一份便捷已经深度植入中国人的生活：每天早上醒来，我们会先问问“小爱同学”，今天天气怎么样，应该穿什么；出行开车我们经常使用智能导航；运动健身使用智能手环；上网学习获得智能推送……这当然全托人工智能（AI）技术进步的福。
有人对这场进步忧心忡忡，比如特斯拉公司CEO埃隆·马斯克觉得AI的发展很可能引发第三次世界大战，对人类造成前所未有的威胁；更多人是“理性乐观主义”，比如年初法国总统马克龙发布的人工智能国家战略报告，就以《AI造福人类》为名。
其实不光法国，美、英、日、德等也都从国家战略层面规范和推动人工智能。其中“从娃娃抓起”，让基础教育承载国家战略的未来，成为重中之重。
中小学生的AI素养培养，海外学校到底做到了什么程度？中国的AI教育该如何重新定位？我们来做一个深度的观察。
01中国：部分先行先试，整体状态“边缘”
中国的AI教育，前几年基本处于自由发展状态，少部分学校和地区在自主尝试。最近两三年发展比较迅速，主要得益于国家层面的大力推进。
中国在年发布的《新一代人工智能发展规划》中，第一次从国家层面提出在中小学阶段设置人工智能相关课程。AI教育开始在大中小学掀起一股热潮，开发教材、设计课程、创建实验中心、宣传报道，国内中小学被政策推动，走上了AI教育的快车道。
年版的《普通高中信息技术课程标准》将人工智能纳入了选择性必修模块，年教育部的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》把人工智能列为5个战略性新兴产业学科。同年，教育部还发布了《高等学校人工智能创新行动计划》，又一次提出在中小学阶段引入人工智能普及教育。
一些学校开始系统布局，比如上海市西中学、人大附中。
上海市西中学，年建成全国首个基于课程的中学AI实验室，通过选修课的形式面向高一、高二开设AI课程，并配套由华东师大等编撰的《人工智能基础（高中版）》教材实施。AI实验室里可以体验无人车、无人机、手势控制机器人、面部识别、卫星云图识别、空气屏等AI技术，以及进行Python语言的教学。
最值得一提的是，市西中学进行了系统的AI教育五年规划，分成三个阶段实施，第一阶段通过讲座、竞赛等科普活动，普及AI知识；第二阶段进行实验室和拓展型、研究型课程的建设，开展人工智能原理、模块功能、语言与算法等的学习；第三阶段再将人工智能延展到学校教育教学管理当中。
而人大附中走得更加前沿。一方面建立了数量众多、体系较为完整的人工智能课程，包括机器人课程、建模与仿真课程、人工智能的机器学习、数据挖掘、计算机视觉、大健康与人工智能、计算社会科学等，多数以自由选修课的形式提供给学生；另一方面为了培养高级AI人才，还通过自愿报名和选拔相结合的方式，成立了全国基础教育首个人工智能实验班，开设了专门的人工智能课程《人工智能与关于心智的生物学》，以及以“复杂系统科学”为主要方向的课程。
除了课堂，人大附中还组织学生参与高校和科研机构组织的学术和实践活动。当然，像人大附中这样有能力、有资源自主开发系统AI课程的学校毕竟是少数。多数时候，那些AI教育的普及都离不开区域教育部门的自主探索，在有限条件下充分调动的各种可能性，比如南京、潍坊奎文区、上海徐汇区和北京海淀区。
南京市首先注重AI教师的培养。年第一期人工智能培训，算是粗浅的普及性尝试，培训分为两部分，第一部分是专家讲座和一线教师对人工智能的理解、应用和展望分享；第二部分是Python语言的培训。而在年的人工智能培训中，就形成了10个菜单式系列课程，包括人工智能视觉编程、人工智能学科融合、数字美术、数字音乐、3D打印创意、物联网创新设计、AR/VR设计制作、虚拟世界程序设计等内容。全市教师进行自主报名，参培人数达到余人。
南京不仅开展了系列的人工智能教师培训，还通过搭建人工智能竞赛平台来推动AI教育。全国中小学电脑制作竞赛在年才开始增设人工智能板块，但是南京的中小学电脑制作竞赛在年就有了智能程序（现在改为人工智能）的板块内容。
潍坊市奎文区则采取硬件先行的战略，以创建人工智能教育实验（体验）室为突破口，覆盖全区每所学校，目前数量已达56个。随后他们构建起机器人、单片机、算法设计、数据获取与处理等课程“软件”，并在年4月22日开通在线学习平台，将优质人工智能课程向全区开放。
上海市徐汇区，年将人工智能教育融入信息技术课，使用自主开发的徐汇区人工智能学生读本和教师读本，第一轮先在8所高中、12所初中、20所小学开展了实验。年，预计AI课程将进入全区所有中小学。
北京市海淀区则根据《中国互联网学习白皮书之人工智能教育发展报告(基础教育)》初步拟定的人工智能能力培养目标框架，初步构建起了中小学AI教育课程内容。
除此之外，青岛市在年秋启动百所中小学开设人工智能教育课程方案；杭州市余杭区则在年3月发布《关于开展余杭区人工智能教育进校园项目的实施意见》，计划构造小初（职）高“标准校实验室+中心校实验室+基地实验室”的三级体系，实施《AI上未来制造者》系列课程，建立人工智能教育教师培训体系，搭建人工智能科创教育示范基地等活动体系。当然，中国的AI教育从总体上看，部分学校和地区在先行先试，但是在整体推进上似乎还有些滞后，多数地方的AI教育依然处于浅层次、无系统的“边缘”状态，大部分学校和地区在师资、课程等方面都还准备不足。
02全球：纷纷普及性进入中小学
全球而言，AI教育主要在欧美发达国家推进得比较好，亚洲国家中印度、日本、韩国、新加坡也在积极跟进。他们推进的总体特点，就是大规模、普及性地在中小学各学段展开。
比如，日本在年的《日本再兴战略——面向第四次工业革命》中提出要将人工智能相关课程纳入中小学必修课范围，年更是将实施教育改革，大规模培养人工智能人才作为三大战略支柱之一。根据规划，“编程教育”将在年、年、年，分别进入小学、初中、高中的必修课程。
日本的编程课程特别强调计算思维的培养，而不是编码，因为他们觉得这才是未来普通人学习编程的核心价值。另外，他们还倡导将编程与现有的数学、技术、综合学习等进行融合教学，而不是开展独立的新课程。
在欧洲，波兰数字化部创建了《波兰人工智能战略设想》项目，其中一项内容是在-学年在全国余所学校开设AI课程，课程分三个学段——K-3年级、4-6年级、7-8年级。K-3年级的教学目标是，让儿童进入编程世界；4-6年级，了解AI原理和基于Scratch、IBMWatson创建人工智能解决方案；7-8年级，将学习机器学习算法，并在Python中用编程实现。
美国的AI教育发展比较早，年就制定了《联邦STEM教育五年战略规划》（人工智能是STEM重要主题之一），到年超过40%的美国学校都设置了编程课程。他们不仅开发了众多的K-12人工智能学习资源，并着手建立系统的学习标准指南。
由美国人工智能协会（AAAI）和美国计算机科学教师联合会（CSTA）联合发起的AI4K12项目计划，正在制定K-12AI教学国家指导方针，并已发布人工智能五大理念，并据此提出K-12阶段的分学段教学建议。受卡内基梅隆大学支持的世界人工智能青少年竞赛（WAICY，针对4-20岁)，也大力推动了人工智能在美国学校的发展。
虽然只列举了三个国家，但是可以基本看出国外的AI教育局势，都开始全国普及性的进入中小学，对分学段教学标准的研究取得了一定的成效。
海外国家中小学AI教育究竟在怎么做？从课程教学和师资培养两方面来看看。
03课程教学：注重启蒙，提供大量免费课程资源
国外的AI教学，除了注重技术性的课程，也注重启蒙性的课程，我们从两个案例感受一下。
美国：皮尔斯小学（位于佐治亚州费耶特维尔）
皮尔斯小学的教师阿普丽尔·德根纳罗设计了一门《这是AI，这不是AI》的课程，通过给学生展示现实生活中的AI例子，来达到AI入门的目的。
例如阿普丽尔会给学生演示谷歌搜索的文字建议功能。每一周她都会在课堂上打开浏览器，在谷歌搜索栏里键入文字，看看它会给出什么样的搜索建议，并记录下来。然后在一段时间后，和孩子们一起回顾，看看这些搜索建议都发生了什么变化。这就是一个展示“机器学习”的例子，简单而直观——当你键入文字时，谷歌引擎就会根据庞大数据库中数十亿次的搜索，猜测你想要搜索的内容。
再例如，她会和孩子们一起下载一款拍照软件——Snapchat，这款软件可以将拍摄的人像进行处理，变成卡通头像。她就和孩子一起研究，这款软件是如何进行面部识别，并使用数字节点来绘制面部特征，从而创建有趣的创意面孔的。
教师德根纳罗并没有深厚的专业知识，只是基于对人工智能的“粗浅”了解，再精心选择几个日常应用人工智能事例，就可以设计出优秀的人工智能入门课程。
人工智能跨国教师：陈雪露（SherolChen）
毕业于加州大学圣克鲁斯分校计算机科学专业的陈雪露博士，曾在哈萨克斯坦等全球六个国家/地区教授人工智能课程，其中一门课叫：如何向孩子解释人工智能。
她采用的方法是通过展示各种视频（电影片段、预告片或其他视频），来引发学生的好奇心，鼓励他们自己去探索AI。课程主要分为三个部分：为什么会存在计算机？什么是人工智能？我们如何制造更好的智能机器？
陈雪露会带着学生们一起观看讲述计算机之父艾伦·图灵传奇人生的电影《模仿游戏》的预告片，一起思考计算机起源的原因；看机器人大卫的情感世界的电影《AI》片段，引导孩子思考“人工智能和其他事物的区别”，比如岩石有人工智能吗；播放法国科幻电影《她》的预告片，让学生探究计算机和人各自的特长是什么，如何能够相互弥补？
陈雪露虽然是一个非常专业的人工智能研究者，但是不用高深的技术，她依然可以完成高质量而有趣的AI教学启蒙。
当然，AI教学,不仅仅是入门，也有专业技术的内容，那么，该如何整体规划这些内容，并设置到不同的学段呢？
致力于建立K-12国家教学大纲的美国AI4K12项目，提出人工智能五大理念：感知、表示与推理、机器学习、人机交互和社会影响，并把每个理念都设计成K-2/3-5/6-8/9-12年级，四个学段的分学段教学建议。比如3-5年级，针对“感知”可以学习：描述传感器输入如何转换为模拟或数字信号；证明计算机知觉的局限性；使用感知来构建应用程序（可能使用Scratch插件或Calypso）。针对“表示与推理”可以学习：使用树结构创建/设计分类系统的表示；描述AI表示如何支持推理来回答问题。（详细内容见文末附件1：五大理念与AI教学分学段建议、附件2：AI教学免费优质在线课程资源）
04AI师资：大力培养AI新教师，建立高质量师训体系
有了课程，AI教师也是个问题。英国就为此大为头疼，所以他们在年提出，计划4年内培养名计算机科学教师来缓解师资问题。当然光依靠培养新教师还不行，对在职教师的培训也很重要，国外的AI师训注重系统性，有些是政府提供，有些由机构开发。
比如美国国际教育技术协会（ISTE）和通用汽车就合作开发了一套在线学习课程：人工智能探索及其在学校环境中的实际应用。课程包括10个模块，重点