2024年11月，教育部辦公廳發布了《關于加強中小學人工智能教育的通知》，提出要“統籌高校、教科研機構、高科技企業、中小學校等各方力量，統籌推進中小學和大學人工智能教育一體化發展”。其中，研究制訂中小學人工智能通識教育指南和普及讀本，構建系統化課程體系，是主要任務之一。

因此，本刊邀請來自溫州科技高中的特級教師謝作如、浙江大學教授吳飛，就中小學人工智能通識課程知識體系的話題展開本期的“對話”。

吳 飛

浙江大學本科生學院院長、人工智能研究所所長、上海高等研究院常務副院長、人工智能教育教學研究中心主任，教授、博士生導師。

曾任教育部人工智能科技創新專家工作組組長，目前擔任中國人工智能學會教育工作委員會主任委員，浙江教育出版社高中信息技術《人工智能初步》教材主編。

謝作如

溫州科技高中人工智能科創中心負責人，浙江省特級教師，中國電子學會現代教育技術分會副主任委員，上海人工智能實驗室XEdu項目負責人，OpenHydra項目發起人。

緣起：為何會重視中小學AI教育？

謝作如：吳老師好，感謝您在百忙之中接受這期的對話。應該是2018年吧，您擔任浙江教育出版社高中信息技術《人工智能初步》教材主編，把我們編寫團隊的整體學術水平拉高了很多。其實那時候我就想問一個問題，作為高校的大專家，您承擔的科研任務已經非常繁重，為什么如此重視中小學教學，愿意來編寫一本高中教材呢？

吳飛：這也是機緣巧合。當時浙江省信息技術教研員魏雄鷹老師找到我，希望我按照2017版課標來編寫一本人工智能高中教材，當然我以工作忙碌和業務不熟悉為由婉拒了這一邀請。后來我在翻看女兒的信息技術教材時，感覺教材內容過于陳舊落伍，萌發了寫一本與時俱進的人工智能高中教材的心愿。于是我主動請纓，回頭去找魏老師，接受了這一光榮任務。我想說，基礎教育和高等教育同樣重要，實際上，作為大學教授來寫基礎教育教材，對我而言是一種全新的挑戰。

謝作如：2022年教育部發布了《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》，信息科技終于成為一門國家課程。很多老師可能未必知道，如果沒有國務院的《新一代人工智能發展規劃》，高中就不會有《人工智能初步》模塊，義務教育階段也不會有信息科技課程。您深度參與了這個規劃的撰寫，能否介紹一下規劃的撰寫背景？它是如何一步一步成為國務院的文件的，最后促成了中國人工智能產業的爆發？

吳飛：隨著互聯網的普及、傳感器的泛在、大數據的涌現、電子商務的發展、信息社區的興起，人類社會、物理世界和信息空間不斷交叉融合與相互作用，人工智能發展所處的信息環境和數據基礎已經發生了巨大而深刻的變化，這些變化形成了驅動人工智能走向新階段的外在動力，人工智能基本理論和研究方法出現了新的變化，正從傳統人工智能向人工智能2.0（AI2.0）躍進。為了推動人工智能與經濟社會深度融合、提升我國人工智能科技創新能力、搶抓人工智能發展的重大戰略機遇、構筑我國人工智能的先發優勢，必須加強人工智能研究和應用，將其作為當前我國實施國家戰略創新發展的工作重點意義重大。

中國工程院于2015年12月批準啟動了由潘云鶴院士負責的《中國人工智能2.0發展戰略研究》重大咨詢研究項目，將加強人工智能研究和應用作為當前我國實施國家戰略創新發展非常重要的工作之一。項目先后聘請第十屆全國政協副主席、中國工程院原院長徐匡迪院士，時任中國工程院院長周濟院士，時任科學技術部黨組書記、副部長王志剛和時任中國工程院副院長陳左寧院士擔任項目顧問。潘云鶴院士聯合參與《中國人工智能2.0發展戰略研究》重大咨詢項目的專家，于2016年3月向黨中央呈報《建議我國啟動“中國人工智能2.0”重大科技計劃》，習近平總書記對這一建議進行了重要批示?？茖W技術部和中國工程院貫徹落實黨中央、國務院的系列指示，組織項目組開展研究，完成了《新一代人工智能規劃建議研究報告》的編制工作。

2017年7月，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，開始整體部署我國人工智能發展戰略規劃，并提出了面向2030年我國新一代人工智能發展的指導思想、戰略目標、重點任務和保障措施。為落實國務院印發《新一代人工智能發展規劃》的總體部署，科學技術部于2018 年啟動實施科技創新2030—“新一代人工智能”重大項目。《新一代人工智能發展規劃》是本世紀以來中國發布的第一個人工智能系統性戰略規劃，其明確提出了五種人工智能的新技術形態，即從數據到知識到決策的大數據智能、從處理單一類型媒體數據到不同模態（視覺、聽覺和自然語言等）綜合利用的跨媒體智能、從“個體智能”研究到聚焦大規模自主協作的群體智能、從追求“機器智能”到邁向人機混合的增強智能、從機器人到智能自主系統。自《新一代人工智能發展規劃》發布后，中央部委和各省市積極落實，人工智能發展生態逐步形成。

思考：高校AI專業發展對中小學的啟示

謝作如：2023年，我讀過一本關于浙江大學計算機科學學院的書，書名是《從“0”到“1”——浙江大學計算機科學與技術學院口述史》。在書中我了解到好多故事，也頗為感動，尤其是創系主任何志均先生的事跡。您是當年留校工作就開始講授人工智能課程的嗎？能否介紹一下這段經歷？

吳飛：我2002年8月博士畢業留校后講授的第一門課程是《計算理論》，這是一門偏計算機基礎理論的課程，課程內容主要是探討什么是可以計算的、什么是不可以計算的等。2016年，當時計算機學院主管教學工作的陳越教授找到我，希望我對學院人工智能課程進行重組，以響應社會上對統計學習、人工智能、大數據等人才的需求。為了做好這個工作，我在人工智能課程授課中先后使用了Pattern Recognition and Machine Learning（Christopher Bishop）和Artificial Intelligence：A Modern Approach（Stuart Russel，Peter Norvig）等教材。

在教學過程中我不斷積累經驗，萌發了自己寫一本人工智能教材的想法。2018年11月，我嘗試在中國大學慕課開設線上公開課（這門課程于2019年入選國家首批線上一流課程。目前已經開設13次，共計25萬人次選學），之后，我結合自己的授課體會于2019年出版了《人工智能：模型與方法》，這是高等教育出版社組織出版的“新一代人工智能系列教材”中的第一本教材。于是，我慢慢開始在人工智能教育教材領域“打拼”起來。

還有個小故事可以分享，2010年年底，潘云鶴教授得知我剛剛從美國加州大學伯克利分校統計系訪學回來，饒有興趣地問我“是否帶回了一門對計算機學院學生有用的課程”。從老校長的問話中，我深深感受到了一門好課程、一本好教材對學生成長的重要意義。浙江大學人工智能研究肇始于1978年何志均先生創建計算機系之初，那時是人工智能從達特茅斯學院啟航12年后，也是符號主義人工智能和專家系統蓬勃發展之際。浙江大學計算機學院一貫重視人工智能教學工作，我與其他老師一樣，很幸運地繼承了這樣的光榮傳統。

謝作如：2021年12月，教育部決定在部分高校實施計算機領域本科教育教學改革試點工作計劃，簡稱“101計劃”。您是“101計劃”核心課程中《人工智能引論》的負責人，請您介紹一下《人工智能引論》的核心內容，讓中小學老師了解一下高校的人工智能專業課程。

吳飛：人工智能是引領科技革命和產業變革的戰略性技術和重要驅動力量，具有多學科交叉綜合、滲透力和支撐性強、高度復雜等特點，呈現技術屬性和社會屬性高度融合特色。《人工智能引論》核心課程以“厚基礎、強交叉、養品行、促應用”為理念，希望同學們能夠了解符號主義人工智能、連接主義人工智能和行為主義人工智能以及人工智能融合交叉等歷史發展脈絡，掌握知識表達與推理、搜索探尋與問題求解、統計機器學習、神經網絡與深度學習、強化學習、人工智能博弈等基本算法，樹立人工智能倫理與安全意識，理解保障人工智能安全、可信和公平的技術方法，會應用人工智能工具、芯片和平臺等，搭建具體場景所需的人工智能架構與系統，完成自然語言中機器翻譯、視覺理解中圖像分類、機器人中行為控制或科學計算等應用案例。

按照“厚算法基礎、養倫理意識、匠工具平臺、促賦能應用”的培養目標，課程設置了10個模塊和63個知識點（含9個進階知識點）。課程教學知識點包括可計算理論與圖靈機、知識表達與推理、搜索探尋與問題求解、機器學習、神經網絡與深度學習、強化學習、人工智能博弈、人工智能倫理與安全、人工智能架構與系統、人工智能應用。

謝作如：幾年前，我發現當時在很多中小學人工智能的標準設計中，都會把“感知”作為重要組成部分，因此很多人工智能教材會增加關于“傳感器”的內容。而您參與設計的“101計劃”中的課程內容幾乎沒有出現“感知”一詞，您能否再闡述一下您的觀點？

吳飛：感知、認知、決策等均是人類智能的重要組成部分。我談人工智能更多的是從算法模型的角度來描述如何人工制造智能，如符號主義人工智能基于邏輯推理角度、連接主義人工智能基于神經網絡角度、行為主義人工智能基于強化學習角度等。如果談感知，我個人希望能夠考慮如何實現望、聞、問、切等感知方法，如何實現眼觀六路、耳聽八方等感知方法，即從具體算法和模型角度談感知，這樣更能“言之有物”。

謝作如：我之前是研究創客教育的，開過好幾門關于單片機、傳感器的課程。在我看來，傳感器的原理僅僅是信息科技中的“數字化”，而跟人工智能無關。要實現智能感知，就無法繞過算法和模型。那么“智能感知”和“機器學習”是從屬關系，還是并列關系呢？教材的內容邏輯都很難處理，何況信息科技中已經有“過程控制”，傳感器的內容在信息科技中已經是核心內容。受“101計劃”的課程目錄影響，中小學的人工智能教材開始發生變化了。例如，2023年編寫的《深圳市義務教育人工智能課程綱要》單列出“機器感知”模塊，2024年修訂時就去除了“機器感知”模塊，突出了機器學習和深度學習?？磥?，高校的人工智能教育理念對中小學有著重要的指導意義。

定位：中小學AI教育要學什么？能學什么？

謝作如：2018年年底，當您編寫的高中信息技術選修模塊《人工智能初步》教材定稿后，我開始拜讀?，F在想起來還記憶猶新，您從可計算思想開始講起，介紹了希爾伯特的難題和圖靈的論文。雖然說我是一個頗為資深的信息技術教師，但之前從來沒有接觸過“可計算”方面的知識。即便是現在，全國各地的教師培訓在不斷強調“計算思維”，依然有很多信息科技教師并不了解什么是“計算”。雖然高中新課標中強調了“計算”，必修一的模塊名稱就叫“數據與計算”，但幾乎所有的教材都沒有介紹過計算的原理。也許這也是當前信息技術教材的一大缺失吧。您能否向廣大讀者科普一下人工智能與可計算思想之間的關系？

吳飛：人工智能是以機器為載體對數字化信息進行處理后所實現的人類智能或生物智能。古希臘哲學家畢達哥拉斯及其信徒組成的學派認為“萬物皆數”，也就是說事物的性質是由某種數量關系決定的，萬物按照一定的數量比例而構成和諧的秩序。“工欲善其事，必先利其器”，那么目前實現智能算法的計算之器，也就是現在廣泛被用來對數據進行分析處理的計算機從何而來呢?任何事物的產生都需要有理論基礎，人類從手工計算到自動計算經歷了漫長的年代，是可計算思想的蓬勃發展直接推動了現代計算機的產生。因此，我們需要了解可計算思想的起源與發展，才能更好地理解人工智能。

謝作如：我還記得當時讀您寫的《人工智能初步》教材這一部分，有醍醐灌頂的感覺，之后又讀到周志明先生的《智慧的疆界》，似乎打通了任督二脈。正如紐厄爾和司馬賀所說，符號是一切智能活動的源頭，關于人工智能的起源應該從邏輯學開始。沒有圖靈機這一可計算機器的出現，也就不會有圖靈和香農關于智能的深入交流。這些都是學生理解人工智能的重要細節，不能忽視。

我在很多場合中介紹過自己學習人工智能的經歷。2019年年底參加了您和魏雄鷹老師組織的浙江省人工智能教師培訓活動，我還記得那次為期兩天的培訓重點是機器學習的各種算法，并沒有涉及神經網絡。如果讓您重新設計為期兩天的教師培訓，或者重寫高中《人工智能初步》教材，您會做怎樣的調整？

吳飛：我想可以從歷史發展、技術能與不能、學科交叉等角度來調整《人工智能初步》。

首先梳理人工智能歷史發展脈絡，包括古希臘哲學家畢達哥拉斯學派提出的“萬物皆數”、20世紀30年代“可計算思想”產生、“圖靈機模型”提出、1956年達特茅斯人工智能暑期夏季研討會等，讓同學們能夠感受到人類在努力對智能行為模擬和構造過程中所形成的壯美接力畫卷。

其次，從“能”與“不能”角度厘清人工智能不同的技術手段，知曉人工智能算法的優點和不足，對人工智能不同方法“知其意，悟其理，守其則，踐其行”。

再次，從學科交叉角度呈現人工智能與其他學科研究碰撞擁抱所引發的炫彩之美。人工智能是類似于內燃機或電力的一種“使能”技術，天然具備推動學科交叉的潛力。人工智能與腦科學研究交叉，在攻克重大腦疾病診治難題的同時，也在人類大腦和機器大腦之間架構橋梁而邁向混合增強智能；人工智能與數學、物理、化學等結合，重塑科學發現范式，如人工智能預測蛋白質三維空間結構，為探秘“生命之舞”提供全新視角，是一項改變游戲規則的技術，就像費馬定理的最終證明或發現引力波一樣，它解決了一個在“待辦清單”上已經存在了50年的科學問題；人工智能這一“非凡工具”幫助數學家找到單獨依靠人類思維不容易發現的內在聯系，“進軍”數學領域，輔助數學家發現新的數學猜想和證明新的數學定理；人工智能具有技術屬性和社會屬性相互融合的特點，正推動人機共存社會形態出現，算法向善、社會實驗和人工智能倫理規范等新的研究不斷涌現。

最后，從創新人才培養角度來給同學們一些學習人工智能的建議。

謝作如：據我了解，高中信息技術課標修訂版快要發布了，也許您真的很快要重寫這本教材了。《關于加強中小學人工智能教育的通知》中有一段話被很多人引用，即“小學低年級段側重感知和體驗人工智能技術，小學高年級段和初中階段側重理解和應用人工智能技術，高中階段側重項目創作和前沿應用”。實際上，我覺得這段話的表達是有歧義的。例如，“人工智能技術”指什么？是一個融合了人工智能的應用程序（如絕大多數的辦公軟件），還是根據提示詞生成不同內容的開源大語言模型（如DeepSeek的各種蒸餾模型），或者是人工智能算法（如SOTA模型）？用無代碼或者低代碼工具訓練模型算“感知和體驗”還是“應用”或者是“創作”？畢竟華為、百度、亞馬遜、谷歌等大公司都推出了類似的無代碼訓練工具，是面向工程師開發的。

因此，一線教師常常被“邊界”困擾。以小學為例，我們在課堂上讓學生用無代碼、低代碼工具訓練模型的做法是否越界？吳老師能否幫我解惑？

吳飛：人工智能所包含的內容博大恢弘、精彩分呈，“至小有內，至大無外”：人工智能可以是思維方式、賦能系統、孩童游戲、中學課程、大學本科專業、開源代碼平臺，以及我們每個人每天所生活的空間“智能社會”。因此，不能孤立地將人工智能所包含的內容割裂和孤立。

《論語·述而》中說“志于道，據于德，依于仁，游于藝”，因此在人工智能教育教學中要有針對性地激發學習者學習興趣，讓其了解人工智能的知識、樂于掌握人工智能的技能、形成人工智能倫理品行。不要過于在意“邊界”，在意的應該是提供的教學內容能否讓學生愛上“人工智能”。

謝作如：我還想問一個困擾我很久的問題。在我看來，中小學的AI通識課程的內容設計正處于一種兩難的尷尬境地。如果介紹AI相關的知識，如“向量特征”“卷積計算”等，會被某些專家視為“大學內容下放”，但不介紹這些知識，學生則無法理解。您會如何權衡這些當前在中小學課程中并沒有出現的知識？

吳飛：很顯然，不能將復雜的人工智能知識體系強行教給基礎教育階段的孩子們。如果碰到這樣的難題，我們是否應該思考一下，可否通過樣例展示、交互體驗等手段，讓受教育者能夠先感觸人工智能之能，激發興趣，再去探究其背后隱藏的深奧道理。

謝作如：我曾經和一位數學專業的博士深度聊過中小學的AI教育，他認為制約AI教育實施的最大門檻在于數學課程。例如，前面提到的“向量”，在高一才第一次出現；線性代數并不難，小學三年級以上的學生就能理解，但是卻成為高等數學中的內容；而統計方面的前置知識，幾乎沒有辦法講清楚“token”的概念。您能否從數學的角度分析，中小學AI通識課程的落地可能要做哪些調整？

吳飛：我覺得我們還是要換一種思路，即不要寄希望從數學原理等方面讓學生們了解人工智能，而要更多地探索如何激發他們學習人工智能的興趣，即在體驗中讓他們熱愛人工智能。至于數學原理方面，讓學有余力的學生去探究，讓他們對大學的AI教育充滿期待，這樣也就達到了文件（《關于加強中小學人工智能教育的通知》）中提出的“統籌推進中小學和大學人工智能教育一體化發展”的目的。

愿景：從AI通識走向AI4S和AI+

謝作如：感謝吳老師的建議。您不斷強調要讓學生“愛”上人工智能，這讓我想起在做創客教育時，也總強調要“愛上制作”“愛上技術”。熱愛才是永恒。在中小學實施人工智能教育雖然很難，但總要慢慢往前走。我嘗試過多次，小學三年級孩子也能理解卷積和池化的具體操作和意義，只要老師不把這節課真的教成“線性代數”課，作為體驗一點問題都沒有。還有“向量”這一概念也不難，用二維來解釋向量特征的相似度，小學生也能理解。相信在AI4S（AI for Science）的沖擊下，之后中小學的數學體系也會有所變化。

說起AI4S，前期您在文匯報的專稿《DeepSeek：邁向全社會分享的普遍智能》中提出，無論是從AI的角度解決科學問題（AI for Science），還是從科學的角度優化AI（Science for AI），未來的重大突破都將源于這種交叉領域的工作。為什么人工智能在跨學科中可以發揮重要作用？

吳飛：作為類似于內燃機或電力的一種通用目的技術，人工智能天然具備“至小有內，至大無外”推動學科交叉的潛力，無論是從人工智能角度解決科學挑戰和工程難題（AI for Science，如利用人工智能預測蛋白質序列的三維空間結構），還是從科學的角度優化人工智能（Science for AI，如從統計物理規律角度優化神經網絡模型），未來的重大突破大多會源于這種交叉領域的工作。

為了更好地了解學科交叉碰撞相融而呈現的復雜現象，需要構建寬廣而有體系的世界觀，以便幫助我們應對全新甚至奇怪的情況。具備這種能力，是個人在教育過程中通過有心和偶然的方式積累各種知識，并將它們整合起來實現的。通過這個過程，每個人所獲得的信念體系，比直接從個人經驗中建立的體系更加豐富和深刻，這正是教育的魅力所在。

著名物理學家、量子論的創始人馬克斯·普朗克曾說：“科學是內在的整體，它被分解為單獨的單元不是取決于事物的本身，而是取決于人類認識能力的局限性。實際上存在著由物理學到化學、通過生物學和人類學到社會科學的鏈條，這是一個任何一處都不能被打斷的鏈條?！比斯ぶ悄苷谴俪蓪W科之間鏈條形成的催化劑，推動形成整體性知識。

謝作如：最后問您一個問題。今年2月份，我看到浙江大學人工智能研究所與杭州英特外國語學校聯合成立了人工智能教育項目探索創新中心。之前我關注到您的團隊聯合杭州周邊的中小學成立了多個類似的項目，如聯合杭州外國語學校成立“人工智能賦能基礎教育創新研究中心”，聯合杭州建蘭中學成立“人工智能創新探究中心”，聯合求是教育集團組建“求是人工智能創新實踐中心”等。作為國內頂尖的高等院校，浙江大學和中小學共同開展這些項目研究的內容和目標是什么？

吳飛：先前的技術發明從機械化增強角度提升了人類與環境的互動能力，然而，人工智能的出現挑戰了人類的根本，它深刻改變了人類與環境互動的能力和角色。近年來，生成式人工智能的出現使得智能機器成為知識生產的輔助者，對個體學習者的自主思考、判斷、學習能力乃至倫理道德觀提出了挑戰。因此，讓中小學生了解人工智能和使用人工智能成為必要。一直以來，浙江大學積極落實國家關于人工智能基礎教育的行動要旨，圍繞基礎教育場景，構建全方位、多層次的人工智能教育體系，推動中小學人工智能教育普及工作，探索中小學和大學人工智能教育一體化發展。正如謝老師所說，近期由浙江大學人工智能研究所、浙江大學人工智能教育教學研究中心、浙江大學智能教育研究中心等機構牽頭，與杭州市三所中小學校合作成立三個基礎教育創新實踐平臺，旨在積極推動人工智能在基礎教育中的應用，將人工智能技術賦能教與學過程創新，激發同學們探索科學魅力的興趣，打造適合基礎教育應用場景的典型案例和人工智能創意應用作品。我們將通過大學的科研勢能、學術力量與中小學的實踐場景深度融合，重構人工智能素養教育的里程碑式探索，破解人工智能教育學段銜接、師資薄弱之難題，促進青少年在基礎教育階段建立起“技術認知-創新實踐-倫理思考”的完整思維鏈條。

文章刊登于《中國信息技術教育》2025年第7期

引用請注明參考文獻：

謝作如 吳飛 .人工智能教育：尋求中小學和大學“一體化”發展之路 [J].中國信息技術教育，2025（07）：4-11 .

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