中小学人工智能技术与工程素养框架正式发布
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一、背景 1
二、“素养框架”领域构成 2
（一）“素养框架”领域构成概述 2 （二）设计“人工智能与人类”领域的主要考虑 3
（三）设计“人工智能与社会”领域的主要考虑 4
（四）设计“人工智能技术”领域的主要考虑 4
（五）设计“人工智能系统设计与开发”领域的主要考虑 5
三、“素养框架”主要内容 5
（一）培养目标 5
（二）概念定义 6
（三）“素养框架”内容 7
（四）“素养框架”对学校各学段培养的具体要求 14
四、“素养框架”应用建议 43
（一）为制定中小学人工智能课程标准提供参考 43
（二）为编写中小学人工智能教材提供建议 44
（三）为开展中小学生人工智能素养评价提供支持 45
一、背景
人工智能始于 20 世纪 50 年代。随着大数据的积聚、理论算法的革新、计算能力的提升，人工智能在很多应用领域取得了突破性进展，正深刻改变着人们的学习、生活和生产方式，为社会发展注入了新的动力，同时也为教育尤其是基础教育变革带来了重大机遇与挑战。
为应对人工智能带来的影响，世界多国政府高度重视人工智能发展，纷纷进行统筹布局和顶层设计，以期在未来的国际竞争中占据优势地位。美国、英国、欧盟、日本等世界主要国家和地区相继发布了一系列人工智能相关发展战略与行动计划。2017 年我国国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出了面向 2030 年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，部署构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。相关国际组织也越来越多地关注人工智能的发展。联合国发布的《关于机器人伦理的研究报告》、联合国教科文组织与世界科学知识与技术伦理委员会联合发布的《关于机器人伦理的初步草案报告》都探讨了人工智能及机器人技术的发展带来的各种问题，并提出了全新的思考方式与解决路径。
人才是人工智能发展的基础和根本。人工智能的快速发展，迫切需要在各级各类教育中加强人工智能人才培养。我国高度重视人工智能人才培养工作。习近平总书记在致国际人工智能与教育大会的贺信中指出：“把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命”。国务院《新一代人工智能发展规划》提出:“实施全民人工智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。教育部《教育信息化 2.0 行动计划》要求“充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”。《普通高中信息技术课程标准(2017 年版)》正式纳入了人工智能、物联网、开源硬件、算法等相关内容。2019 年以来，教育部把“中小学人工智能教育”相关工作列入历年《教育信息化和网络安全工作要点》重点推进。
人工智能已经成为引领未来的战略性技术，现在的中小学生正处于智能社会的风口浪尖。一方面，国家鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，推进人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合， 培养“人工智能+X”复合型人才。中学生在进入大学阶段后，各个学科知识的学习都将或多或少涉及人工智能相关知识。另一方面，
为应对人工智能带来的影响，世界多国政府高度重视人工智能发展，纷纷进行统筹布局和顶层设计，以期在未来的国际竞争中占据优势地位。美国、英国、欧盟、日本等世界主要国家和地区相继发布了一系列人工智能相关发展战略与行动计划。2017 年我国国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出了面向 2030 年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，部署构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。相关国际组织也越来越多地关注人工智能的发展。联合国发布的《关于机器人伦理的研究报告》、联合国教科文组织与世界科学知识与技术伦理委员会联合发布的《关于机器人伦理的初步草案报告》都探讨了人工智能及机器人技术的发展带来的各种问题，并提出了全新的思考方式与解决路径。
人才是人工智能发展的基础和根本。人工智能的快速发展，迫切需要在各级各类教育中加强人工智能人才培养。我国高度重视人工智能人才培养工作。习近平总书记在致国际人工智能与教育大会的贺信中指出：“把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命”。国务院《新一代人工智能发展规划》提出:“实施全民人工智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。教育部《教育信息化 2.0 行动计划》要求“充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”。《普通高中信息技术课程标准(2017 年版)》正式纳入了人工智能、物联网、开源硬件、算法等相关内容。2019 年以来，教育部把“中小学人工智能教育”相关工作列入历年《教育信息化和网络安全工作要点》重点推进。
人工智能已经成为引领未来的战略性技术，现在的中小学生正处于智能社会的风口浪尖。一方面，国家鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，推进人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合， 培养“人工智能+X”复合型人才。中学生在进入大学阶段后，各个学科知识的学习都将或多或少涉及人工智能相关知识。另一方面，
人工智能已经渗透到交通、教育、医疗、家居等社会各个领域，未来人们在日常生活、工作学习、外出旅游、娱乐社交等社会活动中， 将随时处于人工智能应用与产品的环境中。面临智能社会的巨大挑战，中小学生必须为适应智能社会的学习、生活与工作环境做好准备。
国务院《新一代人工智能发展规划》发布以来，我国中小学人工智能教育开始进入快速发展轨道。但由于缺乏统一的学生能力素养框架、课程标准等，在中小学阶段开设人工智能课程仍然存在较多问题。比如：《高中信息技术课程标准》虽然纳入了人工智能相关内容，但只是作为选择性必修课程，且仅涉及“人工智能基础”、“简单人工智能应用模块开发”和“人工智能技术的发展与应用” 三部分内容，缺乏从人工智能本质特性角度来系统培养学生人工智能学科核心素养的顶层设计。再如：据初步统计，2018 年以来市面上陆续推出了上千种人工智能教材，已有上千所中小学开设人工智能课程，但因为没有统一的素养框架和课程标准为指导，这些教材绝大部分并不适合培养学生的人工智能学科核心素养，也没有形成完整的面向中小学的人工智能课程体系。因此，制定人工智能学科核心素养框架，推动人工智能教育从知识教育到素养教育的转变，已经成为现阶段在中小学领域推进人工智能教育的迫切需求。针对以上问题和需求，我们研究制定了《中小学人工智能技术与素养框架》（以下简称“素养框架”），旨在明确中小学人工智能学科核心素养的基本内容与要求，为在中小学阶段普及人工智能教育提供课程标准制定、教材编写和课程开设的参考和依据。
二、“素养框架”领域构成
（一）“素养框架”领域构成概述
人工智能技术是提高人类社会生产力的驱动力之一，而工程是生产力的直接转化，是改变人类生活、行业生产最直接的表现。人工智能对人和社会产生最直接影响的载体是智能产品。将人工智能技术转化为智能产品服务于人类和社会，需要研究者们利用人工智能技术规划、研究、设计和制造满足人类和社会需求的产品形态，并管理与控制生产出的产品服务于人类和社会，这是一个复杂的系统工程。培养学生具备改造世界的工程思维，是促进当今社会向智慧社会转型的重要举措之一。人工智能技术转化为产品的过程是自然科学和社会科学的交叉应用，尤其涉及到人的思想、行为、能力等方面的内容，其中渗透了伦理、道德、责任等相关问题，需要培
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