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    近年来，开源硬件和图形化编程教育在中小学校中已经有较好的普及基础，以此拓展人工智能的知识点和简单应用在实施层面上并没有太大的难度。但是人工智能又与现有技术课程侧重于工具学习和技能掌握有明显区别，它融合认知科学、计算机、电子技术、数据科学等众多学科领域，决定了中小学人工智能教育培养学生的综合思维素养的突出特点，也是开展人工智能普及教育的重要依据之一。

    人工智能基础教育思维素养的视角侧重于培养学生提出问题、构思概念原型、提出不同解决方案、寻求创造性的途径、社会合理性等结构化和通用化的思维表达能力，这些素养包括计算思维、创造性思维、设计思维等。

    表1中列出了人工智能教育涉及的主要思维素养及对应的主要目标。以创造性思维为例，人工智能解决问题的结果是多样性的，比如身份识别会有指纹、面部、虹膜、掌纹、声纹等方式，很难说哪种方案一定好或者不好，其中接触式的指纹识别虽然准确但是不方便，面部识别则有误解锁的风险。如何让机器更加聪明地解决问题，不同学生有不同的理解，从学生的视角会设计很多差异性的解决方案。设计思维鼓励学生从使用者、使用场景、任务背景等条件出发考虑问题，因此会得到不同的设计结果和解决方案。

表1：思维素养和中小学人工智能教育的目标

    探索阶段的人工智能教育可不必严格拘泥于某个特定形式，要做好层次划分和培养目标定义，条件成熟的地区或学校可开设正式的课程或者综合实践，教师也可围绕擅长的案例选择几次课程进行讲授，条件欠缺的学校可结合科技节等活动让学生体验人工智能技术或者相关产品，这些都是学习人工智能的不同方式。

    人工智能作为科技热点本身会激发学生们的好奇心和兴趣，无论是阿尔法围棋（AlphaGo）人机大战、新华社人工智能播音员正式上岗还是无人驾驶事故频发，这些热点新闻本身就会引起学生对人工智能相关技术的关注和思考，这些也是对学生进行人工智能科普的好素材。在教学中可以选择一些贴近学生日常生活的话题和素材，比如围绕人工智能医生可讨论的话题有：为什么需要机器医生、哪些工作机器医生更擅长、机器医生诊断与人类医生诊断的异同、机器医生会取代人类医生吗、机器医生的误诊怎么办等等，这些贴近生活实际问题的讨论本身就是人工智能科普的好形式。

    智能设备、智能APP等使用的低龄化也极大降低了人工智能学习的门槛，加上人工智能内容丰富、形式多样，以此为基础适当扩展即可设计出趣味性的人工智能教学活动。智能产品和应用程序的成熟化是人工智能教育普及化的重要前提，如小米AI音箱、微软(Microsoft)的小冰聊天机器人等。这些产品和程序具有兴趣性强、易于上手等特点，可成为人工智能基础教育的辅助工具和素材，因此，不必给人工智能基础教育设置过高的技术门槛。

    人工智能基础课程设计的难点是选择恰当的内容，首先要在课程内容选取上摒弃贪大求全的想法，应该精心设计组织中小学生容易理解的内容，同时也忌讳将大学甚至人工智能学术研究的内容简单删减或用通俗化的语言重新描述后进行讲解。如东城区正在实验的小学人工智能课程的“知识表示与推理” 单元内容，在课程的安排上既兼顾了二进制、人机接口、机器推理、知识表示、人工生命等人工智能内容的学习，又在课程内容设计上遵循学生的理解和掌握知识的规律及老师们的学科特长。

人工智能的课程设计应该处理好如下几点。

    一是从教师和受教育者视角进行设计。从学生的视角和教师教学的可实施性两方面进行充分设计，根据教学需要去选择合适的素材和切入点，而知识学习甚至学术的考虑不应该成为人工智能课程关注的重点。教学方案设计者应该正视学生的基础现状和接受能力，同时又要考虑多数技术教师从未接触过人工智能的现状。因此，要充分发挥好技术教师的专业优势和能力特点，在中小学信息技术及其他技术课程的基础上扩展诞生人工智能的教学内容。

    二是把握好人工智能基础教育和专业人工智能人才培养的不同定位。不少人工智能基础课程为了体现人工智能的知识和内容，出现了把人工智能术语（如深度学习、知识图谱、专家系统等）的通俗化讲解作为重点，也给内容讲授者设置了高门槛，基础教育的目的不是让学生提前了解这些专业术语的含义是什么，把大学教育的任务前移到中小学，而是应该通过从人工智能的某个小的切入点去梳理一条知识演绎的线索，让学生自然去理解其中的含义。

    三是应该注重知识讲解和动手实践并举。兴趣引领是中小学生的技术课程的特点，课堂活动的组织和内容设计应以能否充分调动学生的兴趣点为中心。人工智能课程知识点的讲解应该可结合学生的生活经验和学生感兴趣的话题进行，同时课程知识讲解要配以若干动手实践，通过实践巩固知识。对于某些有难度的知识点可分解为若干递进式的小问题，通过逐步加深理解的方式达到课程教学的目的。

    四是坚持人工智能主线。人工智能教育的落脚点还是要回归到人工智能相关的学习和实践上，否则失去了其作为一个独立体系学习的意义。虽然人工智能和开源硬件、编程、机器人等内容的学习有交叉，学习模式上也有相互借鉴的地方，但是人工智能教育的目标和内容都与它们有较大差异，要始终明确教学活动中都应该将人工智能作为出发点和落脚点。

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