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  開設人工智能課程需釐清概念及學科融合

香港中文大學工程學院及教育學院,獲香港賽馬會慈善信託基金捐助,於去年開展為期三年的中大賽馬會「智」為未來計劃,旨為透過不同的活動,讓初中生掌握人工智能知識,發掘他們的潛能。教育局局長楊潤雄表示,資訊科技及人工智能技術於未來擔演着十分重要的角色,而計劃正透過開發有關人工智能的教學資源,讓參與學校試行,使學生有「動手動腦」的實踐機會。計劃去年已聯同6間先導學校,共同設計出整套人工智能課程,今年更招募多32間中學,共8,000名初中生一同進行試教,未來目標是研究人工智能知識如何融入中學的恒常課程中。

 

資訊科技的進步一日千里,已便利日常生活的各個層面。隨着運算、通信及傳感技術的發展,人工智能的應用亦愈趨普及化,人工智能與教育融合也迅速成為教育熱點。2017年7月,國務院印發《新一代人工智能發展規劃》,提出實施全民智能教育專案,在中小學階段設置人工智能相關課程,逐步推廣程式設計教育。同年頒佈的《普通高中資訊技術課程標準(2017年版)》強調在課程結構設計上加入人工智能模組,人工智能開始走進高中教育領域,列爲高中選修科目,成爲高考學科。2018年,教育部進一步明確構建人工智能多層次教育體系,在中小學階段引入人工智能普及教育。目前,人工智能課程在全國各地中小學中已得到較大範圍開設。

 

本港中學計劃開設人工智能課程,雖説起步晚,但晚做好過不做。而開設人工智能課程,首先在於確立課程理念,避免課程定位不清、方向不明等問題。在談及人工智能課程之前,首先要區分「人工智能教育」和「教育人工智能」兩個概念。

 

人工智能教育是對人工智慧的普及教育。它強調的主體是「人」,也就是智能時代下需要具備資訊素養的公民。學生通過掌握基本的人工智能知識,能夠以人工智能的思維方式看待社會發展,提高運用人工智能思想分析解決問題的能力,塑造全面發展的創新型人才。教育人工智能則是通過人工智能技術,更深入理解學習是如何發生的,是如何受到外界各種因素影響的,進而為學生高效地學習創造條件。它強調的主體是「技術」。

 

人工智能是資訊科技,教育需要遵循以人為本、因材施教的基本原則,教育的主要内容還包括情感、態度和價值觀。資訊與教育是兩個不同集合,它們之間有交集但不完全重合。教育這個集合包括教育規律、教育目的、教育原則、教育方法、教育內容、教育工具等。資訊科技最多只能算教育的工具和內容,雖然也會在一定程度上影響教育的方式方法,但資訊技術不可能取代更高層次的教育原則、教育目的與教育規律。因此,在開設課程前,需要先釐清概念,確立課程定位和方向,究竟是要培養學生人工智能思維,提高分析解決問題能力,還是教授他們運用人工智能技術高效地學習。

 

釐清概念,才能確立課程定位和方向,然後才能研究如何將人工智能知識融入中學的恒常課程中。鑒於學科之間存在差異,人工智能知識融入恒常課程需要打破學科邊界,令學科間相互滲透、交叉。在這點上,本港可以考慮參考國務院頒佈的《新一代人工智能發展規劃》中强調的「人工智能+X」的複合專業培養新模式,即重視人工智能與數學、電腦科、物理科、生物科等多學科的交叉融合。這種融合可從課程、教學工具以及方法三個層面入手。

 

課程層面,將人工智能課程配合當前大力倡導的STEM課程,使兩者交相輝映,相得益彰,從而在各個學科相互交叉和融合中實現深層次的教學。

 

教學工具層面,人工智能技術與學科教學的各種專業教學工具融合,如數學教學中的幾何畫板、物理和化學實驗中的各種感測器等,不僅能幫助學生更深入地瞭解人工智能技術,還能大大提高學生的學習效果。

 

方法層面,人工智能可將現代科學方法,例如理論、模擬和實踐連接為一個整體,使學生在學習時形成完整的知識體系,做到學以致用,而不局限于對書本知識的掌握。

 

通過三個層面的推進學科融合,令學生通過對人工智能的學習,促進其設計思維、數學思維、計算思維、工程思維等形成,對學科融合具有促進作用,也養成用人工智慧解決問題的意識。

 

人工智能作為引領未來的戰略性技術,近年來受到世界各國高度重視,香港作爲國際都市,為保持競爭力,在中學開設人工智能課程是一項勢在必行的重要舉措。但人工智能涉及領域多,發展速度快,本港人工智能課程仍處於試驗階段,這需要教局、專家學者和教師們共同努力,明確更加清晰的課程定位和方向,更好地落實人工智能課程的開展,從而提升學生人工智能思維方式和應用創新能力。

 

2020年12月17日

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