联合国教科文组织|学生人工智能能力框架

文摘   2024-11-07 21:24   四川  


这份《学生人工智能能力框架》为教育工作者提供了详细的指导,帮助他们培养学生在人工智能领域的基本知识、技能和伦理意识。以下是框架的关键内容和实施要点,方便教师理解如何在教学过程中引导学生全面发展AI能力。

框架的总体结构

框架共分为四个主要的能力方面:以人为本的思维AI伦理AI技术与应用、和AI系统设计。这四个方面从不同角度培养学生对AI的理解和实际应用能力。每个方面的学习都设有三个递进级别:理解应用创造,帮助学生逐步提升知识和技能。这种递进学习模型可以在课程设计上采用螺旋式教学方法,即在不同年级层逐步深入,确保学生在不同学习阶段得到适当的AI教育。

四个关键能力方面

  1. 以人为本的思维
    教师在这一方面应帮助学生培养批判性思维,鼓励学生从人类需求、社会责任和环境可持续发展的角度出发看待AI。学生应意识到,AI并非万能工具,必须合理地被设计和应用。教学应引导学生思考AI技术对个人隐私、社会公平和人类决策的影响。
  • 教学方法:可以采用讨论和案例分析法,让学生反思AI在不同领域的作用和限制。通过模拟社会场景,让学生意识到AI在一些高风险决策中必须要有人的干预,以保护人类的基本权利和尊严。
  • AI伦理
    教育者在此部分应帮助学生理解和内化AI应用中的伦理原则,例如避免偏见、保护隐私和实现可持续性。该能力的核心是让学生认识到AI的使用必须符合伦理和法律规范,并应具备对技术的社会影响进行批判性分析的能力。
    • 教学方法:可通过案例讨论和角色扮演,让学生认识到AI在不同应用场景中的伦理困境。例如,分析AI在招聘、医疗或教育中的应用,学生可以讨论这些应用是否存在偏见或其他不公平的现象,从而理解“非歧视性”和“公平性”的重要性。
  • AI技术与应用
    这一方面聚焦于AI的基本知识和实际操作技能。学生不仅需要学习AI的基础概念(如算法和数据处理),还要掌握一些基本的AI工具和技术应用,以便未来在实际生活和工作中有效使用AI技术。
    • 教学方法:可以采用项目学习法,提供小型AI开发项目,帮助学生了解从数据收集到模型训练的基本流程。例如,指导学生制作简单的聊天机器人,学生在过程中不仅能掌握AI基本原理,还能了解技术应用中的现实问题。
  • AI系统设计
    在此方面,教育者应引导学生进行更深入的系统设计学习,包括如何从问题定义、系统架构到模型优化等系统性设计流程。培养学生将技术技能与创造性解决方案结合的能力,使他们在未来有能力领导AI系统的开发和创新。
    • 教学方法:适合采用探究式学习法。教师可以引导学生从现实生活中的问题出发设计AI解决方案,比如设计一个垃圾分类的AI系统,学生从需求分析开始,逐步构建系统模型、测试和优化,最终提出一个可实施的方案。

    三个进阶级别

    框架将学生的学习分为三个级别:理解应用创造。每个级别要求不同,便于教师根据学生的年级和认知发展水平调整教学内容。
    • 理解(Understand)
      这是基础级别,适合所有学生,重点在于理解AI的基本概念、伦理价值和安全使用。教师应帮助学生构建对AI的基本认识,使其在生活中能够安全、知情地使用AI。
    • 应用(Apply)
      这一阶段要求学生能够将所学知识和技能应用于更复杂的情境中,并能分析和适应AI技术在不同场景中的实际应用。教师可设置更多实践活动,如在现有AI应用上进行个性化调整或扩展,培养学生在实际问题中应用AI的能力。
    • 创造(Create)
      最高级别为创造阶段,适合具有较强AI兴趣和能力的学生。教师可以引导这些学生进行复杂的AI项目开发,培养他们的创新和领导能力,让他们在解决社会问题的过程中创造AI解决方案。

    框架的实施要点

    1. 逐步推进,螺旋递进
      教师应根据学生的认知水平和年级层次,设计分阶段的AI课程内容,确保学生在各个年龄段均有适合的学习内容。同时,可采用螺旋式教学方法,帮助学生在不断重复和进阶中夯实知识、深化理解。
    2. 融入批判性思维和伦理反思
      AI教育不仅是技术知识的传授,更重要的是培养学生的批判性思维和伦理意识。教师在教授技术内容时,应引导学生思考AI在社会中可能带来的风险和伦理挑战,特别是在数据隐私、算法偏见等敏感问题上引导学生多角度分析。
    3. 鼓励创造性和实际应用
      教师可设计项目式学习任务,让学生在完成小型AI开发项目中激发创造性思维。项目内容应尽量贴近实际问题,使学生在解决现实问题的过程中应用和拓展所学AI知识。
    4. 注重包容性和可持续性
      在AI教学中,教师应确保所有学生均有机会学习和参与AI项目,避免技术学习中产生不公平的“数字鸿沟”。在选取工具和数据时,应特别关注算法偏见和文化多样性,确保AI教学能够体现公平和包容的价值观。

    教师如何利用框架培养学生的AI能力

    • 结合案例教学和实践活动:通过实际案例帮助学生理解复杂的AI伦理问题,利用项目和实践活动让学生将理论应用于实际场景。
    • 促进跨学科融合:AI教学可与数学、物理、社会科学等学科融合,让学生理解AI在多学科领域的应用及其影响。
    • 动态调整教学内容:教师应灵活调整AI教学进度和深度,尤其是随着AI技术的快速发展,定期更新教学内容,确保学生掌握最新的AI知识。

    总结

    《学生人工智能能力框架》为教师提供了全面的教学参考,帮助他们系统性地培养学生在AI领域的知识、技能和伦理意识。这一框架的实施不仅仅是知识的传授,而是帮助学生成为负责任的AI用户和创造者,为他们在AI驱动的社会中找到自我定位、贡献社会做好准备。教师在教学中应注重引导学生将AI视为服务人类的工具,鼓励他们在技术应用中融入人文关怀、批判性思维和社会责任感。



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    获取PPT链接:

    https://gamma.app/docs/AI-z6l4a8qz4efpvga


    相关内容:
    解读|《教育领域人工智能应用指南》
    联合国教科文组织|人工智能教师能力框架

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