谈到人工智能（AI）教育时，一些学校领导和老师觉得遇到了若干挑战，比如机器人的购置及其他硬件的开支都需要经费。“参加外部比赛也会产生一定的经济负担。”
近来，许多学校和地区的教师们积极尝试创新科学教学方法。有人疑问：科学课程等同于人工智能的教学内容吗？怎样才能以较少的资源有效地实施人工智能相关课程呢？针对这些问题，《中国教育报》记者展开了调查访问。
什么是人工智能教学？
当缺乏专用教室时，则开辟菜园作为替代；若无实验设备，则通过观察种子与蚂蚁来进行学习；资金不足的情况下，就制作纸飞机以激发兴趣。湖南省怀化市麻阳苗族自治县的第一锦江小学的校长谭永凤这样描述道。该校凭借这种因地制宜的方法推进科学教育，在最近几年内被评为首批全国中小学科学教育试点学校之一。
据记者观察，许多学校采取了相似的方法来推动科学教育的发展。最新的《义务教育科学课程标准（2022年版）》也体现了这一贴近实际的理念，在其推荐的学习活动中，常提及的是如白糖、食盐和沙子这类常见物品作为实验材料。
一些校长和老师为何会感觉压力山大？我们可以看到，他们主要担心的是诸如“机器人技术与编程”之类的课程。
将科学教育资源仅限于人工智能教学是一种误解；同样地，把人工智能教学仅仅视为机器人技术和编程培训也是一种偏差。华南师范大学的教育人工智能研究院副院长胡小勇指出，实际上，人工智能教学只是科学教育的一个分支领域，并且其中包含了诸如机器人和编程等不同的应用形式。因此不能以偏概全。
据深圳清华大学研究院下一代互联网研发中心的重要成员、中国人工智能学会中小学工作委员会副主任委员龚超观察，一些学校为了快速展现教学成效，让学生参与看起来很高端的项目，但学生实际上只是照着教程机械操作，并没有真正理解其中的关键概念。“在人工智能教育中，关键不在于培养学生成为工具的操作员，而应引导他们成为思考者和创新者。”龚超强调。
注意到，《通知》澄清了存在的误解：在小学初期教育中重点培养学生的感知与体验能力；进入小学高级及中学时期，则强调对人工智能的理解与运用；到了高中阶段，则更加注重项目的创造以及对未来科技的应用探索。
“何为感知体验呢？例如，’为何能通过面部识别来解鎖手機？’以及’購物網站為什麼會向媽媽推薦化妝品而給爸爸展示運動裝備?’這些皆屬於人工智能在生活中應用的範例，且不需要昂貴的設備即可實現。”胡小勇解釋道。
怎样克服硬件障碍？
目前市场上存在一种现象，某些公司采用“软硬结合”的模式来整合人工智能教育内容，并将其作为一套方案销售给各类学校机构，这种服务通常定价较高。
对于这一点，福建省三明市尤溪县实验小学的副校长蒋际君深有体会。尽管是一所在山区的学校，并且被评为全国青少年开展人工智能活动的特色单位，他们又是如何克服了设备上的限制呢？
经过长期的研究与实践，蒋际君掌握了开源硬件和3D建模软件的知识，并自行设计了用于人工智能教育的学习工具包，成功地将所需的硬件成本控制在几百元以内；此外，在一个已有的免费开源图形化编程平台之上，他还进行了二次开发工作，为该学习套件的各个硬件组件创建了专属的图形化编程库，从而进一步减少了软件开支。
蒋际君进行了一番计算后发现：投入超过3万元就能为学校配备120套人工智能设备，完全能满足大规模的人工智能入门课程需求；而在创新科技俱乐部里，过去三四千块钱仅能组建一个小组，而现在这笔钱可以支持多达8个小组的活动。
发展中人工智能教育面临的硬件障碍是一个必须应对的问题，但这并不意味着它是无法克服的难题。“近年来，各层次学校的基建水平已有明显提升。”这是来自华中师范大学教授、教育部教育信息化战略研究基地（位于华中地区）常务副主任吴砥的观点。
胡小勇指出，学校能够借助开源资源来减少对高成本硬件设备的需求，并通过集团化的管理模式提升资源整合的效率；他呼吁企业应积极履行社会责任，增加科技场馆向中小学生的开放程度；同时强调政府需要在宏观层面做好规划与协调工作，特别是要确保教育资源匮乏地区的学生也能获得必要的支持。
吴砥关注了数字化领域的发展。“国家已通过智慧教育平台为中小学生设立了专门的人工智能教育培训板块，支持各地各校自主开发、上传及免费获取相关教育资源，促进了优质资源的共同建设和共享。”他进一步提出建议称，可以构建以区域为中心的中小学人工智能教育资源共享系统，推动区域内不同学校间轮换使用这些资源，从而有效减少教育支出；同时利用在线课程或学校的自建网络教学平台进行授课，使学生能够灵活地在任何时间和地点学习相关知识，并且降低了硬件需求和入学难度。
怎样以“低预算”做到优秀？
那么，实现“低投入”优质开展人工智能教学的方法是什么？
在2024年12月的教育部中小学人工智能教育基地举办的展示交流活动中，出现了一堂名为“不插电”的人工智能语音识别课程。学生们被分成两组：一组扮演说话者，另一组则作为机器应答。以句子“他借了我一本书”为例，学生通过角色互换来体验和挑战对方的角色定位。尽管这堂课完全摒弃了电子设备的使用，但借助具体的场景演示，学生领悟到词汇选择、标点符号以及语句停顿等因素对提升语音识别准确性的重要性，并深入理解了语音识别的技术原理。
胡小勇指出：“尽管技术不断进步，数据与算法的基本原理始终如一。”华南师范大学教育人工智能研究院编制了《无电环境下的AI课程（活动手册）》，该手册通过熟悉的日常情境讲解智能导航和图像识别等多个人工智能应用，并利用数字教学资源将这些课堂内容传递到乡村的小型学校，致力于为乡村的学童提供优质教育资源。
实施人工智能教育时，更应充分利用教师的聪明才智。
吴砥提出，需提升教师的信息技术水平，并打造一个集“评估鉴定、个性化培训、课堂应用”于一体的信息化能力培养框架。同时，应设立合理的奖励制度来促进老师们更主动地把人工智能手段融入到日常的教学活动及学校治理中去。
龚超指出，有必要促使跨学科的老师们掌握人工智能的基础知识，并利用这一技术提升教育的质量与效果。“由于现在学习AI的知识门槛已经显著降低且资源充足”，他强调，“老师们应当主动适应这种新兴的教学方式”。为了实现这个目标，龚建议逐步建立一套从小学到大学的人工智能课程体系，同时选出优质的教材和示范案例来辅助教师们更加高效地开展教学工作。此外，他还提倡组织更多的专家进行实地指导以支持教师的成长与发展。
胡小勇指出，教师需重视在人工智能教育中构建伦理诚信，并注重培养技术应用中的人文关怀。
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