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熊璋等:构建中国特色人工智能全学段教育体系

来源:人民教育2025-11-13 12:27

  民小编说

  我国人工智能教育进入全域覆盖、系统推进的新阶段,系统、科学地构建人工智能全学段教育体系,是推动人工智能教育健康有序发展的必然要求。如何推动人工智能教育全学段教育向善、公平和安全发展?一起来看国家教材建设重点研究基地“中小学信息科技教材研究基地”主任、北京航空航天大学教授熊璋,华中师范大学人工智能教育学部副教授朱莎的深入阐述——

  人工智能正深刻重塑全球竞争格局与教育生态。2025年4月25日,习近平总书记在中共中央政治局第二十次集体学习时强调,要“坚持自立自强,突出应用导向,推动我国人工智能朝着有益、安全、公平方向健康有序发展”,并明确指示“推进人工智能全学段教育和全社会通识教育,源源不断培养高素质人才”。这一重要讲话为人工智能教育锚定了战略方向——人工智能教育不仅是技术赋能教育问题,更是关乎国家科技自立自强与新质人才培养的战略工程。2025年1月,中共中央、国务院印发《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》,将“促进人工智能助力教育变革”列为重点任务。为落实这一战略部署,教育部基础教育教学指导委员会2025年5月发布《中小学人工智能通识教育指南(2025年版)》与《中小学生成式人工智能使用指南(2025年版)》,标志着我国人工智能教育进入全域覆盖、系统推进的新阶段。

  在此背景下,如何系统、科学地构建人工智能全学段教育体系,是我们亟待深入探讨的时代课题。本文将从坚持自立自强、突出应用导向、推动人工智能健康有序发展角度展开论述,为我国推进人工智能全学段教育提供理论框架与实践思路。

  坚持自立自强:构建中国特色的人工智能全学段教育生态体系

  1.瞄准立德树人目标,完善五育融合的育人机制

  在人工智能技术迅猛发展的时代,人工智能教育的目标不能仅仅局限于技术技能的培养,要牢牢把握立德树人根本任务。人工智能教育的本质是以人为本的科学教育与素质教育,[1] 其核心在于塑造学生正确价值观、培养关键品格以及提升驾驭人工智能的能力,促进学生综合素质提升,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。因此,在推进人工智能全学段教育中,必须将人工智能教育与德育、智育、体育、美育、劳动教育有机融合,强化科技教育与人文教育协同。例如,通过典型案例探讨算法偏见、数据隐私等伦理困境,强化学生的人工智能伦理意识,同时鼓励学生利用人工智能技术解决社会问题,如开发智能系统助力社区服务,增强智慧社会责任感;在各学科教学中利用生成式人工智能技术创设虚拟的沉浸式学习情境,激发学生学习兴趣,拓展学生认知边界;借助人工智能生成健康报告,引导学生关注自身健康,优化饮食与运动习惯,实现健康管理;通过展示人工智能在艺术创作中的独特魅力,鼓励学生利用智能工具进行艺术创作,激发学生的审美情趣和艺术创造力;通过操控智能设备完成农作物监测、家居环境调节等劳动任务,让学生在掌握技术技能的同时体会劳动的价值,培养劳动精神和实践能力。

  2.实现全学段覆盖,构建贯通式人工智能课程体系

  人工智能全学段教育致力于实现各学段的无缝衔接,构建纵向贯通、层次合理的课程体系。人工智能课程体系要按照从体验到认识、从理解到应用、从探索到创新、从安全到伦理的进阶逻辑构建,[2] 形成分层递进、螺旋上升的实施框架。小学1—2年级侧重感知体验与兴趣启蒙,通过生活化场景激发学生对人工智能的好奇心和探求欲;小学3—4年级侧重人机交互和思维启蒙,通过典型的生活实例引导学生体验并认识人机交互过程;小学5—6年级侧重技术认知与初步应用,通过任务式学习使学生初步理解人工智能工作原理并应用人工智能解决问题;初中阶段侧重原理认知与深度应用,通过设计开发引导学生利用人工智能创新性解决问题;高中阶段强调前沿应用和项目创作,鼓励学生开展人工智能项目开发,在项目实践中培养学生的创新能力、复杂问题解决能力和人机协同问题解决能力。此外,要将安全与伦理逐步渗透、贯穿全学段人工智能课程体系中。从小学阶段初步建立数据安全意识,到初中阶段探讨技术应用中的伦理问题,再到高中阶段参与人工智能伦理体系构建,逐步引导学生形成“科技向善”的价值追求,推动人工智能健康发展。

  3.夯实自主可控根基,建设国产化教育教学资源供给

  建设国产化教育教学资源供给是支撑科技自立自强的战略基石,需要从教材、平台、资源整合等多维度发力,构建具有中国特色的人工智能教育资源供给体系。一是教材建设方面,组建跨领域专家团队,结合我国人工智能教育实际需求和各学段学生认知规律,开发覆盖全学段的人工智能数字教材。教材内容应突出中国元素与本土案例,增强学生对国产技术发展的了解与认同;应发挥数字教材动态、灵活的优势,实时更新教材内容,确保学生能够及时获取到前沿的人工智能知识和案例。二是平台建设方面,打造功能强大的国产人工智能教育平台,配备智能导学系统,支撑以学生为中心的个性化、差异化学习,实现大规模因材施教;设置虚拟实验室,模拟一些现实中难以实现的实验场景,让学生在虚拟实验环境中领会人工智能跨越时空限制、拓展认知边界的独特价值。三是资源整合方面,推动人工智能教育平台与国家智慧教育公共服务平台的资源整合,将分散的优质教学资源汇聚到国家智慧教育公共服务平台,构建统一资源库,方便教师备课、教学和学生自主学习,实现资源利用效率最大化,全方位构建具有中国特色的人工智能教育资源生态,为我国人工智能教育发展及科技人才培养提供坚实保障。

  4.强化长效培育机制,锻造高水平人工智能师资队伍

  人工智能教育的全学段普及与高质量发展,核心在于打造一支兼具人工智能素养与教学实践创新能力的高水平师资队伍。人工智能素养,是智能时代教师的核心素养,是教师胜任人工智能教育的基础,体现为教师与人工智能交互和协同时的意识、思维、学习与创新以及社会责任。[3] 意识方面,教师应具备对人工智能生成内容的价值和可靠性的判断力,以及对人工智能的理性认知;思维方面,教师应秉持“人类定义价值导向、机器协同问题解决”的原则开展人机协同的教学活动,具备人机协作的动态优化与批判性验证的思维能力;学习与创新方面,教师应具备利用智能平台、资源和工具赋能教学,通过人机协同实现知识重构与跨界突破的能力;社会责任方面,教师应能有效保护个人隐私与交互数据安全、主动预见并规避伦理风险,自觉参与发展中的人工智能伦理体系构建。在教学实践创新能力方面,教师要能够根据不同学段学生的特点与学习需求,设计并实施基于人工智能的个性化教学方案,激发学生的学习兴趣与创新思维。同时,要与不同学科教师协同开展人工智能教育教学实践。为实现高水平人工智能师资队伍建设目标,应加强人工智能师资职前、职后一体化培养,构建长效培育机制。

  突出应用导向:创新人工智能全学段教育教学、实践和评价范式

  1.推进“学用结合”,创新人工智能教学模式

  “学用结合”是实现人工智能教学模式创新的关键路径,其核心理念是引导学生在实践中掌握人工智能基本知识和原理,提高学生应用人工智能解决实际问题的能力,培养适应未来社会需求的创新型人才。推进“学用结合”,首先需要变革教学方法,即摒弃传统的“满堂灌”模式,转向自主式、项目式、探究式、合作式等教学方法,以问题驱动、任务导向激发学生主动思考,引导学生在团队协作、实践探索中实现知识内化与能力提升。例如,教师可通过“植物智能识别小程序开发”任务,组织学生以小组合作方式开展项目式学习,引导学生经历数据采集、算法设计、工程实现全链条,使学生在解决实际问题中深化对人工智能技术的理解,同时培养团队协作与工程实践能力。推进“学用结合”,还需要构建开放、多元的学习场景,整合科技馆、博物馆、研学基地等社会资源,将学习场景延伸至学校教室内外、社区、企业、大自然等更广阔空间,为学生的成长与创新提供丰富的实践土壤。

  2.聚焦“场景驱动”,增强人工智能教育实效

  “场景驱动”是增强人工智能教育实效性的重要策略,其核心在于将人工智能知识与技术融入校园生活、日常学习、科技发展、社会生活、传统文化等具体场景中,通过沉浸式、体验式学习,激发学生学习兴趣,切实提高学生运用人工智能解决实际问题的能力。例如在校园生活场景中,小学1—2年级学生可以开展趣味性的“植物识别大比拼”小组竞赛游戏,帮助学生了解图像识别技术在自然探索中的应用,培养学生对人工智能技术的亲近感。在日常学习场景中,小学3—4年级学生可以开展人机共创故事工作坊活动,引导学生与智能助手协作创作图文故事,让学生理解人机协作的创作模式,培养创新思维与批判性思考能力。在科技发展场景中,小学5—6年级学生可以开展农作物智能监测,学生利用智能设备对校园种植园或郊外农场的农作物生长环境进行实时监测,学会运用智能工具分析处理农业生产数据,培养科学探究精神。在社会生活场景中,初中学生可以为家中老人开发简单的智能服药提醒程序,培养学生应用人工智能技术解决实际问题的能力。在传统文化场景中,高中学生可以探索非遗技艺智能传承,运用AI与VR技术对非遗技艺进行数字化保护与沉浸式体验学习,旨在感受传统文化的魅力、增强文化自信。

  3.强化“跨学科融合”,拓展人工智能实践场域

  “跨学科融合”是深化人工智能教育的重要路径,通过打破学科壁垒,将人工智能与多学科知识有机结合,为学生构建更广阔的实践场域,培养其综合运用知识解决复杂问题的能力。一方面,各学科教师可以根据教学需要,充分发挥人工智能优势,丰富教学手段,创新教学方法,让学生在不同学科领域接触和应用人工智能。例如,语文教师可利用人工智能文本分析工具,帮助学生理解经典文学作品的结构与情感表达;数学教师可借助人工智能数据可视化软件,将抽象的数学概念转化为直观的图形,辅助学生理解复杂的数学问题;科学教师则可以运用人工智能模拟实验平台,让学生在虚拟环境中进行实验操作,观察实验现象,分析实验数据,培养科学探究能力。另一方面,可以组建多学科教师构成的跨学科教学团队,以人工智能应用场景为锚点,围绕真实世界问题设计跨学科主题式项目。例如,在“智能垃圾分类系统开发”项目中,引导学生运用数学知识统计垃圾数据、用物理知识搭建传感装置、用语文知识撰写使用说明、用美术知识设计分类图标,通过完整的项目链条实现多学科知识的串联与应用。此外,还可以整合校内实验室、校外科技馆、企业研发中心等资源,打造跨学科实践生态,为学生提供多元化的学习平台,促进不同学科知识的融合与应用。例如,将校内信息技术实验室、创客教室等进行整合,设立人工智能创新实践中心,支持学生开展跨学科实验项目;联合科技馆开展主题研学活动,组织学生参观科技馆的人工智能专题展览,通过体验互动展项,激发学生兴趣并深化技术认知;企业研发中心则提供真实项目场景,引导学生在解决复杂问题中实现知识迁移。

  4.突出“素养导向”,完善人工智能教育评价

  图1:“素养导向”的人工智能教育评价框架

  “素养导向”的评价,需要以学生人工智能素养发展为目标,构建多维度、过程性、动态化的评价体系,全面衡量学生在人工智能学习与实践中的意识、思维、学习与创新、社会责任等综合表现(如图1所示)。一是采用多元评价方法相结合的策略,如过程性评价与终结性评价相结合、定性评价与定量评价相结合的方法。过程性评价可通过观察记录表、学习日志等记录学生在小组协作、问题解决过程中的表现进行,而终结性评价则可通过展示项目成果、撰写项目报告等方式进行。定性评价可通过观察记录、学习日志、项目报告等材料分析学生在技术实践、团队协作和创新能力等方面的表现,定量评价则可通过测验、量表和项目成果评分等获取量化数据,分析学生的学习参与度、项目成果的创新性和实用性等。二是充分利用人工智能技术,使评价更智能、精准、个性化。利用智能工具采集、记录学生在人工智能学习和实践的全过程数据,借助智能诊断系统识别学生在人工智能知识掌握和技术应用方面的优势与不足,精准定位学生在学习过程中遇到的困难和问题,让教师及时了解学生的学习进展情况和存在的问题,从而及时调整教学策略,实现教学质量的持续改进,帮助学生直观看到自身成长轨迹,促进其自主学习和自我提升,激发持续学习动力。三是深化评价结果应用,将评价结果与学校综合素质评价体系接轨,通过持续性、常态化的数据采集和分析,生成学生人工智能素养画像,规划学生人工智能素养发展路径,赋能学生全面而有个性的成长。[4]

  强化健康有序:推动人工智能全学段教育向善、公平和安全发展

  1.恪守向善原则,构建人工智能教育伦理规范体系

  2023年10月,习近平主席在第三届“一带一路”国际合作高峰论坛开幕式主旨演讲中提出《全球人工智能治理倡议》,强调坚持“以人为本、智能向善”。随着人工智能深度融入教育场景,数据偏见、算法歧视、机器幻觉、技术过度依赖等伦理风险日益凸显,构建系统、科学的伦理规范体系是确保人工智能教育向善发展的核心保障。构建人工智能教育伦理规范体系,首要任务是明确人工智能教育的向善原则。数据使用遵循“全程加密、权责明晰”原则,杜绝数据偏见;算法设计遵循“透明可解释、无歧视”原则,规避算法歧视;内容生成设置“价值导向、人工审核”机制,防范机器幻觉;技术应用遵循“师生主导、合理使用”原则,避免教学主体异化与技术过度依赖。其次要强化制度保障,建立全流程伦理审查机制,对人工智能教育产品从研发、测试到应用实施全生命周期审核,明确各类审查结果的应对举措等,将伦理审查标准化、制度化和结构化。[5] 最后要重视伦理教育,将人工智能伦理教育全面融入教师发展与学生培养体系。面向教师开展“理论+实践”培训,提升教师识别与应对伦理风险的能力;采用案例教学、小组讨论、实践项目等多种教学方法,引导学生思考人工智能应用引发的伦理问题,培养学生正确的价值观和伦理意识。

  2.促进均衡普惠,优化人工智能教育资源配置机制

  人工智能教育的均衡普惠发展是推动人工智能教育公平的重要途径,[6] 需要从资源配置机制的顶层设计、资源共建共享、区域联动与城乡帮扶多方面进行系统性优化,确保不同地区、不同层次学生都能享有高质量的人工智能教育资源。一是顶层设计方面,应制定人工智能教育资源配置专项规划,根据地区经济水平、学校基础条件划分资源供给等级。对于教育资源薄弱地区,重点投入人工智能教育基础设施,如提供标准化的人工智能学习套件和线上课程资源包;对基础较好的地区,则支持建设智能化实验室,引入前沿技术设备,推动人工智能教育的深度发展。二是资源共建共享方面,充分利用国家中小学智慧教育公共服务平台和地方人工智能教育资源平台,整合优质课程、教学案例、虚拟实验等资源,着力解决当前人工智能教育资源分布不均、质量参差不齐等问题,确保所有学校均可获取优质人工智能教学资源。同时,支持教师上传个性化教学资源并参与资源共建,通过积分奖励机制激发教师的资源创作活力和积极性。此外,借助人工智能推荐算法,根据学校和学生的实际需求,精准推送适配的学习内容,确保每个学生都能获得适合自己的学习材料。三是区域联动与城乡帮扶方面,建立跨区域教师协作网络,鼓励学校组建“人工智能教育共同体”,通过集体备课、联合开发校本课程资源等方式,共享教学经验与资源。鼓励发达地区与欠发达地区结对帮扶,帮助欠发达地区提升人工智能教育水平。

  3.筑牢安全底线,建立人工智能教育安全防控体系

  人工智能教育的发展需要构建覆盖数据安全防护、产品安全审查、安全风险处置、安全教育普及的全链条安全防控体系,筑牢人工智能教育的安全底线。一是数据安全防护方面,通过部署先进的安全监测设备和技术手段,及时发现和预警潜在的安全威胁,如网络攻击、数据泄露、有害内容传播等;建立严格的用户数据分类管理机制,对涉及学生个人隐私和敏感信息的数据进行重点保护;采用加密技术、访问控制技术等,确保数据在收集、存储、传输和使用过程中的安全性和保密性。二是产品安全审查方面,制定人工智能教育产品准入机制,[7] 建立动态调整的“白名单”制度,明确可入校使用的人工智能产品清单;开通社会监督渠道,鼓励师生、家长通过线上平台举报存在安全隐患的人工智能教育产品。三是安全风险处置方面,制定完善的人工智能教育安全应急预案,明确在发生安全事件时的应急处置流程和责任分工;同时,加强与网络安全、数据监管等部门的协同合作,共同应对复杂的人工智能教育安全事件。四是安全教育普及方面,结合真实案例系统讲授人工智能技术潜在的安全风险,让学生深入理解人工智能安全问题的复杂性;在进行人工智能项目实践中,有意识地指导学生在开发和使用人工智能应用时如何规避安全风险,确保技术应用符合安全规范。同时,将人工智能教育安全知识纳入教师培训内容,[8] 提高教师对人工智能教育安全问题的认识和防范意识。

  4.凝聚多方合力,健全人工智能教育协同发展机制

  人工智能教育的全面、可持续发展需要凝聚政府、学校、企业、社会组织等多方合力,健全协同发展机制,形成全社会共同参与、协同推进的良好局面。一是政府层面,制定人工智能教育政策和发展规划,明确发展目标和重点任务,为人工智能教育发展提供清晰的路线图和政策保障,同时强化对教育机构、企业和社会组织在人工智能教育领域的监管和指导。二是学校层面,深化校际合作,同一区域内的学校共享人工智能实验室、机器人设备等昂贵的硬件设施,通过错峰使用、联合采购降低资源建设成本。三是企业层面,为学校提供实训基地,参与课程设计,将人工智能领域的前沿技术、实际项目案例融入教学内容。四是社会组织层面,鼓励科研机构、科技场馆、公益组织等社会力量参与人工智能教育,形成全社会协同推进人工智能教育发展的合力。

  参考文献

  [1] 熊璋. 推进中小学人工智能通识教育 规范中小学生成式人工智能应用[J]. 人民教育,2025,(10).

  [2] 熊璋. 积极推进人工智能全学段教育[EB/OL].(2025-04-29)[2025-06-07]. https://share.gmw.cn/edu/2025-04/29/content_38000197.htm

  [3] 熊璋. 人工智能素养是未来教师的发展之本[EB/OL].(2025-05-15)[2025-06-07]. https://edu.gmw.cn/2025-05/15/content_38027297.htm

  [4] 熊璋,朱莎.培养学生人工智能素养 夯实教育强国根基[J]. 中国网信,2025,(05):38-42.

  [5] 郭利. 人工智能时代算法伦理问题及治理思路[J]. 中国工业和信息化,2025,(01):70-76.

  [6] 范雅琳,王继新. 优质均衡视角下中小学人工智能教育普及:推进、难点及优化—基于制度分析与发展框架[J]. 当代教育论坛,2025,(01):9-18.

  [7] 黄荣怀. 人工智能大模型融入教育:观念转变、形态重塑与关键举措[J]. 人民论坛·学术前沿,2024,(14):23-30.

  [8] 郭炯,荣乾. 人工智能赋能教育公平:国际共识、现实阻碍及实践路径[J]. 西南大学学报(社会科学版),2025,51(02):247-258+315.

  (作者熊璋系国家教材建设重点研究基地“中小学信息科技教材研究基地”主任、北京航空航天大学教授,朱莎系华中师范大学人工智能教育学部副教授)

  文章来源 |《人民教育》2025年第19期文章作者|熊璋 朱莎

[ 责编:杨帆 ]
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