在不断发展变化的教育领域中，迈向数字技术的旅程堪称变革性的进展，标志性的重要里程碑已经重塑了教学与学习的方式。随着我们进入数字时代，从信息与通信技术（ICT）的教学转向计算课程，再进一步扩展至数字素养的建设，确保学生具备面向未来的能力已成为教育界的当务之急。然而，技术的迅猛发展，尤其是人工智能（AI）的兴起，也对教育系统提出了新的挑战，迫切需要一种更复杂、更先进的技术素养，以确保学生在未来取得成功。
要理解这些快速变化，并制定一条切实可行的前进路径，我们必须回顾技术发展的历史，审视当前数字技能的现状，并展望未来，预测应对未来学习者需求所需的AI相关技能。
信息与通信技术（ICT）与计算机科学 (Computing)
教育领域的数字化之旅始于20世纪末，当时学校开始开设基础ICT课程，以培养学生的基础数字技能。学校陆续引入计算机教室、多媒体软件以及在线资源，以辅助传统教学方式，确保学生掌握在不断变化的环境中至关重要的信息技术技能。诸如文字处理、电子表格操作、电子邮件礼仪以及互联网安全等基础技能，成为课程的核心内容，由具备ICT技能的教师教授，以满足课程要求及行业不断演变的技能需求。
随着数字时代的持续发展，教育也随之调整策略。2010年，计算机科学课程的引入标志着教育方式的重大转变，课程更加注重编程与编码原理，以应对移动科技迅猛发展的趋势。在专业计算机科学教师的引导下，教育采用项目式学习方法，鼓励学生进行问题解决、批判性思维和创造性探索，从而加深对计算概念的理解，并为其进入现实世界应用做好准备。
发展数字素养
科技的持续发展带来了移动技术的迅猛变革，例如逾十万个应用程序应运而生，满足各类需求。这种技术的普及迅速进入全球众多课堂，教师也意识到其在提升教学效果方面的巨大潜力。因此，教师迅速提升自身能力，积极将教育类应用程序整合至教学实践中，从而丰富学生的学习体验。这一技术演进也促使数字教育的关注点超越了单一的编程技能。
一种新的数字素养理念逐渐形成，旨在帮助学生在不断变化的科技环境中蓬勃发展。教育强调综合性的学习方式，重点发展新兴的数字素养技能，覆盖多个领域。学生学习编程语言，开发复杂应用程序；掌握网络基础设施的关键概念，了解其背后的连接原理；并通过数据的应用解决复杂问题，提升现实世界的问题解决能力。
| 幼儿阶段 | 小学阶段 | 中学阶段 |
|---|---|---|
|
编程启蒙 |
计算思维 |
编程技能 |
|
意识培养 |
网络意识与数字健康 |
网络安全与数字健康 |
|
科技应用能力 |
计算机网络 |
数据分析 |
|
数字创新能力发展 |
多媒体创作 |
创新能力 |
传统的ICT基础能力和机械化的编程早已无法满足当下需求。数字时代催生出一系列新兴职业，如应用设计师、网络安全专家、区块链开发者、增强/虚拟现实（AR/VR）专家、机器人技术及生物科技领域人才等，皆体现出这一时代的快速发展与前瞻性。
生成式人工智能（AI）
当前数字教育最受瞩目的进展之一，便是2022年底生成式人工智能（Generative AI）在大众范围的出现。虽然适应型AI技术自20世纪50年代即已问世，但生成式AI大语言模型（LLMs）的引入可谓教育领域的转折点。教育者再次踏入未知领域，教学实践面临前所未有的挑战与重塑。
面对数字变革的规模与速度，迫切需要在K-12教育中构建一套融合AI素养的课程体系。人工智能技术在教育中具有巨大潜力，可实现个性化学习、自动化行政管理、减轻教师负担，并释放创造力与创新能力。然而，这也带来了诸多挑战，例如如何在基础教育中有效培养学生的AI素养。
人工智能领域知名专家的见解如下：
- Marina Umaschi Bers 教授
塔夫茨大学儿童研究与人类发展系主任
她强调，应从儿童早期教育阶段就将计算思维与编程技能纳入课程体系。开发人工智能需要复杂的机器思维与深度学习能力，学校应及早引导学生理解AI概念与技术，以培养具有数字流利度的新一代创新人才和问题解决者。
- Tony Bates 教授
加拿大赖尔森大学特聘访问教授
他主张在AI教育中必须强化批判性思维与伦理判断。课程应融入跨学科视角，探讨人工智能的社会影响，包括偏见、隐私保护、道德责任及算法透明度，帮助学生区分人类智能与机器智能的不同。
- Mitchel Resnick 教授
麻省理工学院媒体实验室学习研究教授
他提倡在AI教育中采用建构主义教学法，鼓励学生通过实际操作与项目实践掌握AI应用。通过亲身体验的学习过程，学生将从被动使用者转变为主动的AI技术创作者。
- MIT媒体实验室的Impact.AI素养框架
此框架涵盖人工智能的核心概念、实践技能与社会视角，旨在塑造学生成为具备技术与社会责任感的科技变革推动者，从而成为有意识的消费者、道德工程师与理性倡导者。
- 杨扬 教授
香港中文大学教授
他认为，学生应掌握AI的基本概念，包括计算机视觉、语音与语言识别、机器人推理及人工智能伦理问题。通过认知、理解与应用三个层面的学习，学生将全面认识AI及其对社会所带来的深远影响。
教育的数字化未来是一个充满活力且不断演进的旅程。从基础信息通信技术（ICT）素养课程的开设，到计算机课程的引入，再到先进数字素养框架的发展，直至如今人工智能驱动教育的兴起，教育工作者始终不断适应技术进步的要求，以优化教学与学习实践。展望未来，我们必须持续革新教育方法，确保学生具备在日益数字化和人工智能驱动的世界中脱颖而出的必要技能、知识与素养。
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References :
- Bers, M. U. (2018). Coding as a Playground: Programming and Computational Thinking in the Early Childhood Classroom. *Routledge*.
- Bates, T. (2021). Teaching in a Digital Age: Guidelines for Designing Teaching and Learning. *Tony Bates Associates Ltd*.
- Resnick, M. (2017). Lifelong Kindergarten: Cultivating Creativity through Projects, Passion, Peers, and Play. *MIT Press*.
- https://www.media.mit.edu/projects/impact-ai-k-12/overview/
- https://www.scmp.com/news/hong-kong/education/article/3224954/hong-kong-rolls-out-first-ai-curriculum-junior-secondary-students-including-chatgpt-lives-definitely
