主要的少兒編程語言 Scratch 的統計數據爲例，美國市場的滲透率最高，達 44.80%，英國爲 9.31%，中國僅爲 0.96%。相比國外，我國編程教育的普及率還比較低。

此外，雖然 2017 年浙江省將「技術」歸入高考七選三科目，但根據大部分知乎用戶的反饋，選擇考這個科目更可能是普通學生用來提分的手段，不論是所學的內容仍是考試都比較水。但這個現象從 2018 年開始可能將有所改善。

2017 年 1 月，《義務教育小學科學課程標準》提出將對小學科學課程標準進行修訂完善，在教學建議中首次加入學科關聯建議，提出科學學科要與小學其餘學科密切關聯的觀點，尤爲是數學、語文、綜合實踐活動等課程。倡導跨學科學習方式，運用 STEM 教育體系將科學、技術、工程、數學有機地融合在一塊兒，增強學生科學素養的培養。

從 2018 年開始，浙江省信息技術教材將放棄 VB 這門老編程語言，全面使用 Python 語言，另外還將取消對 Excel、PS、Flash 等多媒體軟件的考察，要學習的內容將涵蓋基本的冒泡選擇、順序二分法、二叉樹等，難度有所提高。北京和山東也已肯定要把 Python 編程基礎歸入信息技術課程和高考的內容體系。

再加上今日教育部印發的新課標，將更多人工智能相關課程加入到了高中必修和選修課程中，足以證實國家對 AI 基礎教育的重視。而衆多緊盯 K12 教育市場的 AI+ 教育公司，更是不會錯過這個巨大的風口。

就大學階段來看，2016 年北京聯合大學在全國率先成立機器人學院，面向全國招生。隨後湖南大學、中國科學院大學、國防科技大學也相繼成立機器人學院或人工智能學院。目前國內一共有 20 餘家高校開設了人工智能研究方向專業，但相比美國的 168 家高校，差距仍然比較大。

大城市打頭陣，偏遠地區怎麼辦？

從前文咱們能夠發現：開設人工智能或者編程課程的中學主要集中在江浙滬或者山東這樣的教育大省，而高校開設人工智能相關專業課也都是先從一線城市的高校開始的，那麼不在教育大省的中學生以及不在一線高校的大學生們怎麼辦？

用一個例子來講明或許更加直觀。

一個是來自江浙滬某一重點中學的學生，一個是來自某三線城市的重點中學學生，兩人都志願成爲將來的 IT 精英。

雖然同爲重點，可是前者的學校在初中期間就開設了 python 語言的編程課，並在高中進行了人工智能、大數據等相關領域的初涉課程的學習；然後者，雖然一樣來自重點高中，可是因爲地方教育資源的缺少，以及相關領域教育人才的缺失，縱然在教學大綱中有該類編程課程的規劃卻無人可以勝任教學工做，若是學生有所愛好那也只能依靠網絡進行自學，雖然也能夠有所建樹，可是跟前者相比，缺乏完整的體系指導，尤爲在遇到瓶頸之時，若是無人指點，則很容易迷失並喪失信心。

雖然目前教育部通知已下達，可是對於偏遠地區以及教育資源相對落後的地區，如何配備相應的教育資源以彌補和發達地區之間的差距，恐怕纔是普及技術教育的第一要務。

各國爲培養 AI 人才操碎了心

在很多業內人士看來，人工智能做爲鏈接將來的教育，面向大衆進行普及，特別是在 K12（6-18 歲青少年）階段的學生中開展，很大程度上帶來的是邏輯思惟能力的提高和思惟方式的改變。不光是中國，全球多個國家都在貫徹着「計算機科學教育要從娃娃抓起」這一教育方針。

2013 年 9 月，英國成爲世界上第一個將計算機編程納爲學校義務教育的國家。根據課程綱要，英國的兒童從 5 歲進入校門到 16 歲參加第一次考試期間都必須學習編程課程，學生們能夠用學到的知識理解簡單的算法，甚至使用編程語言解決計算問題。2014 年 7 月英國提出了「編程者國度」計劃，這一計劃也標誌着「編程教育元年」的開啓，STEAM 教育時代已經到來。

K12 編程已經成爲孩子繼閱讀、寫做、算術三項基本能力外所需掌握的第四項必備技能，全球已有超 24 個發達國家將編程教育歸入 K12 課程大綱及教學場景：

2014 年 10 月前，保加利亞、塞浦路斯、捷克共和國、丹麥、愛沙尼亞、希臘、愛爾蘭、意大利、立陶宛、波蘭、葡萄牙等 11 個歐洲國家已將編程歸入中小學生教學課程。

2015 年，澳大利亞撥款 554 萬美圓爲教育部門實施 STEM 教育；芬蘭、比利時等歐盟國家將編程研議入核心課綱。

2015-2016 年，日本、韓國將編程歸入教學大綱，將分別在 2017 與 2020 年開展一年級至初三的編程教育普及。

2016 年，美國政府提出「全民電腦科學教育」計劃，宣佈將投資 40 億美圓開展 K12 編程教育。

2017 年，新加坡在中小學考試科目中加入編程考試。

青少年編程教育的熱與痛

在美國，擴大計算編程課程的呼籲取得了巨大的成功。2013 年，根據提倡編程教育的 Code.org 數據顯示，美國只有十分之一的學校有編程課程，但預計 2020 年計算機相關的職位空缺將增加 22%，軟件開發的職位需求尤爲大。

另外一方面，當時芝加哥和紐約均計劃開始將計算機科學做爲高中教育的重點課程，威斯康辛和阿拉巴馬於 10 月份宣佈，計算機科學課程須要達到數學課程的要求才算合格。截至 2013 年 12 月，Code.org 的 Hour of Code 項目已經培育出 1500 萬名掌握編程技術的學生。該組織與 Code for America（爲美國編程）等已經成爲美國編碼教育的領頭羊。而在英國，這方面的工做大多由志願者和校外組織完成。

2012 年，Clare Sutcliffe 和 Linda Sandvik 聯合創立了課下編程教育公司 Code Club，該組織的目標羣體是超過 1500 所學校的 9 至 11 歲的學生，並且這個數字還在以每月增長 100 所的速度不斷增加。

其餘編程教育組織還包括 Dell 支持的的 Apps For Good，這個組織邀請小學的志願者幫助學員開發本身的應用程序。

正如 Sutcliffe 所說，教授編程的目的並不只是幫助孩子們理解編程的工做原理，而是教授他們一門能夠受益終生的技巧。「基本上，這能夠提升學生解決問題和思考的能力，擁有數字方面的技巧也讓他們在未來的職場更具競爭力。」她說道。

然而，美國開設編程課程的效果彷佛並無想象中理想，具備高質量計算機課程的高中學校數量屈指可數，更不用說編程課程了。

爲何美國學校的計算機科學課程不理想呢？計算機科學教師協會（CSTA）列出了一份長達 75 頁的報告，總結出其中最大的問題是美國的公共教育體系是去中心化的，不少學校按照國家教學大綱 the Common Core 教學，並以此爲測試標準，可是美國各州和當地組織卻能夠作班級級別的決策。

另外一方面，計算機科學課程的地位也很尷尬，由於它不是 STEM 考試的必修課，一些州將之視爲本身的課程，但有些州卻把它當作數學或科學課，肯塔基州的立法部門甚至將其視爲一門外國語。

這種傘狀的教育機制影響了課程教育質量。爲此，美國提出一項議案，將編程做爲政府對 STEM 課程定義的一部分。

除此以外，這門課程推廣的困難還有資金、計劃缺失、選修課的性質，以及偏遠地區缺乏計算機設備和網絡鏈接等問題。

美國在面向 K12 的計算機科學課程中遇到的問題，也正是中國在中小學教育中推廣計算機科學課程會遇到的挑戰。不論是課程性質、應試問題、教師我的觀念的改變仍是偏遠地區缺少師資和設備，都是橫亙在早期 AI 教育推廣面前的障礙，教育部推出新課標、明確信息技術課程的必修和選修模塊，只不過是應對這場全球性 AI 人才之爭邁出的一小步。

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