劉麗珍，宋 巍，王萬森，施智平，師怡爽

（首都師范大學 信息工程學院，北京 100048）

0 引 言

人工智能領(lǐng)域的人才培養(yǎng)是國家發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵與基礎(chǔ)。《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出：廣泛開展人工智能科普活動，在中小學階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。結(jié)合教育部卓越教師培養(yǎng)計劃項目，高師院校人工智能師范類本科專業(yè)肩負著培養(yǎng)教育情懷深厚、專業(yè)基礎(chǔ)扎實、勇于創(chuàng)新教學、善于綜合育人和具有終身學習發(fā)展能力的高素質(zhì)、專業(yè)化、創(chuàng)新型中小學人工智能師資的重任。然而，在人工智能市場規(guī)模不斷擴大和應(yīng)用程度不斷深入的大背景下，人工智能教育正面臨著師資嚴重不足的難題，尤其是中小學、幼兒園、職業(yè)教育和特殊教育人工智能師資的缺乏，對我國未來人工智能的發(fā)展有著重大的影響，加快人工智能專業(yè)師資人才培養(yǎng)日益迫切，通過高師院校人工智能師范專業(yè)教育來培養(yǎng)人工智能師資人才就成為當前重要途徑。

1 我國人工智能專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀和形勢分析

習近平總書記指出人工智能是引領(lǐng)這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略核心技術(shù)，加快發(fā)展新一代人工智能是贏得全球科技競爭主動權(quán)的重要戰(zhàn)略抓手，是推動我國科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升的重要戰(zhàn)略資源。世界各國都在這一輪人工智能科技革命的戰(zhàn)略機遇中構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢，占據(jù)發(fā)展制高點。目前我國正處于堅持科教引領(lǐng)，部署新一代人工智能人才培養(yǎng)和學科發(fā)展的重要攻堅階段，教育部于2018 年發(fā)布了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，針對人才培養(yǎng)這項系統(tǒng)工程和核心要素，強調(diào)要完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系。之后，在教育部中外人文交流中心、創(chuàng)新工場人工智能工程院和北京大學聯(lián)合主辦的中國高校人工智能人才國際培養(yǎng)計劃啟動儀式上，進一步提出了5 年內(nèi)培養(yǎng)一大批人工智能專業(yè)的師資和學生，我國人工智能人才培養(yǎng)隨著國家相關(guān)政策推進而逐漸進入了快車道。

但目前我國人工智能教育普及規(guī)模和專業(yè)人才供給的形勢卻是嚴峻的。根據(jù)騰訊研究院發(fā)布的《2017 全球人工智能人才白皮書》顯示，截止到2017 年10 月，中國人工智能人才的需求缺口已經(jīng)達到了百萬級。根據(jù)《北京人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2018)》，截至2018 年5 月8 日，全國人工智能企業(yè)4 040 家，北京市人工智能企業(yè)1 070 家，北京人工智能企業(yè)占全國的26%。根據(jù)《2018 中國人工智能人才發(fā)展報告》：中國人工智能人才需求同比增長了3.6 倍，北京人工智能崗位占比高達40.3%。與此同時，人工智能的學習也逐漸走進了中小學課堂，《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》強調(diào)了在中小學階段引入人工智能普及教育。以北京為例，根據(jù)北京市教委統(tǒng)計，2018 年北京市小學有970 所、涉及教學班級有27 280 個，北京市中學644 所、設(shè)計教學班級14 619 個，但人工智能專業(yè)教育師資卻嚴重缺乏，那么其他省市的師資情況也不可能太樂觀。面臨人工智能教育師資嚴重不足的難題，作為師資培養(yǎng)重要基地的高師院校責無旁貸地需要擔負起立德樹人、提高人工智能人才培養(yǎng)質(zhì)量、優(yōu)化培養(yǎng)結(jié)構(gòu)等重任，促進和實現(xiàn)我國2030 年高校成為建設(shè)世界主要人工智能創(chuàng)新中心核心力量和引領(lǐng)新一代人工智能發(fā)展的人才高地。

自2003 年我國第一個智能科學與技術(shù)本科專業(yè)在北京大學設(shè)立以來，至今教育部正式批準設(shè)立智能科學與技術(shù)本科專業(yè)高校達96 個，2018 年獲批人工智能本科專業(yè)高校達35 個。但高師院校人工智能師范類專業(yè)的建設(shè)還很稀缺。因此，《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》部署在中小學階段引入人工智能普及教育的最大瓶頸就是中小學人工智能師資在專業(yè)水平和數(shù)量上都不樂觀。有資料表明，在中小學擔任人工智能相關(guān)課程的教師中只有35%左右的教師因為有計算機專業(yè)背景，可以勝任一部分人工智能相關(guān)課程。這種情況突顯了人工智能師范專業(yè)的建設(shè)和人才培養(yǎng)明顯滯后于經(jīng)濟社會發(fā)展和中小學教育這個規(guī)模龐大的師資市場需求，盡快在高校建設(shè)人工智能師范本科專業(yè)勢在必行。

2 構(gòu)建人工智能師范專業(yè)多層次人才培養(yǎng)體系，提升人才培養(yǎng)的系統(tǒng)性和適用性

人工智能師范專業(yè)建設(shè)應(yīng)堅定貫徹黨和國家的教育方針，圍繞人工智能教育的發(fā)展方向，結(jié)合教育部卓越教師培養(yǎng)計劃項目，落實立德樹人的根本任務(wù)，堅持以師范生為本，依據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展和中小學教育需求，深化教學改革，強化師范專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，建立基于產(chǎn)出導向的師范生培養(yǎng)文化，側(cè)重培養(yǎng)師范生綜合能力。

（1）第一個層次側(cè)重培養(yǎng)師范生全面扎實的人文社會自然科學、數(shù)理、人工智能基礎(chǔ)理論和編程教育技術(shù)，以及設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用寓教于樂的編程教學軟件和游戲的能力。使師范生具備結(jié)合人工智能應(yīng)用場景和基本概念培養(yǎng)中小學生學習興趣和基礎(chǔ)知識的基本教學能力，以及面向全社會青少年和社會公眾的人工智能知識科普能力。

（2）第二層次側(cè)重培養(yǎng)師范生深入了解和掌握教育基礎(chǔ)學、教育心理學和人工智能領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)，以及信息技術(shù)、通用技術(shù)、創(chuàng)客教育和STEAM 教育的能力，使師范生具備培養(yǎng)中學生和職業(yè)教育學生較深入的開發(fā)和設(shè)計人工智能算法的專業(yè)教育教學能力。

（3）第三層次側(cè)重培養(yǎng)師范生學習和實踐現(xiàn)代教育技術(shù)、教學設(shè)計、教學研究和人工智能技術(shù)體系，以及具備將人工智能技術(shù)與交叉學科知識相融合的科技創(chuàng)新能力，使師范生具有培養(yǎng)新一代人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新人才的高水平教育教學能力。

3 對標師范認證標準，結(jié)合卓越計劃和中小學師資需求，制定人工智能師范專業(yè)培養(yǎng)計劃

目前，我國高?？蓞⒖嫉娜斯ぶ悄軒煼侗究茖I(yè)培養(yǎng)計劃和標準比較稀缺，需要我們依據(jù)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》和《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，結(jié)合教育部卓越教師培養(yǎng)計劃項目，將人工智能學科和專業(yè)隨時代發(fā)展的特性考慮進去，加上新工科背景，根據(jù)師范院校自身特點來自主探索和制定相對應(yīng)的人工智能人才培養(yǎng)所具備的素養(yǎng)、能力及教學體系框架，如表1 所示。

表1 人工智能師范本科專業(yè)人才培養(yǎng)基本框架

人工智能師范專業(yè)在制定人才培養(yǎng)教學計劃時，需要依據(jù)《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，重點考慮以下幾點內(nèi)容。

（1）人工智能師范專業(yè)自身知識體系的完整性和系統(tǒng)性。

（2）學科基礎(chǔ)理論課程，包括人工智能原理、人工智能程序設(shè)計、機器學習等。

（3）專業(yè)核心技術(shù)課程，包括自然語言處理、數(shù)據(jù)挖掘、優(yōu)化理論與算法設(shè)計、多智能體系統(tǒng)、模式識別與圖像理解等。

（4）交叉復合以及創(chuàng)新應(yīng)用拓展課程，包括智能教學系統(tǒng)、機器人、計算語言學、認知科學、計算生物學、智能應(yīng)用建模等。

（5）相關(guān)支撐課程，包括數(shù)字信號處理、數(shù)理邏輯、概率與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)學分析等。

（6）教育教學必修課程，包括教育學基礎(chǔ)、教育心理學、現(xiàn)代教育技術(shù)、教學設(shè)計、教學研究等。

（7）教育教學選修課程，包括中小學人工智能教育、通用技術(shù)、創(chuàng)客教育和STEAM 教育、學習資源設(shè)計與開發(fā)。目前，許多中小學生已經(jīng)將人工智能科普教育課程納入了常規(guī)教學，師范生要具備通過新穎有趣的教學形式激發(fā)學生學習人工智能的興趣的能力，重視對學生編程和實踐動手能力的培養(yǎng)。

（8）對標師范類專業(yè)教學質(zhì)量卓越標準認證，教師教育實踐課程包括教育見習6 周、教育實習10 周、教育研習2 周，共計18 周的教學實踐。

4 高師院校人工智能師范專業(yè)與校內(nèi)相關(guān)專業(yè)進行師資整合，與校外相關(guān)企業(yè)、中小學建立協(xié)同共贏長效機制，建設(shè)高素質(zhì)人工智能教師隊伍

目前我國人工智能領(lǐng)域的專業(yè)人才儲備相對較低，許多人工智能專業(yè)的教師是從計算機、電子、信息通信、自動化等相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)過來的，基于人工智能專業(yè)的交叉性，這恰恰有利于人工智能師資隊伍的建設(shè)；進一步通過高校與企業(yè)的靈活開放合作，與中小學建立協(xié)同共建機制，以及借助培養(yǎng)和引進機制，可以在短時間內(nèi)壯大師資隊伍，并開展分層梯隊建設(shè)，重點建設(shè)高端人才隊伍來擔當人工智能專業(yè)的教育重任，特別是加快引進全球頂尖智能專業(yè)人才和青年創(chuàng)新人才，形成我國人工智能人才隊伍的高地。

此外，通過人工智能領(lǐng)域相關(guān)的科學研究也是培養(yǎng)教師隊伍的有效途徑，尤其是《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》發(fā)布以來，人工智能的研究得到前所未有的重視。國家將人工智能與計算機、自動化等學科并列設(shè)置，推動了相關(guān)研究人才的集聚。例如，從事智慧醫(yī)療、智能服務(wù)機器人、智能金融、智慧法律、智能教育、語言智能、生物智能、環(huán)保智能等相關(guān)領(lǐng)域研究的教師都是人工智能教師隊伍的重要來源。

除了建設(shè)有人工智能專業(yè)素養(yǎng)的教師隊伍，還需要建設(shè)一批具有教育教學素養(yǎng)的教師隊伍，以立德樹人為己任，具有社會責任感和無私奉獻的教育情懷，掌握教育政策法規(guī)以及教育學、教學心理學的基本理論和方法，熟悉現(xiàn)代教育技術(shù)的基本理論和知識，了解中小學生身心發(fā)展和養(yǎng)成教育規(guī)律，具有信息化資源設(shè)計與開發(fā)的基本能力，具有良好的教學設(shè)計能力、教學實施能力、教學評價能力和教學反思能力。

中國要實施全民智能教育項目，在中小學階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，不僅需要數(shù)量龐大的師資隊伍，還需要優(yōu)化師資隊伍建設(shè)，建設(shè)一支能夠運用新技術(shù)、新理念、新手段提升人工智能課程內(nèi)涵的朝氣蓬勃、團結(jié)向上、業(yè)務(wù)能力強、教學效果好的專業(yè)教學團隊，為培養(yǎng)造就大量優(yōu)秀的師范生、卓越的教師梯隊奠定堅實基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語

人工智能師范類本科專業(yè)積極響應(yīng)十九大報告提出的人工智能和實體經(jīng)濟深度融合的號召，培養(yǎng)師范生具備運用人工智能核心技術(shù)解決實際問題的創(chuàng)新實踐能力，以及開展智能教育的教學實踐能力，為我國人工智能發(fā)展提供強有力支撐。