关键词：高中；人工智能；教育目标；目标体系

　　　　2001年12月中国人工智能学会成立教育工作委员会，2002年10月在北京召开主题为“信息时代的智能教育”的第一届全国人工智能教育学术研讨会，2003年4月颁布首次将人工智能学科纳入信息技术课程范畴的普通高中技术课程标准（实验），人工智能教育开始呈现出快速发展的态势。为保证研究工作者和教学工作者的导向正确，有必要对我国现阶段普通高中人工智能的教育目标进行具体化研究。

　　一、高中人工智能教育目标阐释

　　教育部2003年颁布的《普通高中技术课程标准（实验）》中，对于高中人工智能的教育目标是这样陈述的：“学生应能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。”这主要是基于课标中知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解三个主要教学内容的目标陈述。

　　作为一个教育目标的总体陈述，从实施角度看，它可以进一步分为教学的目标、支持的目标和管理的目标三大类。教学的目标被定义为所要获得的学识，支持的目标被定义为所要提供的服务，而管理的目标则被定义为管理的各种功能。^［1］为有利于课程目标的清晰性，Stephen L Yelon 基于Ralph Tyler1950年的论述，从课程要素分析入手，制定出关于教育目标的五条基本规则：让真实世界的表现目的与教学目标产生关联；让内容与目标产生关联；让教学方法与目标产生关联；让测验与所有其他要素产生关联；察觉不一致的地方。^［2］而奥恩斯坦（Allan Ornstein）等则从课程目标的具体化、可操作化角度切入，做了大量的工作，制定出课程具体目标的指导准则:匹配、价值、措词、合适、逻辑分类、定期修订。^［3］我国也有学者主张把课程目标“行为”层次分为三个级别，第一级别是掌握基础知识的能力，第二级别是运用基础知识的能力，第三级别是形成观念并外化为行为的能力。^［4］虽然，基于目前的实际情况，我们还不能也没有必要对高中人工智能教育进行类似的细化研究，但它却为我们的具体化研究提供了一个思路：根据人工智能学科本身的特点、高中生的心理发展特点以及我国特殊的高中教育国情，应将人工智能的教育目标进行一级细化──构建我国高中人工智能的分类目标体系；而由于我国高中教育中普遍存在的地区差异、学校差异、学生差异等，我国高中人工智能的教育目标还应进行二级细化──构建我国高中人工智能的分层目标体系。

　　二、一级细化：分类目标体系的构建

　　在高中开设人工智能教育要考虑到其独特的制约因素。1.人工智能学科本身的特点。人工智能是20世纪50年代中期兴起的一门新兴边缘学科，既是计算机科学的一个分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互渗透而发展起来的综合性学科。它从诞生伊始，就打上了科技取向的深深的烙印。在半个多世纪的历程中，主要从技术层面思考如何让机器学会思考这一问题。而作为人工智能教育的课程建设的目标定位也主要在于指向程序编写的计算机语言学习。这么一门“高深”的学科，要让高中生了解、掌握，需要作出适当调整。2.高中生的心理特点。高中生年龄普遍在十四五岁到十七八岁之间，身体发育接近成人水平，心理逐渐趋于成熟，思维能力得到很大的发展，能从具体事物看出抽象规律，并具有辩证性，喜欢提出独到见解。但是由于长期以来受传统教学的影响，接受的教育主要是学科知识的教学，对于人工智能方面的知识接触较少，或者基本没有接触。这要求人工智能教育在高中的开展应考虑其原有知识、能力与情感基础，需要逐步地进行，针对不同学生的不同状况分层次进行。3.我国特殊的高中教育国情。从1949年以来，教育部（或国家教委）虽然已经颁布了16个有关普通高中的课程计划，^［5］然而，现实的教育国情依然令人担忧：高中的教育基本还是以升学为目标指向的。无论是教师还是学生、校长还是家长，对高中教育质量的衡量标准基本上还是升学率这一维度。在这种现实背景下的人工智能教育，如果不能有助于学生更轻松、有效地学习而只是关注理论上的人的和谐发展或社会意义，将得不到真实、有效地开展，也不可能真正意义上减轻学生的学习负担。

　　在三大基本制约因素的作用下，我国高中人工智能教育目标大致可以分为以下几个部分。

　　（一）人工智能有关知识的获取与表达

　　目前，我国高中信息技术师资队伍中，接触或者接受过人工智能教育的人并不多。教师即使在大学接触过人工智能，也对其中艰深的知识、枯燥的理论和苍白的教学范例心怀失望。而对于一般的高中学生而言，对人工智能本身基本没有接触，即使有也可能是教师讲的片言只语、或者是影视作品的影响，往往怀有某种神秘感；一旦人工智能教育在高中开设后，其神秘面纱被揭开，原先的神秘感就成为巨大的失落感。造成师生双方这种不利于高中人工智能教育开展的主要原因在于对人工智能了解的缺乏。高中的人工智能并不是大学人工智能专业课的简单下移，它的主要目标之一是让学生了解有关人工智能的最基础的知识。关于基础知识，新课标中规定，高中人工智能主要由知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解三个主要部分组成。强调通过学习，让学生掌握知识的类型与表达形式，学会模仿专家解决问题的基本思路，知道人工智能在现实生活以及未来生活中扮演的重要角色。

　　（二）人工智能核心技能的习得与迁移

　　如果把高中的人工智能教育目标仅仅定位于了解有关的基础知识，无疑是在学生原有的沉重负担的基础上再施加压力，不利于学生的和谐发展，更不符合本次新课改的基本精神。了解也不是记住有关概念，而是让学生理解人工智能的实质及其基本原理，掌握人工智能知识与技术中的科学方法，^［6］形成相应的技能：知识的类型及其表达是为了让学生习得对知识的网络化、主题化的处理能力以及相应的表达能力；推理与专家系统通过对专家解决问题思路的模仿而发展学生的解决实际问题的能力；人工智能语言与问题求解主要是基于人工智能的多方面的应用而设立的，对学生的良好信息素养能力的形成、创新思维能力的发展具有较大的影响。人工智能作为一门新开设的课程（或模块），用其独特的学科特性，发展其他学科所不能给予的能力。

　　（三）人工智能丰富魅力的充分体验

　　高中人工智能教育的基础知识的了解与掌握、基本技能的发展，描绘了人工智能技术的典型运用，让学生感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景和对未来生活的追求；能辩证地认识信息技术对社会发展、科技进步和日常生活学习的影响；能理解并遵守与信息活动相关的伦理道德与法律法规，负责任地、安全地、健康地使用信息技术。具体而言，大致包括：充分体验人工智能思想对学科学习的借鉴意义，对学科知识进行系统整理与归纳，并以适当方式进行表述；充分体验知识的拓展、视野的开阔，激发创新思维，体验人类专家解决复杂问题的思路，发展科技意识和研究意识；充分体验人工智能对社会发展的影响，感受其丰富的内涵，培养对社会的责任心和使命感。

　　三、二级细化：分层目标体系的构建

　　相对于其他学科，尤其是在现阶段，在高中开设人工智能课程，对地区的经济发展水平、学校的硬件设备、学生的起始知识与能力的要求更高。对于西部欠发达地区来说，开设人工智能课程可能就是一种奢望；对于有相应经济保障但缺乏足够的硬件设备的学校来说，高质量地开展人工智能教育也是困难重重；而对于经济发达而又有足够硬件设备的学校来说，如果学生刚刚开始接触人工智能，那也很难进入人工智能的开发与创新层面。但并不是说西部欠发达地区就不应或不能开展人工智能教育，只有地区经济发达、学校硬件设备配备优良，学生有良好的起始水平，才能开展人工智能教育。但很显然，由于受到地区经济状况、学校硬件设备、学生起始水平的限制，各地各校甚至是每个学生在人工智能教育中所要达到的目标应该是不同的，这就形成了我国高中人工智能教育目标的分层体系。而每个地区、每个学校、每个学生在开展人工智能教育的时候，不应盲目地追求同一的目标，而应“对号入坐”，找准自身在分层目标体系中的位置，有区别地发展，直到最大的发展。我们将高中人工智能的教育目标分为以下几个层面。

　　（一）初级水平：主要的目标应定位于经验

　　这是针对经济水平、硬件设备、起始知识和能力都不具备的学校学生来说的。开设人工智能课程，最主要的目的在于让他们了解社会科学技术发展的前沿知识，并在知识了解的过程中对社会的变化有所经历，不再是“不知有汉，无论魏晋”。因此，具体来说，这一层次的教育目标是：通过了解有关人工智能的基本概念、不同类型知识的不同表达、专家系统的基本结构、解释机制和解决问题的基本思路、人工智能语言的大致情况以及信息的搜索等方面的知识，体验人工智能对于学习者本身、学科学习以及社会三方面的作用。第一，人工智能的最本质含义是要让机器学会像人一样思考问题，所以，高中生在学习这一课程时也应该思考自己的学习过程本身是否值得反思、是否只是单纯为掌握基础知识、基本技能而被动学习等问题，理清学习思路，促进学习的有效进行。如：学生通过专家系统形成的快速性、高效性和自身学习的低效性进行比较，找寻自身学习中存在的问题，接受专家成长的基本思想，进而在平时的学习、生活中进行尝试，以获取学习成功的愉快体验。第二，求解一道新的题目，作为新手可能会束手无策，而对于一个从事教学工作多年的专业教师来说，可能很快就会在头脑中产生解题的基本思路。拥有同样的专业知识，为什么新手和老手间的差距会这么大？怎么样才能缩小差距，让新手也能像老手一样的思考、解决问题？通过对这些问题的思考，可以促进学生对知识的结构化、应用化的体验，从而进一步促进学科的高效学习。第三，如果机器也能思考，会不会出现某些影视片中所描绘的诸如人类最终成为机器人的奴隶之类的情况？机器是为人服务还是最终变成人为机器服务？面对诸如记忆力等方面机器优于人类的情况，我们应该怎么看待，应该做些什么？未来的生活是怎样的……对于这些问题的思考，学生一方面可感受人工智能技术对人类学习、生活的重要作用，体验人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求；另一方面，将有助于形成正确的科学态度和科学道德，有助于培养学生对社会的责任心和使命感。

　　（二）中等水平：指向于体验与技能并重

　　对于具有中等水平的经济状况、硬件设备、起始知识和能力的学生，则应提高到体验层面，并且是一种基于其技能发展的体验，这也是人工智能课程的独特性所在。对于这一层次的人工智能教育来说，现实条件限制了它不可能指向开发与创新。换句话说，如果无视现实条件，一味地追求人工智能的开发与创新，只会让学生体验“捉襟见肘”的失败感。但如果能够将人工智能教育过程中所学到的技能、方法、策略等运用到其他学科的学习或问题的解决中，则对学生来说是收益颇丰。比如，利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统，学生不仅要体验专家是如何解决问题，而且还应该思考：假如某一个专家也利用简易外壳开发同样的专家系统，他会怎么思考问题？怎样解决问题？解决问题的方法怎样……通过对这些问题的思考，将专家解决问题的思路完全融入学习过程中，成为自己解决问题的基本思路，并将其与技能未应用时的解决问题思路相比较，体验其中的差别。
对于知识与技能的追求，这一层次的目标不能仅仅限于对某一概念的定义层面的理解，而是要求学会知识表达的基本方法；了解一种人工智能语言的基本数据结构和程序结构，会使用一种人工智能语言解决简单问题，并能够上机调试、执行相应的程序；通过实例分析，知道专家系统正向、反向推理的基本原理；会描述一种常用的不精确推理的基本过程；了解用盲目搜索技术进行状态空间搜索的基本过程。

　　（三）高级水平：指向开发创新的教育目标

　　新课标中要求针对有特长的学生进行有针对性的教学。对于一些基础较好、能力较强的学生，如果学校的硬件设备又许可，可以进行因材施教，逐步导入开发与创新工作。如目前在大连举办的青少年智能机器人竞赛活动、北京、福建等承办的机器人足球赛都可归入这一范畴。他们以某中小学为试点开设“机器人课”，甚至把教育机器人也引入教学课堂，培养学生独立自主地研发与创新的能力，以竞赛为成果展示平台，充分发挥高中生的优势，让学生体验丰富、现实的人工智能成果；并以此为榜样，对其他学生进行示范教育。这一阶段的教育目标不仅仅限于书本知识的了解和掌握，而更多的是以此为基点，以新观念、新视角对原有知识进行改造和创新，并将它们付诸实践。从这个意义上说，高级水平的教育目标与其说是高中生的人工智能教育目标，不如说是为我国技术领域的人工智能的进一步发展奠定后备人才队伍。

　　三个阶段的分层教育目标遵循这么一个逻辑思路：随着现实条件（包括地区的经济发展状况、学校的硬件设备、学生的起始知识与能力等）的逐级提升，教育目标的侧重点由经验为主，经由体验与技能并重，逐渐转向以开发与创新为主。现实条件越差，越应该强调对人工智能的经验（实际上是经由人工智能课程的经验而经验社会的发展），而不是掌握高中人工智能这一学科的基本概念、基本原理，更不是仅仅注重学生在技术领域的发展。现实条件越好，人工智能课程的特色也应越强，技术的分量也应越重，开发与创新的味道也应越重，体验所涉及的层面也应越深。

参考文献：
［1］阿伦·C·奥恩斯坦，琳达·S·贝阿尔—霍伦斯坦，爱德华·F·帕荣克．当代课程问题［M］．余强，译．杭州：浙江教育出版社，2004．13．
［2］〔美〕Stephen L Yelon．教学原理［M］．单文经，译．上海：华东师范大学出版社，2003．244—252．
［3］〔美〕阿伦·C·奥恩斯坦，费朗西斯·P·汉金斯．课程：基础、原理和问题［M］．柯森，译．南京：江苏教育出版社，2002．298—309．
［4］高孝传，杨宝山，刘明才．课程目标研究［M］．北京：教育科学出版社，2001．73．
［5］《走进高中新课程》编写组．走进高中新课程［M］．武汉：华中师范大学出版社，2004．18．
［6］周跃良，张燕．人工智能的理论基础及教学组织［J］．中小学信息技术教育，2003，（10）： 10—13．