摘要：20世纪70年代，刚刚恢复的中国高等教育就赶上了席卷全球的计算机发展与普及热潮。审时度势，1977年教育部颁布《全国普及计算机应用工作纲要》，吹响了计算机普及的号角。特别是1978年中共中央、国务院在北京隆重召开的全国科学大会，发出了追赶世界先进水平、努力实现

中国高校计算机基础教育之路与AI教育

——访张基温教授

（一）中国高校计算机基础教育的开始背景

20世纪70年代，刚刚恢复的中国高等教育就赶上了席卷全球的计算机发展与普及热潮。审时度势，1977年教育部颁布《全国普及计算机应用工作纲要》，吹响了计算机普及的号角。特别是1978年中共中央、国务院在北京隆重召开的全国科学大会，发出了追赶世界先进水平、努力实现四个现代化的总动员令，使中国高校的计算机教育呈现一个热潮。这个热潮有如下表现。

1. 20世纪70年代中国高校掀起设置计算机专业的第二次高潮

中国高校设立计算机专业始于1956年，有关资料显示，仅有哈尔滨工业大学和复旦大学。1958年的大跃进形成中国高校设置计算机专业的第一次高潮，清华大学、中国科技大学、上海交通大学、西安交通大学、天津大学、南京大学、武汉大学、北京航空航天大学、太原工学院（后改名太原工业大学，与山西矿业学院合并为太原理工大学）等都在这一年开始设立计算机专业。1960年，又有浙江大学和哈尔滨军事工程大学等开始设立计算机专业。1962年中国电子学会的电子计算机分会成立。而20世纪70年代末的计算机专业设置第二次高潮，使得几乎所有的高校都开始设立计算机专业。同时，高校之间开始进行计算机专业教学计划和重要课程的交流。1979年，由许镇宇、王世媛编著的《电子数字计算机原理》（人民教育出版社）出版。1980年谭浩强、田淑清、谢锡迎编著的《BASIC语言》出版（科学普及出版社）。与此同时，高校计算机专业之间的交流也开始举办起来。其中，第一次全国计算机教育学术讨论会是1980年7月在四川峨眉召开的，有81所高校的代表参加了这次会议。会议不但交流了计算机专业的教学大纲，还讨论了非计算机（主要是理工类）专业开始计算机课程的问题。

在山西，1977年太原工业大学（现太原理工大学）恢复计算机专业，成立计算机工程系（系主任江立章），开始招生；1978年，山西矿业学院（现太原理工大学）开始设立计算机专业； 1980年山西大学由数学系抽调部分从事计算数学的教师成立计算机科学系（系主任刘开瑛）；1981年太原机械学院（现中北大学）开始招收计算机应用专业本科生（1988年开始建系）。

2. 一批与计算机相近专业相继涌现

在计算机专业开设同时，一批与计算机学科极为相关的专业也相继涌现。首先是许多理科院校在数学系开始成立计算数学专业。计算数学也叫作数值计算方法或数值分析，起源于20世纪40年代，是随着电子计算机的发明和应用而诞生的一门学科。1952年，华罗庚先生决定在中国科学院数学研究所设立计算数学方向，并开始酝酿计算机研究。

华罗庚教授（1910年11月12日—1985年6月12日）

有关信息表明，在中国高校中开办计算数学专业最早的是北京大学（1955）、兰州大学（1955）、西安交通大学（1957）和吉林大学（1957）。后来的一批重点院校都是1958年开办的，如清华大学、复旦大学、南京大学、南开大学、武汉大学、中国科技大学、‌哈尔滨工业大学和哈尔滨军事工程大学等相继成立计算数学专业‌。而普遍性地在数学系中开设计算数学专业都是在19世纪70、80年代，山西大学就是这样的一种情况。

19世纪70年代末，一些管理类专业也开始向计算机技术靠拢，形成一批亚计算机专业。例如，1971年北京大学开始筹建信息学专业（1985年正式设置），1978年中国人民大学萨师瑄、江昭、陈余年、魏晴宇和赵树嫄几位教授共同创建了经济信息管理系，1978年哈尔滨工业大学黄梯云教授开始筹建管理科学与工程学科的管理信息系统专业，1978年武汉大学图书馆学系也开始招收“科技情报”专业本科生，1985年北京林业大学成立的国内第一个林业信息管理专业。到了1980年代这5个专业，开始在全国迅速铺开。1998年，教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录（1998年颁布）》，把原有的经济信息管理、信息学、科技信息、管理信息系统和林业信息管理等5个专业合并为信息管理与信息系统专业，专业代码为110102，属管理科学与工程类专业。

非计算机专业开始开设计算机课程

20世纪60、70年代，计算机技术获得了突破性发展：随着集成电路技术的成熟，使计算机容易放置，价格比较便宜。同时，操作系统开始诞生、高级编程语言（例如BASIC、FORTRAN）开始出现，不仅使计算机资源管理变得比较方便，也使计算机应用变得容易‌。这时，计算机不仅在大型数值计算中发挥了作用，也开始向各个领域扩展。这一形势，也使高校各个专业发现了新的突破方向，不少专业开始开设计算机课程。例如，太原工学院（现太原理工大学）就在机械系、管理系先后开设了如下三门课程并编写了相应的4本讲义。这三门课程是：

（1）BASIC程序设计。相应的讲义每学期都进行修订，1986年由山西科学教育出版社出版，并获当年的山西省科协优秀科普作品二等奖。

（2）dBASE数据库，也有相应的讲义。

（3）计算机技术基础，相应的讲义分为《基本概念篇》和《实践篇》。《基本概念篇》介绍计算机的基本组成和工作原理，经多次修订后，由清华大学出版社出版，截至2014年已经发行了10版。《实践篇》主要介绍如何开机、如何使用磁盘和打印机以及一些常用的DOS命令。

太原工学院（现太原理工大学）管理系1983—1986年

的油印教材封面及其部分目录

（二）许镇宇教授牵头创立

“全国高等学校计算机基础教育研究会”

许镇宇（1918—2008年）

许镇宇，男，1941年毕业于西北工学院机械系，抗战时期曾任职于资源委员会，1949年以后历任北洋大学、天津大学副教授、教授，机械零件机械原理教研室主任、精密仪器系副主任、计算机系筹备组组长，曾著有《机械设计原理》《机械零件》《电子数字计算机原理》等在国内有广泛的影响的著作。20世纪70年代末起，他受教育部委托，开始关注非计算机专业的计算机教育，在召开了几次座谈会后，1983年在山东泰安的山东矿业学院，召开了一个关于高校非计算机专业的计算机教育如何开展的会议。山西省有两位教师出席了这次会议：太原工业大学的张基温和山西矿业学院的史应文。张基温是带着自己编写的4本讲义参会的，并在报到时就将这四本讲义交给了会务组。于第二天就陈列在会场。这四本建议得到了与会专家的一致好评，其内容已经勾画出了之后高校计算机基础教材的框架。会议本来预先安排清华大学谭浩强、南开大学刘瑞挺等几个人发言。许镇宇教授临时增加了张基温的发言。张基温在发言中介绍了自己在机械系和管理系从事计算机教学三年来的体会，并根据自己的实践提出非计算机专业开设计算机教学的两点建议：

（1）非计算机专业的计算机教学应当以应用为主。

（2）不同的专业对于计算机应用有不同的需求，但它总地作为一个领域，应当有其最基本的知识和技术特点。解决这一矛盾的基本方法是将课程分为两层：一层是最基本的、各个专业都需要的知识和技术；在此基础上开设面向专业的计算机课程。

1990年张基温与许镇宇教授在苏州

这次会议大约有30多人参加。会议讨论非常热烈：普遍认为，在非计算机专业开设计算机课程，有许多事要做，非常需要组织起来不断地进行讨论和研究。为此，应当向教育部建议，成立一个学术团体。经过议论，初步确定这个学术组织的名称为“全国高等院校计算机基础教育研究会”比较合适。

会后，许镇宇教授上报教育部批准后，于1984年在安徽黄山召开了“全国高等院校计算机基础教育研究会”成立暨第一届大会，通过了会议章程，并成立了许镇宇为会长、谭浩强等人为副会长的理事会和常务理事会。

（三）谭浩强接任“全国高等院校计算机基础教育研

究会”会长（1988—2008）

许镇宇教授德高望重，谦逊谨慎。在泰安会议中推举研究会牵头人时就一再谦让。后来拗不过大家推举，就撂下一句“我只干一届”。在黄山成立会议中，也这样坚持。所以从第二届起研究会会长一职，就由谭浩强担任，直到2008年。

谭浩强 教授

谭浩强教授因在电视上教授BASIC语言而闻名全国。他1958年毕业于清华大学自动控制系，毕业后留校。1985年到作为清华分校的北京联合大学自动化工程学院担任副院长。由于学生时代曾担任清华大学学生会主席、北京市学联副主席、全国学联执行委员，工作后又担任过领导职务，所以具有很强的领导能力。1978年，44岁的谭浩强半路起家开始学习计算机领域知识，并一边学习一边做普及工作。从1981年在中央电视台讲授《BASIC语言》开始，谭浩强先后在中央电视台向全国播讲了七种计算机高级语言，观众超过500万人，他用实际行动有力地推动了中国第一次计算机普及高潮。因此，被许镇宇教授邀请参加了泰安会议。

《BASIC语言》

谭浩强于1988年接替许镇宇教授担任全国高等院校计算机基础教育研究会后，为研究会的建设和发展做出了很大贡献。同时他还成立了“浩强工作室”编写书籍，先后编著了上百部计算机著作，主编了400多种计算机书籍，成为出版科技著作数量最多、读者最多的科技作家。其中，他所著《C程序设计》更是发行1700多万册，创国内外计算机书籍发行量的最高纪录。在普及计算机知识方面做出了很大贡献。

（四）中国高校计算机基础教育的摸索时期

根据泰安会议中代表提出的高校计算机基础教育的层次结构建议，全国高校计算机基础教育研究会从一开始就把如何形成中国高校计算机基础教育的层次结构作为核心课题。但是，这个问题看似简单，但细想起来、实际操作起来却是非常复杂的。其中，主要的影响因素有下列4个方面。

（1）不同的专业有不同的特点和不同的需求。从这一点上看，它的教学内容就不像计算机专业那么纯粹，先后就专业上看，就有数学、物理、机械、电气、建筑、化工、林业、农业、财经、中文、政法……。

（2）每个人的工作精力、知识结构、思维方式和教育理念有别，各个学校的教学条件不同，因此在分层框架的大前提下，不同的人和学校，提出了不同的分层模式；光层次上，就有二层、三层、四层形势，应当说各有千秋。其中，关于第一门课的讨论就有不同意见、不同的做法。特别是关于第一门课的内容上有不同的看法。例如有的老师认为，当时中学在计算机课程上差异很大：在一类以上城市中，许多中学生已经可以进行简单项目开发，而一些山区学校的学生甚至连计算机都没有见过，因此第一门课应当从开机、关机讲起。而有的老师认为，大学课程应该有大学课程的深度，不能什么都要从钻木取火开始讲，大学生应当有大学生的自学能力，要留一部分内容给学生自学。

（3）不同的学校，领导对于计算机基础教学的关注不同、课程安排的思路不同。例如，有的学校在新生入学后的两周军训期间，每天安排一两个小时的计算机扫盲；有的学校则在开学后先进行一次计算机测试，然后根据成都进行分班教学；还有许多学校是按部就班地一律从0开始安排教学。

（4）计算机技术本身在快速发展，特别是数据库、计算机网络和操作系统发展、进步，不断对计算机教育的体系和知识内容形成很大的冲击。尤其是在20世纪最后十年中，操作系统由Windows取代DOS并不断打补丁升级，数据库和计算机网络问世不久也在不断升级，使得计算机基础教学内容不断变化，但同时一直从事计算机基础教学的师资队伍也日臻成熟。

国内第一本由DOW向Windows（3.x）过渡的教材
（电子工业出版社，1997年10月）

由于以上原因，整个20世纪80、90 年代，中国高校计算机基础教育处于摸索阶段。这样的摸索直到1997年7月在山西临汾（山西师范大学）举行的理事会扩大会议之后才告一段落。根据张基温的建议，临汾会议后研究会将高校计算机基础教学分为理工专业和非理工专业两大类，分别形成两个“征求意见稿”，经反复修改，公布于1998年4月6日的《计算机世界》报上，并在1998年10月“全国高等院校计算机基础教育研究会‘98学术年会”（“98南昌会议”）中通过，发布在《全国高等院校计算机基础教育研究会’98年会学术论文集》中。其中的非理工专业板块由时任课程建设委员会副主任、财经信息专业委员会副主任的张基温教授撰写。

（五）21世纪开始，中国计算机基础教育

迈入信息素养时期

2002年7月，全国高等院校计算机基础教育研究会在兰州大学召开年会。谭浩强会长在开幕式上，做了“解放思想 勇于实践 开创计算机基础教育新局面”的报告（收录在《全国高等院校计算机基础教育研究会2002年会学术论文集》和《高教出版信息》2002年第9期的“专家论坛”）。在这个报告的第四部分“计算机基础中的一些问题”中，谭浩强谈了5点；第1点就是“淡化层次，突出课程”。

在2002年的兰州会议上，张基温教授在做了“关于高校IT基础教育改革的几点思考”的报告（由《高教出版信息》2002年第9期发表在其“专家论坛”栏中），报告内容分为如下4部分：

（1）信息素养——新时期计算机基础教育的坐标系：

（2）开发能力培养——高校计算机基础教育的中心任务：

（3）技术跟踪能力培养——计算机基础教育的重要任务：

（4）个性化、多模式——知识经济时代的教育理念。

这两个报告都表明，随着新世纪的到来，中国高校计算机基础教育的研究将进入一个新的阶段。

信息素养（Information Literacy）最初是由美国信息产业协会主席保罗·泽考斯基于1974年在美国提出的一个概念：利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技能。1989年美国图书馆协会（ALA）下设的“信息素养总统委员会”在其年度报告中对这个概念进行了重新概括，认为：它包括文化素养、信息意识和信息技能三个层面。1990年卢泰宏教授将其称为“信息文化”，认为“信息技术对人类社会生活的全面渗透，正在逐渐形成一种新文化形态”（《信息文化导论》，长春：吉林教育出版社，1990）。这个概念在20与21世纪交替时也被引入到了中国高等院校的计算机基础教育中。

张基温教授除了在兰州会议报告中率先提出信息素养在计算机基础教育中的重要意义外，还与北京联合大学宋旭明老师联合发表了论文“信息素养——21世纪计算机基础教育的坐标系”（收录在《全国高等院校计算机基础教育研究会2002年会学术论文集》）。此外，张基温还应邀为新诞生的《计算机教育》写了两篇论文：

（1）论高等信息素养教育，《计算机教育》，创刊号，2003-12-1。

（2）高等信息素养教育框架，《计算机教育》，第2、3合期，2004。

从计算机基础教育到信息素养教育，是计算机基础教育范畴的一次突破，它不再是单纯地将会使用计算机作为培养目标，而是基于信息社会的需要而进行的教育，所涉及的领域已经超出了“计算机”，更不属于“计算机基础”，但又与计算机相关。为容易实现从计算机基础教育向信息素养教育过渡，一个稳妥的措施是将教材分为知识性教学和能力性（实践性）两块。

张基温 撰写的“高等信息素养教育框架”首页

随之，冠以“信息素养”的教材相继问世。它们是中国高校从事计算机基础教学的老师们献给21世纪的见面礼。

将计算机基础教育升级为信息素养教育，是一场教育革命，不仅对于大学生的教育需要，也是全社会的需要。从全社会的需要出发，一些公益单位也从全社会的信息素养提高出发，办起了有关培训和竞赛，如全国青少年信息素养竞赛、大学生信息素养竞赛、全国高职高专信息素养竞赛、教师信息素养竞赛等。

2007年5月南京大学出版社的大学信息素养教材

2013年8月人民邮电出版社的大学信息素养教材

（六）计算思维——顶层信息素养

随着计算机技术的发展，其在人类社会几乎所有领域的广泛应用，以及所表现出来的巨大推动力，也引起了人们的深刻思考，想揭示出其力量和其神秘所在。在这方面的一个突破性成果是由美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任、华裔科学家周以真（Jeannette M. Wing）教授取得的。这个成果的名称是“计算思维（Computational Thinking）”。成果于2006年3月，发表在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》上。

美籍华人周以真教授

计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。可以简单地说，计算机之所以可以进行自动计算，是因为它有一套自身特有的思维模式。人类只有深刻地了解并把握了这套计算思维，习惯性地以计算机视角分析工作、学习、生活中遇到的问题，并使用计算机解决问题时采用的思考方式、解决方案，才能让计算机为自己提供有效的服务。

信息素养拉高了计算机基础教育目标，计算思维则深化了计算机基础教育的基本概念。计算思维为计算机教育提供了一个顶层视角，形成信息时代的顶层信息素养。它要求计算机教育不能仅仅满足于知识层和技术层的训练，更重要的是要在思想层进行训练，并且要把知识层和技术层的教育中贯穿思想层，而这个思想层的核心就是抽象与分解。

计算思维提出后，立即得到计算机界的广泛而积极地响应。同时也使计算思维向研究领域延伸，并出现了各种各样的与计算思维相关的著作。特别是直到现在，许多人还不明白计算思维的概念是什么。也许这仅仅是任何一个新概念刚开始的惯例，还需要一个消化吸收和领会的过程。为此，2010年，周以真教授又指出计算思维是与问题形式化及其解决方案相关的思维过程，其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。为了让人们更易于理解，周以真教授又将它更进一步地定义为：通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法；是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂的系统设计的方法，是基于关注分离的方法（SoC方法）；是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法；是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行折中的思维方法。

张基温教授认为，周以真教授的计算思维不应当是一成不变的，而应当是在不断发展中的概念：它泛指人类利用工具进行问题求解所涉及的一系列思维，包括环境搭建思维、工具制造思维、问题形式化描述思维、求解过程构建思维、系统安全保证思维；并就现在的、基于电子数字计算机的计算思维归结为：计算符号化思维、程序化与智能化思维、结构化与工程化思维、演绎与算法构建思维、协同计算思维、计算环境虚拟化思维。不过他也认为，这仅仅是他个人的一孔之见，希望能为计算思维概念的深化和发展提供一点参考，也希望能有人取得新的研究成果。

《大学计算机——计算思维导论》（清华大学出版社，2017）

（七）中国计算机基础教育的Python时期

利用计算机进行问题处理和求解的核心技术是程序设计。一般说来，程序设计的核心是算法思维。然而，程序设计中并非仅仅涉及算法，除了算法，还涉及计算效率（如存储分配与回收、计算时间）、计算过程的健壮性等。因此，程序设计应当是训练计算思维、进行信息素养教育的重要环节。但遗憾的是，从计算机基础课程开设起，人们就把程序设计当作进行计算机基础教育的拦路虎和难于跨越的鸿沟——除了一些必要的理工专业外，大部分其他专业基本不敢涉及程序设计。许多人曾设想过对所有大学生开设一点程序设计课程，进行一点计算思维训练。但是却没有人敢冒此险。让人们没有想到的是，这些在大部分专业开设程序设计的障碍，在2010年前后竟然意外地、不知不觉地被攻破了。这一奇迹的出现，一要感谢数智（数字 + 智能）时代的到来，让几乎所有的领域都关心了大数据、数据挖掘、网络爬虫、AI生成；二要感谢一个顺应时代需求的工具应运而生。这个工具就是Python。

Python作为一种脚本式语言，让学习编程变得容易；它丰富的三级库资源、集函数式与面向对象为一身的编程模式、基于不变性原则的数据类型、基于对象的存储管理、基于字典的命名空间，大大提高了程序设计的效率和程序的安全性。这些优秀的品质，生逢其时，幸运地遇到了数智时代的到来，应用范围迅速扩展到几乎所有领域，使其成为计算机基础教育中耀眼的新星。在这方面有代表性的教材是《大学计算机基础》（李暾、毛晓光等，清华大学出版社）。

李暾、毛晓光等编著的《大学计算机基础》

但是，在这样一片大好形势下，却夹杂了一个令人非常遗憾的现象：几乎所有的Python书籍中，都把Python语法按照C语言的知识进行解释（如把assignment翻译成了“赋值”、把变量的作用称为了“存储”、把变量作为了与常量相对应的概念），并且“忽略了”Python最为精彩的一些机制（如函数式编程）。

针对这一情况，已经到古稀之年的张基温教授，挺身而出，力图纠正这些基本概念错误：

2018年出版了《Python大学教程》（清华大学出版社，2016年开始写作），指出Python的存储分配是针对对象、赋值仅仅是“将一个名字与对象相关联”；

2019年出版了《Python开发案例教程》（清华大学出版社），明确地提出“对象三要素”、赋值操作的作用是“把一个名字绑定到一个对象上”。

2021年出版了《Python经典教程》（机械工业出版社），书中将 assignment翻译为“引用”，指出“ID、类型和值属于对象，而不属于变量”“对象被引用与否决定了其生命”。并将函数式编程、命令式编程、面向对象编程称为Python的三种基本编程模式。

2023年出版了《新概念Python教程》（清华大学出版社），将assignment翻译为“赋名”；

2024年发表了论文“不变性原则与Python亮点”（《计算机教育》，2024第4期），针对普遍存在的“以C语言知识解释Python语法倾向”，全面论述Python特点的一篇论文；

2025年将出版《Python编程大学教程》一书，在前面的著述基础上，进一步整理，形成完美诠释Python真谛的著作。

媒体关注Python著作中的基本概念错误

可以看到，目前国内出版的有关Python的教材和著作，已经开始有了变化。但是这些变化，例如有些教材已经明确Python变量仅仅是引用对象或为对象命名等。但这些改变还很不彻底。此外，绝大部分教材还因种种原因没有改变自己的错误。也还有一些作者或教师竟然还用一句“只要能用就行”堂而皇之地为自己的错误遮掩。这样的误人子弟，对读者伤害的不仅仅是概念上的错误，更重要的是学风上的污染。

（八）数智时代需要数智素养和数智思维

1. 以迅雷不及掩耳之势到来的数智时代

进入21世纪20年代还没有几年，人们稍一回想，就会惊奇地发现世界发生了巨大变化：机器人已经来到了我们身边。它能做的事情越来越多：原来一些费脑的事情，正在由AI完成；原来人难以完成的大数据、大模型，也正在成为现实。这一切都表明：一个新的时代已经突现。更让人们惊讶的是，这个新时代的到来所掀起的风暴几乎席卷了所有的行业、所有的领域，速度与力度前所未有。这个声势由有关权威部门紧锣密鼓的号令部署足可见一斑：

2017年7月，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》；

2018年4月，教育部印发了《高等学校人工智能创新行动规划》；

2019年4月，教育部决定召开以“规划人工智能时代的教育：引领与跨越”为主题的国际人工智能与教育大会；

2020年2月，教育部、国家发展改革委、财政部印发《关于“双一流”建设高校促进学科融合 加快人工智能领域研究生培养的若干意见》；

2022年12月30日，国家质检总局 CN-GB发布 GB/T 42131-2022《人工智能 知识图谱技术框架》，并于2023-07-01 实施。

2024年7月，世界“人工智能与数字伦理”平行会议在上海世博中心召开，会议发表了“人工智能赋能教育发展”倡议；

2024年8月，联合国教科文组织（UNESCO）网站上发表了《教师人工智能能力框架》（AI competency framework for teachers）和《学生人工智能能力框架》（AI competency framework for students），并在2024年9月在法国巴黎召开的数字学习周发布；

2024年11月14日，教育部高等教育司发布《关于公布第二批‘人工智能 + 高等教育’应用场景典型案例的通知》；

2024年11月18日，教育部发布《关于加强中小学人工智能教育的通知》，要求到2030年前，中小学基本普及人工智能教育；

……

2.数智素养的核心是伦理道德修养和规避风险的能力

数智时代的到来，无疑是人类社会的一大进步，会刷新人类社会的面貌：

（1）数据不仅是信息的载体，更成为价值创造的核心资产、战略资源；

（2）大大减轻了人类的体力与智力劳动，提高了体力与智力劳动的效率；

（3）可以让人们去完成许多以前无法进行的事情，以穿越时空的方式生活。

（4）虚拟现实和增强现实等“脱实向虚”技术的应用，不仅赋能虚拟经济、发力实体经济，还使得AI系统的使用操作越来越简单。不管是生成式AI、代理式AI，还是决策式AI的应用，都已经非常容易入手，简单得像游戏软件，甚至比一些游戏软件还简单，只要描述出自己的需求，系统就会很快满足你的愿望，不管是图片、还是影像；不管是诗歌，还是散文、小说、论文，甚至作业、试卷、实验报告；不管是下围棋，还是下军棋、下象棋、打扑克、搓麻将；不管是自动控制汽车的变速换挡、转动方向盘，还是军事指挥、紧急事件处理，都可以帮人完成。

但是，科学技术的发展与进步是一把双刃剑，福祸相依。人工智能系统的广泛应用，也会给人类带来一些风险：

首先应该看到，AI并非可以做得天衣无缝。一般说来，越是复杂的系统越容易有错。而且复杂问题的系统做得越容易使用，就会把使用的复杂性转移到构造之中。AI系统也不例外。此外，AI系统的核心是大模型，而大模型依赖于大数据、机器学习、挖掘算法和领域模型。其中任何一处的不完全，都会影响AI系统的结果。而且所有的结果都与它依赖的数据和进行挖掘的算法有关。

其次应该想到，AI可以穿越，也可以造假，也可以形成伦理风险、违法事件。对此，国际国内都已经充分地注意到了。

2021年9月25日， 国家新一代人工智能治理专业委员会发布《新一代人工智能伦理规范》；

2021年11月24日，联合国教科文组织在其第41届大会上，193个会员国一致通过了一个经过三年筹备与磋商的《人工智能伦理问题建议书》；

2022年3月20日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于加强科技伦理治理的意见》；

2022年10月4日，美国发布《人工智能权力法案蓝图》；

2024年3月13日，欧盟议会通过了《欧盟人工智能法案》；

目前，我国的《人工智能法》也正在草拟。

从教育的角度看，负面的效应则比较特别。简单地说，教育的目的就是提高人的素养，使被教育者在心智体方面更为健康。从这方面看，AI工具可以为教育者提供更多的资源，快捷地生成教育情景，提高教育效率；也可以为被教育者提供更丰富的学习资源、使他们可以个性化的成长。但是，受教育者往往是心智尚未成熟的人，他们的意志力、自制力，他们对于问题的把控力、分辨力，还比较脆弱，很容易走上急功近利的歧途，而忽略了自己的求知是需要付出努力的初衷。这样，AI工具，特别是生成式AI的不恰当使用，就会让他们迷失方向。

与高校相比，中小学的情况更为值得注意。中小学学生的人生刚刚开始，刚开始在他们的人生的白纸上涂下第一两笔淡色，意志力、自制力、把控力、分辨力刚开始建立，一两个不好的奇色怪调，都会污染这一张张白纸。不适合的AI工具就像一些不好的游戏软件一样，会使他们中邪而走上歧途。例如，最近有人在网上宣扬“在写作环节，教师可借助生成式AI工具，先生成一篇范文”，这样的诱导，不知将来学生们还能不能会自己写出作文。如果都这样，恐怕学生们长大以后发表一篇演讲也要手拿提示器，计算一个鸡兔同笼问题也要先打开生成式AI。

这些问题已经十分严肃地摆在我们面前。常言道，预则立，不预则废。2023年5月23日，‌国家互联网信息办公室2023年第12次室务会会议审议通过了《生成式人工智能服务管理暂行办法》，并经‌国家发展和改革委员会、‌教育部、‌科学技术部、‌工业和信息化部、‌公安部、‌国家广播电视总局同意，自2023年8月15日起施行。有些高校也已经采取了相应措施。现在知道的是上海交通大学于2023年6月发布了《生成式人工智能教师使用指南》。

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上海交通大学《生成式人工智能教师使用指南》中的部分条文

其他国家中也有教育部门或学校采取了类似行动的。例如，2023年年初纽约市教育部门发出禁令，禁止在公立学校的设备和网络上使用ChatGPT；香港大学也发出过禁止在所有课堂、作业和评估中使用ChatGPT和其他人工智能工具的禁令。联合国教科文组织于2024年8月发布的《学生人工智能能力框架》中，将学生的人工智能能力归纳为四个方面。而第一是将学生的能力置于以人为中心的态度之中，并强调，这种态度涉及人工智能的利弊——包括对特定人工智能工具与人类需求，以及环境和生态系统可持续发展的批判性理解。第二是人工智能伦理，它包括培养学生思考使用人工智能对社会和道德的影响。第三是技术和应用，利用。第四是人工智能系统设计。

2024年6月18日—24日，北京大学对网信工作系统对大学生使用生成式AI工具进行了全面调查。数据表明，94.1%的大学生已经使用过生成式AI。这说明，AI工具一定会像当初电视机和手机那样会迅速普及起来的，完全用不着去推广。真正需要花些力气的倒是这些AI工具会引起什么样的负面效应以及如何应对。

在介绍了上述情况后，张基温教授认为，在数智时代有与信息时代不同的素养内容与标准，其中关键的是要从心理、伦理和法制出发，培养学生们进取心、自制力和理智性。这是每个学校、每位教师以及从事关心下一代工作者的责任和使命，也是进行数智教育的前提。

3.统筹规划人工智能课程

关于AI课程建设，张基温教授有如下建议：

（1）为了有准备地迈入数智时代，在进行充分年代伦理和法制教育的前提下，需要对大中小学的AI课程进行统筹规划。为此，张基温教授建议教育部设立“人工智能教育指导专家组”，统筹从小学到大学以及业余的人工智能教育指导。

（2）把规避AI风险要作为思政课的一个内容，也要渗透到有关AI课程的教学中。

（3）鼓励所有课程的教师以提高教学质量为目的，尽早把有关AI工具应用到教学中。但对中小学老师使用的AI工具（有特别是生成式AI工具）需要有一定限制，最好由省市教育主管部门制定一些规范，并依据AI工具的进步，不断与时俱进地修改。

（4）由于其他课程的老师都在使用AI工具，就无需开设专门的AI工具认识课了。

4.一个人工智能课程参考体系

下面是张基温教授给出的一个人工智能课程参考体系。

1）中小学阶段的AI课程建议

中小学是教育的基础阶段。数智技术的基础是数据结构 + 算法，而数据结构 + 算法的学习和训练要通过程序设计课程进行。所以在数智时代中小学教育要为大学的数智教育奠定基础，把数据结构 + 算法与演绎数学看作计算思维的两大平行分支，奠定牢固的基础，形成一个分布在各年级中的课程体系。例如，以Python语言为例：

（1）小学阶段（4年级起）：

程序设计语言的概念；编译与解释；Python的下载与安装；

开机，进入IDLE；

print函数；

数字与字符串;

算术运算符与算术表达式：+、-、*、;

对象与变量，赋名语句；

input函数；

交换变量引用的对象；

布尔类型与关系运算符；

条件语句。

（2）初中阶段：

重复语句；

穷举与迭代；

列表与元组，可变对象与不可变对象；

线性搜索、顺序搜索、二分搜索；

选择排序、插入排序、交换排序；

字典与集合；

函数与递归算法；

用户界面程序设计。

（3）高中阶段：

栈与堆；

树与图；

深度优先搜索与广度优先搜索；

文件与目录操作；

网络爬虫，数据可视化。

函数式编程，面向对象编程。

2）大学公共AI课程

大学AI公共课包含下列内容。并可用Python相关库模块的应用作为案例；

数据挖掘与大数据分析基础；

大模型概论；

机器学习概论；

感知技术基础。

3）大学非AI专业的AI课程

张基温教授强调，任何人工系统的成败关键，都在对领域知识的掌握上。在数智时代，系统的开发都会智能化，领域知识更显得十分重要。随着AI时代的到来，各种AI系统的设计都有了AI工具。这些AI应用系统之间的差别，主要表现在其大模型上。而大模型属于不同专业的领域。因此，在大学中，AI系统开发（特别是大模型设计）的学习和研究应当放在不同的专业课中。

所谓大模型是相对于小模型而言的。传统的系统建模，总是强调抽象，即要忽略一些次要因素。这样建立的模型是小模型，即参数较少、层数较浅的模型。一般说来，具有轻量级、高效率、易于部署等优点。但是，一个系统在不同的环境下，各个参数的影响力是不同的。因此，小模型的表达能力也相对较弱，难以处理复杂的数据模式和关系，往往只适合有限的环境。而人工智能面对的是复杂的数据模式和变化的数据关系，并需要很强的表达能力和预测准确度，因此需要建立大模型。这些模型通常由深度神经网络构建而成，拥有数十亿甚至数千亿个参数。为建立准确的大模型，专业人员的知识面就需要宽。因此，大学专业不可划分得太细。

4）大学AI学科建设

张基温教授认为，在AI时代，其他专业会由细分趋向合并，而人工智能学科将会与数学、生物学、管理与决策、自动控制以及材料科学等结合，形成多个专业，进一步在人工智能的发展上进行探讨和人才培养。例如可以分为如下专业：

（1）与生物科学、声学、光学等结合组成人工智能感知专业；

（2）与数学、脑科学、统计学等结合组成机器学习、知识获取与大模型专业；

（3）与自动控制学科、物理、化学、机械等结合，组成人工智能体系结构专业或人工智能执行与自适应专业；

……

当然，这些专业的内容也可以分布到其他有关学科中进行。总之，随着AI时代的到来，将会在科学技术界发生一场惊天动地的革命，并波及人类生活的方方面面。

来源：天天大熊猫