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前言

人工智能時代負責(zé)任和有創(chuàng)造力的公民的學(xué)生培養(yǎng)

過去十年見證了人工智能 (AI) 在人類發(fā)展各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，2022 年 11 月生成式人工智能工具的公開發(fā)布更是加速了其在社會生活中的滲透。教育部門作為人類社會轉(zhuǎn)型的核心，也不例外。

這種快速的技術(shù)變革進程為學(xué)生、教師和整個社會帶來了多重機遇，同時也帶來了風(fēng)險和挑戰(zhàn)。在人工智能時代，學(xué)校學(xué)生需要做好準(zhǔn)備，成為人工智能的積極共同創(chuàng)造者，以及未來的領(lǐng)導(dǎo)者，他們將塑造這項技術(shù)的新迭代，并定義其與社會的關(guān)系。

這正是聯(lián)合國教科文組織人工智能學(xué)生能力框架的目標(biāo)——有史以來第一個此類全球框架。其目標(biāo)是支持學(xué)生發(fā)展成為負責(zé)任和有創(chuàng)造力的公民所需的核心能力，使他們能夠在人工智能時代茁壯成長。這將幫助學(xué)生獲得必要的價值觀、知識和技能，以便從整體角度批判性地審視和理解人工智能，包括其倫理、社會和技術(shù)層面。

新框架體現(xiàn)了聯(lián)合國教科文組織的使命，將其人工智能和教育愿景建立在人權(quán)、包容和公平的原則之上。這種方法旨在確保人工智能支持人類能力的發(fā)展，保護人類尊嚴(yán)和能動性，并促進正義和可持續(xù)性。

該出版物以聯(lián)合國教科文組織在該領(lǐng)域的先前工作為基礎(chǔ)，例如教師信息和通信技術(shù)能力框架、《人工智能與教育：政策制定者指南》以及最近的《教育和研究中生成式人工智能應(yīng)用指南》。它反映了廣泛利益攸關(guān)方的貢獻，借鑒了聯(lián)合國教科文組織會員國在制定和實施人工智能學(xué)校課程方面的見解、國際工作組的專業(yè)知識、三次國際磋商會議以及多輪在線磋商。

人工智能學(xué)生能力框架是與教師能力框架同步開發(fā)的。 我希望這兩個框架能夠賦予學(xué)生和教師塑造我們想要的數(shù)字未來的力量。

在一個日益復(fù)雜和不確定的世界中，確保教育仍然是我們共同未來轉(zhuǎn)型的中心空間，是我們共同的責(zé)任。

——斯蒂芬妮婭·賈尼尼    聯(lián)合國教科文組織教育助理總干事

第一章：導(dǎo)論

1.1 為什么需要人工智能學(xué)生能力框架？

人工智能在生活和所有部門的各個方面的快速迭代和普及，對機器智能的本質(zhì)、個人數(shù)據(jù)的收集和使用、人類和機器在決策中的作用以及人工智能對社會和環(huán)境可持續(xù)性的影響提出了新的挑戰(zhàn)。教育系統(tǒng)必須讓學(xué)生不僅具備使用人工智能的知識和技能，還要深入了解技術(shù)對社會和整個環(huán)境的潛在影響。鑒于人工智能對人類社會的變革潛力，至關(guān)重要的是讓學(xué)生具備有效使用和積極共同創(chuàng)造人工智能所需的價值觀、知識和技能。

教育作為一個公共部門，不能淪為被動采用人工智能的試驗場。教育部門的作用不僅是讓學(xué)生做好準(zhǔn)備，以適應(yīng)日益被人工智能技術(shù)改造的社會；它還發(fā)揮著關(guān)鍵作用，賦予年輕人以人為本地共同創(chuàng)造可持續(xù)未來的力量，重新平衡我們不僅與其他人，而且與技術(shù)和環(huán)境的關(guān)系。通過定義隨著我們深入人工智能時代學(xué)生可能需要的核心能力，該人工智能學(xué)生能力框架 (AI CFS) 的最終目標(biāo)是幫助塑造能夠共同創(chuàng)造這些理想未來的負責(zé)任和有創(chuàng)造力的公民。

各國政府早在 2019 年就承認了發(fā)展人工智能素養(yǎng)和更高級人工智能能力的迫切需要，當(dāng)時他們通過了聯(lián)合國教科文組織《人工智能與教育北京共識》。事實上，《北京共識》強調(diào)了讓社會各階層的人們都具備人工智能素養(yǎng)的必要性。然而，根據(jù)最近對 190 個國家進行的一項調(diào)查，只有大約 15 個國家正在開發(fā)或?qū)嵤W(xué)校教育中的人工智能課程 (UNESCO, 2022b)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，各國對人工智能素養(yǎng)、技能和能力的定義差異很大。因此，調(diào)查結(jié)果突顯了制定統(tǒng)一方法將人工智能相關(guān)教學(xué)內(nèi)容納入學(xué)校課程的緊迫性。

很多時候，學(xué)生人工智能能力的定義受私人公司設(shè)計和/或提供的培訓(xùn)的影響，這些培訓(xùn)往往側(cè)重于操作以利潤為導(dǎo)向的人工智能平臺的技術(shù)技能。此類方法很少涉及人工智能對學(xué)習(xí)和更廣泛的公民身份的影響的更廣泛的批判性問題。目前，在將人工智能相關(guān)內(nèi)容和方法引入教育課程的公共批準(zhǔn)框架方面，太多教育系統(tǒng)存在空白。公共教育系統(tǒng)填補這一空白所面臨的挑戰(zhàn)之一是缺乏關(guān)于學(xué)生人工智能能力的國際參考框架。此類國際參考框架可以為設(shè)計國家/地方學(xué)生人工智能能力框架提供信息，該框架促進對人工智能工具的批判性和道德方法，以及發(fā)展其在教育中有效和有意義地使用所需的基礎(chǔ)知識。該 AI CFS 的目標(biāo)是填補這一空白。

人工智能技術(shù)是一個快速發(fā)展的目標(biāo)。因此，至關(guān)重要的是確保所有學(xué)生都具備一套核心知識、技能和價值觀，以便在當(dāng)下以道德和有效的方式與人工智能互動。這一基礎(chǔ)可以使學(xué)生能夠以適當(dāng)和以人為本的方式利用未來的人工智能技術(shù)迭代。

AI CFS 通過為學(xué)生定義一組核心能力來支持教育當(dāng)局滿足這些需求，這些能力分為四個方面：以人為本的思維方式；人工智能倫理；人工智能技術(shù)和應(yīng)用；和人工智能系統(tǒng)設(shè)計。這四個方面在三個層次的進展或掌握（理解、應(yīng)用和創(chuàng)造）中闡明，總共形成了十二個能力模塊。對于這些能力模塊中的每一個，AI CFS 都提出了關(guān)于相關(guān)教學(xué)方法和策略的詳細規(guī)范，用于規(guī)劃和提供與 AI 相關(guān)的課程內(nèi)容。

1.2 目的和目標(biāo)受眾

AI CFS 旨在作為公共教育系統(tǒng)的指南，以培養(yǎng)所有學(xué)生和公民為有效實施國家人工智能戰(zhàn)略和在這個新技術(shù)時代建設(shè)包容、公正和可持續(xù)的未來所需的能力。

更具體地說，AI CFS：(1) 提供了一個關(guān)于學(xué)生核心人工智能能力集的全球參考框架，為設(shè)計國家或機構(gòu)人工智能能力框架提供信息；(2) 具體說明了在不同掌握程度下與人工智能能力關(guān)鍵方面相關(guān)的典型態(tài)度和行為表現(xiàn)，以幫助為學(xué)生設(shè)計人工智能相關(guān)課程內(nèi)容；(3)  推薦了一個開放式的路線圖，以幫助規(guī)劃跨年級人工智能課程的學(xué)習(xí)順序。

作為全球參考框架，AI CFS 將根據(jù)課程、人工智能教學(xué)的支持性學(xué)習(xí)環(huán)境、教師的準(zhǔn)備情況以及特定學(xué)生群體的先驗知識和能力，針對當(dāng)?shù)亟逃到y(tǒng)的不同準(zhǔn)備程度進行調(diào)整。

AI CFS 主要面向政策制定者、課程開發(fā)者、學(xué)生人工智能教育項目提供者、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教師和教育專家。

第二章：關(guān)鍵原則

2.1 培養(yǎng)對人工智能的批判性方法

批判性思維是學(xué)生作為學(xué)習(xí)者、用戶和創(chuàng)造者有意義地參與人工智能所需的一項基本技能。學(xué)生還有責(zé)任確定應(yīng)該開發(fā)哪些類型的人工智能，以及如何使用它們來推動人類社會走向包容、環(huán)保和共享的未來。需要支持學(xué)校學(xué)生成為人工智能的積極共同創(chuàng)造者，以及潛在的領(lǐng)導(dǎo)者，他們將為今世后代定義人工智能的進一步迭代及其與人類社會的互動。為了支持這一愿景，AI CFS 旨在通過讓學(xué)生參與基本問題的討論來培養(yǎng)對人工智能的批判性方法，例如：人工智能是否準(zhǔn)備好幫助解決人類面臨的現(xiàn)實世界挑戰(zhàn)，或者它是否對人類構(gòu)成無法克服的威脅？人工智能培訓(xùn)和使用的對氣候的不利影響是否與其預(yù)期收益不成比例？應(yīng)該仔細審查人工智能使用的哪些社會、經(jīng)濟、政治和人口影響？

人工智能在各發(fā)展部門的轉(zhuǎn)型對人類能動性、人際互動、社會公平、經(jīng)濟包容性和環(huán)境可持續(xù)性具有深遠的影響。因此，首先，學(xué)校學(xué)生應(yīng)該了解人工智能現(xiàn)有功能的優(yōu)勢和局限性。負責(zé)任使用的先決條件是學(xué)生能夠檢測人工智能工具的可信度和比例性。AI CFS 旨在讓學(xué)生具備從道德角度批判性地審視人工智能比例性所需的價值觀、知識和技能。這包括審視和理解其對人類能動性、社會包容和公平、制度和個人安全、文化和語言多樣性、多元意見的構(gòu)建和表達以及對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響。

學(xué)生應(yīng)該超越人工智能是萬能解決方案的誤解。相反，他們要成為有意識的決策者，決定何時應(yīng)該或不應(yīng)該使用人工智能系統(tǒng)和應(yīng)用程序；它們可能解決或不能解決哪些問題；以及何時以及如何將人工智能設(shè)計和用作更廣泛解決方案的一部分。AI CFS 旨在培養(yǎng)學(xué)生的愿望，即應(yīng)用和設(shè)計人工智能工具以服務(wù)于有意義的特定目的或應(yīng)對現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn)并促進可持續(xù)發(fā)展。

社會正在以不同的速度進入人工智能時代，但世界各地的學(xué)生現(xiàn)在或?qū)矶紝⒊蔀橐匀斯ぶ悄軓V泛融合為特征的環(huán)境中的公民。他們不僅要遵守法律法規(guī)和道德原則，而且作為公民，他們還必須為人工智能標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的適應(yīng)做出貢獻。因此，該框架強調(diào)了支持學(xué)生成為人工智能的負責(zé)任和道德用戶以及貢獻者的重要性。它讓學(xué)生反思圍繞人工智能的關(guān)鍵爭議，內(nèi)化道德原則，并熟悉相關(guān)法規(guī)。

AI CFS 為日益受人工智能塑造的社會所需的那種公民身份設(shè)定了前瞻性的愿景。它建議挑戰(zhàn)和促使學(xué)生有意義地利用人工智能進行自我實現(xiàn)；評估其社會、經(jīng)濟和環(huán)境影響；并在適合其年齡或年級的水平上，為人工智能法規(guī)的制定做出貢獻，幫助塑造我們與整個社會技術(shù)的關(guān)系。

2.2 優(yōu)先考慮以人為本的人工智能互動

在人工智能時代，人與人工智能系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的互動將成為公共服務(wù)、生產(chǎn)和商業(yè)、社會實踐、學(xué)習(xí)和日常生活的重要組成部分。建立理解和確保在這些領(lǐng)域以人為本地與人工智能互動所需的能力是 AI CFS 的優(yōu)先事項。

教科文組織以人為本的方法主張，人工智能的設(shè)計和使用應(yīng)服務(wù)于人類能力的發(fā)展，保護人類尊嚴(yán)和能動性，并在整個人工智能生命周期和所有可能的人工智能互動循環(huán)中促進正義和可持續(xù)性。這種方法必須以人權(quán)原則和尊重定義知識共享的語言和文化多樣性為指導(dǎo)。以人為本的方法還要求以確保透明度和可解釋性以及人類控制和問責(zé)制的方式使用人工智能。

隨著人工智能變得越來越復(fù)雜和使用越來越廣泛，一個關(guān)鍵的危險是它有可能削弱人類能動性并損害人類智力技能的發(fā)展。雖然人工智能可以用來挑戰(zhàn)和擴展人類的思維，但不應(yīng)允許它篡奪或取代批判性思維。因此，保護和增強人類能動性應(yīng)始終是人工智能課程和教育項目設(shè)計中的核心原則。AI CFS 旨在支持學(xué)生了解人工智能可能從他們那里收集的數(shù)據(jù)類型、可能使用這些數(shù)據(jù)來訓(xùn)練人工智能模型的方法，以及數(shù)據(jù)循環(huán)可能對他們的隱私和更廣泛生活的影響。它試圖激發(fā)學(xué)生作為個人成長和學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，并在越來越復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)不斷融合的環(huán)境中加強他們的自主權(quán)。該框架中提出的人工智能關(guān)鍵能力還可以指導(dǎo)學(xué)生理解社會互動和人類創(chuàng)作作品的獨特價值，這些作品不應(yīng)被人工智能輸出所取代。通過發(fā)展以人為本地參與人工智能的能力，該框架旨在防止學(xué)生對人工智能上癮或依賴人工智能，并培養(yǎng)在高風(fēng)險決策中保持人類問責(zé)的行為。

2.3 鼓勵環(huán)境可持續(xù)的人工智能

作為下一代人工智能技術(shù)的共同創(chuàng)造者和潛在領(lǐng)導(dǎo)者，學(xué)生需要批判性地理解以利潤為導(dǎo)向的人工智能模型設(shè)計、培訓(xùn)和部署方法對環(huán)境的不利影響。教育系統(tǒng)有責(zé)任確保學(xué)生了解碳排放，分析氣候變化的根本原因，并采取明智的行動來保護氣候和環(huán)境。

在競相生產(chǎn)越來越強大的人工智能模型的過程中，環(huán)境可持續(xù)性往往被認為是次要的。在某些情況下，它甚至被人工智能有望解決氣候變化的說法有意掩蓋。隨著全球領(lǐng)導(dǎo)人和政策制定者努力考慮有關(guān)能源消耗和環(huán)境保護的法規(guī)，學(xué)生必須了解人工智能模型的訓(xùn)練是如何導(dǎo)致自然環(huán)境遭到破壞的。學(xué)習(xí)人工智能應(yīng)該讓他們能夠緊急探索更環(huán)保的人工智能模型設(shè)計、培訓(xùn)和使用方法。AI CFS 通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計和實施有關(guān)人工智能使用和培訓(xùn)對環(huán)境影響的基于項目的學(xué)習(xí)活動來解決這個問題，促使學(xué)生研究減輕這些影響的潛在解決方案。

2.4 促進包容性的人工智能能力發(fā)展

獲取人工智能和人工智能能力是當(dāng)今世界公民基本權(quán)利的兩個方面。所有學(xué)生都應(yīng)包容性地獲得學(xué)習(xí)基礎(chǔ)級別人工智能所需的環(huán)境，并應(yīng)得到支持，以學(xué)習(xí)如何在人工智能的設(shè)計中嵌入包容性原則，并準(zhǔn)備為包容性的人工智能社會做出貢獻。

在定義人工智能能力時，應(yīng)為學(xué)校學(xué)生提供機會，以理解和應(yīng)用整個人工智能生命周期中的包容性原則。這涵蓋了代表性數(shù)據(jù)的選擇、無偏見算法和反歧視訓(xùn)練方法的選擇、無障礙功能的設(shè)計、人工智能輸出包容性的測試以及人工智能使用對社會包容的影響評估。關(guān)于人工智能系統(tǒng)設(shè)計，學(xué)生可以加深他們對評估不同能力用戶以及來自不同語言和文化背景用戶的需求的理解和應(yīng)用技能。

在選擇技術(shù)模型和類別作為人工智能相關(guān)教學(xué)載體時，需要注意避免偏袒某些人口群體。在推薦特定的人工智能工具用于教育目的時，必須應(yīng)用嚴(yán)格的公共驗證機制，以避免算法存在與性別、能力、社會經(jīng)濟地位、語言、種族和/或文化相關(guān)的偏見。應(yīng)優(yōu)先考慮旨在支持殘疾人并促進語言和文化多樣性的人工智能工具。

如果此類驗證機制不可用，則應(yīng)避免建議大規(guī)模使用特定的人工智能工具。

談到課程的提供，可以概述具體措施，為基于 AI CFS 的課程的實施提供基本的有利條件。雖然人工智能框架或教育項目應(yīng)設(shè)計為適用于所有學(xué)生，包括那些生活在低技術(shù)環(huán)境中的學(xué)生，但如果沒有互聯(lián)網(wǎng)和人工智能工具，參與人工智能將會限制人工智能能力的范圍和掌握水平。各國政府應(yīng)承諾在學(xué)術(shù)界或私營部門的支持下（如適用），促進包容性地獲取基本互聯(lián)網(wǎng)連接、更新的數(shù)字設(shè)備、開源或負擔(dān)得起的人工智能程序和軟件以及必要的人工智能設(shè)備。再次強調(diào)，這些努力必須特別關(guān)注殘疾學(xué)生和/或來自語言或文化少數(shù)群體的學(xué)生。

2.5 建立終身學(xué)習(xí)的人工智能核心能力

人工智能相關(guān)的教學(xué)應(yīng)服務(wù)于構(gòu)建核心人工智能能力，使學(xué)生能夠適應(yīng)新知識，以及適應(yīng)利用新的人工智能技術(shù)解決新環(huán)境中的問題。首先，這些核心能力必須包括與道德和以人為本的思維方式相關(guān)的價值觀。學(xué)生需要指導(dǎo)，以逐步加深他們對特定人權(quán)的理解，例如平等權(quán)、不歧視權(quán)、隱私權(quán)和多元表達權(quán)，以及它們對各種形式的人工智能互動的影響。這些能力還反映了需要了解圍繞人工智能的爭議 和指導(dǎo)監(jiān)管的關(guān)鍵道德原則，以及培養(yǎng)打擊偏見、保護隱私、促進透明度和問責(zé)制以及對人工智能的共同創(chuàng)造采用設(shè)計時道德方法的實踐技能。

核心能力與品牌無關(guān)且與產(chǎn)品無關(guān)，確保學(xué)生能夠適當(dāng)?shù)厥褂酶鞣N工具以及未來的人工智能技術(shù)迭代。它使他們能夠?qū)θ斯ぶ悄軘?shù)據(jù)、算法、模型和系統(tǒng)設(shè)計形成適合年齡的逐步深入的理解。必須支持學(xué)生通過將人工智能概念與現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn)聯(lián)系起來來構(gòu)建這種理解，以培養(yǎng)批判性解決問題的能力。應(yīng)進一步鼓勵學(xué)生利用他們的創(chuàng)造力來優(yōu)化現(xiàn)有的人工智能模型或共同創(chuàng)造更有意義的人工智能。這些核心能力構(gòu)成了進一步學(xué)習(xí)以及在繼續(xù)教育、工作和生活中更專門地使用人工智能的基礎(chǔ)。

第三章：人工智能學(xué)生能力框架的結(jié)構(gòu)

3.1 框架

AI CFS 根據(jù)一個二維矩陣指定了 12 個能力塊。第一個維度包括人工智能能力的四個相互關(guān)聯(lián)的方面，而第二個維度包括預(yù)計學(xué)生迭代參與的三個進展或掌握水平。

雖然 AI CFS 將人工智能能力的定義錨定在構(gòu)成學(xué)生更廣泛核心能力的三個支柱上，即知識、技能和價值觀，但它也旨在鼓勵對人工智能系統(tǒng)背后的人類主導(dǎo)方法的倫理理解?；谶@一概念化，該框架定義了學(xué)生人工智能能力的四個基本組成部分：以人為本的思維方式、人工智能倫理、人工智能技術(shù)和應(yīng)用，以及人工智能系統(tǒng)設(shè)計。這些要素側(cè)重于基本價值觀、維護道德原則的社會責(zé)任、基礎(chǔ)知識和技能，以及系統(tǒng)設(shè)計的高階思維技能。雖然不同的要素可以通過特定領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法來發(fā)展，但人工智能能力最終是一組跨學(xué)科的、通用的能力和價值觀取向，超越了特定的人工智能領(lǐng)域或工具。

第一個方面將學(xué)生的勝任力置于以人為本的對待人工智能的益處和風(fēng)險的態(tài)度中。它還旨在促進批判性地理解特定人工智能工具對我們?nèi)祟愋枨笠约碍h(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的比例性。 第二個方面人工智能倫理涵蓋了學(xué)生人工智能能力的社會和道德組成部分，包括在整個人工智能系統(tǒng)生命周期中導(dǎo)航、理解、實踐和促進適應(yīng)不斷增長的原則和監(jiān)管規(guī)則的社會技能。

第三個方面，人工智能技術(shù)和應(yīng)用，代表了對人工智能內(nèi)在聯(lián)系的概念知識和相關(guān)操作技能的綜合看法，使用選定的人工智能工具和真實任務(wù)。最后一個方面是人工智能系統(tǒng)設(shè)計，涵蓋了確定問題范圍、架構(gòu)構(gòu)建、培訓(xùn)、測試和優(yōu)化人工智能系統(tǒng)所需的綜合工程技能。該方面旨在挑戰(zhàn)并促使學(xué)生更深入地了解人工智能系統(tǒng)，并為他們在人工智能領(lǐng)域的進一步學(xué)習(xí)搭建探索性學(xué)習(xí)的框架。

框架的第二個維度概述了三個進展水平：理解、應(yīng)用和創(chuàng)造，旨在反映上述所有四個方面的掌握水平。它們可用于為人工智能課程或?qū)W習(xí)課程提供跨年級的螺旋式學(xué)習(xí)序列，以幫助學(xué)生逐步構(gòu)建系統(tǒng)且可遷移的能力模式。

框架矩陣貫穿四個方面，涵蓋三個進展或掌握水平（見表 1）。在這些水平和方面的交叉點是 12 個構(gòu)成人工智能能力的模塊，其特征支撐著人工智能的批判性思維、道德審查、實際使用和迭代共同創(chuàng)造。這些能力模塊應(yīng)被理解為構(gòu)成關(guān)鍵組成部分的相互關(guān)聯(lián)的單元。與其將它們視為孤立學(xué)習(xí)的零散和不同的主題，不如將它們連接起來并編織在一起，作為人工智能能力的運作器官。

該矩陣提供了在某個能力塊內(nèi)達到最低掌握水平的學(xué)習(xí)成果藍圖。更具體地說，該矩陣旨在指導(dǎo)：(1) 根據(jù)當(dāng)?shù)厝斯ぶ悄軠?zhǔn)備情況和可用教學(xué)時間，確定與人工智能相關(guān)的主要重點領(lǐng)域和預(yù)期掌握水平；(2) 確定可以整合到現(xiàn)有課程、學(xué)科領(lǐng)域和年級水平的人工智能相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容；(3) 定義熟練程度并制定評估標(biāo)準(zhǔn)，以評估學(xué)生的一般人工智能能力和進步；(4) 設(shè)計和探索適合年齡和特定領(lǐng)域的敏捷教學(xué)方法。在國家、地區(qū)或?qū)W校將該框架本地化時，需要考慮許多此類因素；例如，重點方面的選擇和預(yù)期掌握水平的規(guī)范將取決于學(xué)生現(xiàn)有的人工智能能力、教師的培訓(xùn)和技能、可用學(xué)習(xí)時間以及當(dāng)?shù)厝斯ぶ悄艿臏?zhǔn)備情況，包括負擔(dān)能力和基礎(chǔ)設(shè)施。

表 1. 人工智能學(xué)生能力框架

3.2 進展水平

這三個水平反映了在使用和共同創(chuàng)造人工智能技術(shù)方面日益復(fù)雜、熟練和道德意識。預(yù)計學(xué)生會相互進步。

這些水平以及每個能力模塊的具體規(guī)范，可以指導(dǎo)對學(xué)生人工智能能力的形成性和總結(jié)性評估，并為設(shè)計與上下文相關(guān)且敏捷的教學(xué)方法提供信息。

3.2.1 水平 1：理解

第一級是為所有學(xué)生設(shè)計的。所有個人現(xiàn)在或?qū)矶紩谒麄兊囊簧信c某種形式的人工智能互動。人工智能提供商一直在挖掘和操縱幾乎所有互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)據(jù)，這也是事實。因此，所有學(xué)生都必須培養(yǎng)以安全、知情和有意義的方式參與他們在生活各個領(lǐng)域與人工智能日?；拥囊匀藶楸镜膬r值觀、知識和技能。

在“理解”水平上，希望學(xué)生培養(yǎng)對人工智能是什么的理解，并構(gòu)建對人工智能工具及其使用背后的價值觀、倫理問題、概念、過程和技術(shù)方法的適合年齡的解釋。他們應(yīng)該能夠通過與現(xiàn)實生活或社會實踐的聯(lián)系來解釋或舉例說明他們的知識，并通過將新知識整合到他們自己的知識體系中來吸收新知識。

這種掌握水平為進一步學(xué)習(xí)人工智能提供了必要的態(tài)度、認知和實踐基礎(chǔ)。它沒有定義整個人工智能特定領(lǐng)域或領(lǐng)域的退出級能力。

3.2.2 水平 2：應(yīng)用

鑒于人工智能的使用已經(jīng)滲透到所有領(lǐng)域以及生活的各個方面，包括教育和工作，學(xué)校的學(xué)生應(yīng)該準(zhǔn)備好成為負責(zé)任的、積極的和有效的人工智能用戶，既是為了他們自己的個人利益，也是為了應(yīng)對共同的可持續(xù)性挑戰(zhàn)。因此，第二級“應(yīng)用”的結(jié)果與所有學(xué)校學(xué)生相關(guān)，可用于定制主題模塊的范圍、廣度和難度級別，并指定所有學(xué)生的退出能力。在這個級別學(xué)習(xí)要求學(xué)生對以人為本的方法和人工智能的基本道德原則以及基本的人工智能知識和應(yīng)用技能有基本的了解。

在“應(yīng)用”級別，希望學(xué)生能夠增強、遷移和調(diào)整他們所學(xué)的價值觀、知識和技能，以適應(yīng)新的學(xué)習(xí)過程。他們通過解決更復(fù)雜環(huán)境中的理論問題和/或?qū)嶋H任務(wù)，并批判性地審視人工智能工具背后的先進技術(shù)方法來做到這一點。達到此水平后，學(xué)生將構(gòu)建一個健全且可遷移的概念知識和相關(guān)人工智能技能集基礎(chǔ)。他們還應(yīng)該能夠?qū)⒁匀藶楸镜乃季S方式和道德視角應(yīng)用于人工智能工具的評估、學(xué)習(xí)和實際使用。

此級別的學(xué)生可以進入第三個更專業(yè)的級別，即創(chuàng)造。然而，有些學(xué)生可能對人工智能沒有強烈的興趣，或者缺乏足夠的時間或機會在學(xué)校的正規(guī)學(xué)習(xí)環(huán)境中微調(diào)他們的人工智能能力。對于許多人來說，二級“應(yīng)用”將是他們?nèi)斯ぶ悄芟嚓P(guān)能力發(fā)展的終點，至少在學(xué)校是這樣。

3.2.3 水平 3：創(chuàng)造

人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新速度呈指數(shù)級增長，這意味著技術(shù)提供商正在定義我們社會轉(zhuǎn)型的方式。發(fā)展關(guān)鍵的人工智能能力對于確保人工智能的設(shè)計、部署和使用能夠滿足用戶的需求并造福公眾至關(guān)重要。學(xué)校學(xué)生應(yīng)該準(zhǔn)備好創(chuàng)造值得信賴的人工智能工具，并在下一代人工智能技術(shù)的定義和設(shè)計中發(fā)揮主導(dǎo)作用。在“創(chuàng)造”級別，希望學(xué)生成為有良知的人工智能共同創(chuàng)造者，開發(fā)以人為本的解決方案，以積極影響人工智能的設(shè)計和使用。在這個級別學(xué)習(xí)需要綜合應(yīng)用所獲得的人工智能價值觀、知識和技能，以設(shè)計、實施和測試可以幫助應(yīng)對現(xiàn)實世界挑戰(zhàn)的人工智能解決方案。

學(xué)生將批判性地利用他們在數(shù)據(jù)、算法和道德設(shè)計方面的知識和技能；積極制作人工智能應(yīng)用程序；并審議人工智能法規(guī)的調(diào)整。

在“創(chuàng)造”級別，希望學(xué)生增強他們對人工智能創(chuàng)新的興趣，并基于開源和/或可定制的數(shù)據(jù)集、編程工具或人工智能模型開發(fā)新的人工智能工具。在定制和測試人工智能技術(shù)的迭代過程中，希望學(xué)生增強作為人工智能共同創(chuàng)造者的意識，并融入更廣泛的社區(qū)，幫助領(lǐng)導(dǎo)以人為本的人工智能設(shè)計和使用。在這個級別，還希望學(xué)生增強他們批判性地評估人工智能的社會影響以及個性化作為人工智能驅(qū)動社會公民的責(zé)任的能力。

“創(chuàng)造”級別的學(xué)習(xí)還旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性解決問題的能力和積極倡導(dǎo)人工智能倫理實踐的態(tài)度。完全滿足此級別的要求需要在課程中分配足夠的學(xué)習(xí)時間和空間（例如，整個學(xué)期或多個學(xué)期）。學(xué)習(xí)計劃還必須提供必要的人工智能資源，并促進適合年齡的創(chuàng)新教學(xué)方法。對于那些對深入學(xué)習(xí)該領(lǐng)域沒有強烈興趣的學(xué)生來說，此級別的學(xué)習(xí)成果，特別是在“人工智能系統(tǒng)設(shè)計”方面，應(yīng)該作為選修課程提供，而不是作為所有學(xué)生的必修要求。

3.3 方面

這四個方面具體說明了人工智能能力的基本組成部分，學(xué)生需要構(gòu)建并不斷更新這些能力，以便成為負責(zé)任的用戶和積極的人工智能共同創(chuàng)造者，以及定義和開發(fā)下一代人工智能的潛在領(lǐng)導(dǎo)者。

3.3.1 以人為本的思維方式

“以人為本的思維方式”方面?zhèn)戎赜趯W(xué)生的價值觀、信念和批判性思維技能，應(yīng)用于審查人工智能是否適合目的、其使用是否合理、人類應(yīng)如何與其互動，以及個人和機構(gòu)應(yīng)該承擔(dān)哪些責(zé)任，為建設(shè)安全、包容和公正的人工智能社會做出貢獻。以人為本的思維方式為進一步參與人工智能的各個方面奠定了基礎(chǔ)。該方面的完整表達還包括人工智能相關(guān)的人類身份、承擔(dān)社會和公民責(zé)任，以及在人工智能時代追求或加深個人興趣。該方面旨在培養(yǎng)的價值觀和技能可以通過以下三個能力模塊來體現(xiàn)：

人類能動性：希望學(xué)生能夠認識到人工智能是人為導(dǎo)向的，人工智能創(chuàng)造者的決定（無論是公司還是個人）都會影響人工智能系統(tǒng)如何影響人權(quán)、人-人工智能互動，以及他們自己的生活和社會。希望他們了解在人工智能的設(shè)計、提供和使用過程中保護人類能動性的意義。學(xué)生將理解人工智能受人類控制意味著什么，以及如果不是這種情況可能產(chǎn)生的后果。

人類問責(zé)制：希望學(xué)生認識到人類問責(zé)制是人工智能創(chuàng)造者和人工智能服務(wù)提供者的法律義務(wù)，并了解他們在設(shè)計和使用人工智能期間應(yīng)該承擔(dān)哪些人類問責(zé)制。他們還應(yīng)該培養(yǎng)這樣一種意識：在使用人工智能協(xié)助決策時，人類問責(zé)制是一種法律和社會責(zé)任，在做出高風(fēng)險決策時，人類的選擇不應(yīng)讓與人工智能。

人工智能時代的公民身份：希望學(xué)生批判性地理解人工智能對人類社會的影響，并促進負責(zé)任和包容性地設(shè)計和使用人工智能以促進可持續(xù)發(fā)展。他們應(yīng)該了解自己在人工智能時代作為公民的公民和社會責(zé)任。還希望學(xué)生培養(yǎng)一種終身學(xué)習(xí)和使用人工智能以支持自我實現(xiàn)的愿望。

3.3.2 人工智能倫理

“人工智能倫理”方面代表道德價值判斷、體現(xiàn)的反思，以及學(xué)生在理解、實踐和促進適應(yīng)與人工智能系統(tǒng)整個生命周期相關(guān)的不斷增長的一系列原則和監(jiān)管規(guī)則時所需的社會和情感技能。希望學(xué)生了解和應(yīng)用有關(guān)全球影響和當(dāng)?shù)丨h(huán)境交匯處的倫理治理的知識。隨著人工智能的快速迭代引發(fā)了更多深刻的爭議，人工智能倫理的范圍正在擴大，新的法規(guī)、法律和規(guī)則正在被采用。這方面的三個能力模塊概述了學(xué)生逐步內(nèi)化道德原則以及習(xí)慣性遵守人工智能法規(guī)的關(guān)鍵步驟。

體現(xiàn)的倫理：希望學(xué)生對其當(dāng)?shù)丨h(huán)境和個人生活中圍繞人工智能的關(guān)鍵倫理辯論背后的問題有基本的了解，包括人工智能對人權(quán)、社會正義、包容、公平以及氣候變化的影響。他們在反思性實踐和在生活中和學(xué)習(xí)中使用人工智能工具時，將理解、內(nèi)化并采用以下原則：

不傷害：學(xué)生表現(xiàn)出理解人工智能系統(tǒng)不應(yīng)用于可能對人類有害的目的（如用于監(jiān)視或分配社會地位的面部識別，或用于評分考試的預(yù)測算法）。這包括評估特定人工智能解決方案是否侵犯人類價值觀和權(quán)利，特別是數(shù)據(jù)隱私的能力，以及決定特定人工智能方法是否符合全球或當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)的能力。

比例性：學(xué)生培養(yǎng)能力 - 視其年齡和能力而定 - 檢查使用特定人工智能系統(tǒng)是否有利于實現(xiàn)正當(dāng)目標(biāo)，以及給定的人工智能方法是否適合環(huán)境。

不歧視：學(xué)生了解并能夠檢測嵌入人工智能工具或其輸出中的性別、種族、文化和其他偏見。此外，學(xué)生了解國家內(nèi)部和國家之間的人工智能鴻溝，并理解需要努力解決這些問題并確保更大的可及性和包容性。

可持續(xù)性：學(xué)生能夠解釋和說明人工智能系統(tǒng)對環(huán)境可持續(xù)性的影響。

人機協(xié)作中的人類決心：學(xué)生能夠證明為什么人類應(yīng)該對人工智能的使用承擔(dān)道德和法律責(zé)任；他們能夠舉例說明人類如何在人工智能輔助決策循環(huán)中保持責(zé)任制，而不是將決定權(quán)交給機器。

透明度和可解釋性：學(xué)生意識到用戶有權(quán)向設(shè)計者和提供者索取有關(guān)人工智能工具如何工作、其輸出如何根據(jù)算法和模型生成，以及部署和應(yīng)用某些人工智能工具對特定年齡或能力水平的用戶是否合適的解釋性信息。

安全和負責(zé)任的使用：希望學(xué)生能夠按照道德原則和當(dāng)?shù)剡m用的法規(guī)以負責(zé)任的方式使用人工智能。他們意識到泄露數(shù)據(jù)隱私的風(fēng)險，并采取措施確保只有在他們深思熟慮并知情同意的情況下，才能收集、使用、共享、存檔和刪除他們的數(shù)據(jù)。他們還意識到某些人工智能系統(tǒng)的特定風(fēng)險，并且能夠在使用人工智能時保護自己和同齡人的安全。

設(shè)計時倫理：希望學(xué)生在設(shè)計、評估和使用人工智能工具以及審查和調(diào)整人工智能法規(guī)時采用設(shè)計時倫理方法。學(xué)生意識到，評估人工智能設(shè)計背后的意圖涉及檢查人工智能生命周期的所有步驟，從概念化階段開始。學(xué)生應(yīng)該能夠評估人工智能工具是否符合道德規(guī)范，以及審查人工智能規(guī)范并告知調(diào)整。

3.3.3 人工智能技術(shù)和應(yīng)用

“人工智能技術(shù)和應(yīng)用”方面代表了與具體人工智能工具或真實任務(wù)相關(guān)的、內(nèi)在聯(lián)系的人工智能概念知識和相關(guān)操作技能。該方面是具體理解和應(yīng)用以人為本的思維方式及其相關(guān)倫理原則的最重要和可遷移的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)和人工智能編程的基本知識結(jié)構(gòu)和實踐技能是設(shè)計和構(gòu)建人工智能系統(tǒng)的能力的基礎(chǔ)，特別是對于在該領(lǐng)域有強烈興趣和能力的學(xué)生而言?！叭斯ぶ悄芗夹g(shù)和應(yīng)用”方面意味著希望學(xué)生研究示例性人工智能工具，以了解人工智能是如何根據(jù)數(shù)據(jù)和算法開發(fā)的。學(xué)生將同步獲得人工智能編程技能，并通過將其應(yīng)用于人工智能工具的制作來增強其知識和技能的可遷移性。在三個進步水平的流程中，還希望學(xué)生整合倫理、文化和社會參數(shù)，并在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、語言和社會研究中鞏固跨學(xué)科的基礎(chǔ)知識和技能。

人工智能基礎(chǔ)：希望學(xué)生能夠在人工智能方面建立基本知識和技能，尤其是在數(shù)據(jù)和算法方面，了解逐步加深對數(shù)據(jù)和算法的理解所需的跨學(xué)科基礎(chǔ)知識的重要性。學(xué)生還應(yīng)該能夠?qū)⑷斯ぶ悄艿母拍钪R與其在社會和日常生活中的活動聯(lián)系起來，通過了解人工智能如何工作以及人工智能如何與人類互動，具體化以人為本的思維方式和道德原則。

應(yīng)用技能：希望學(xué)生能夠構(gòu)建對數(shù)據(jù)、人工智能算法和編程的適合年齡的理解，并獲得可遷移的應(yīng)用技能。希望學(xué)生能夠批判性地評估和利用免費和/或開源人工智能工具、程序庫和數(shù)據(jù)集。

創(chuàng)建人工智能工具：希望學(xué)生能夠加深和應(yīng)用數(shù)據(jù)和算法方面的知識和技能，以定制現(xiàn)有的人工智能工具包，從而創(chuàng)建基于任務(wù)的人工智能工具。希望學(xué)生將他們以人為本的思維方式和道德考慮因素整合到對現(xiàn)有 人工智能資源的評估中。他們還應(yīng)該培養(yǎng)參與人工智能創(chuàng)作所需的社會和情感技能，包括適應(yīng)能力、復(fù)雜的溝通和團隊合作技能。

3.3.4 人工智能系統(tǒng)設(shè)計

“人工智能系統(tǒng)設(shè)計

“人工智能系統(tǒng)設(shè)計”方面?zhèn)戎赜趩栴}范圍界定、設(shè)計、架構(gòu)構(gòu)建、培訓(xùn)、測試和優(yōu)化人工智能系統(tǒng)所需的系統(tǒng)設(shè)計思維和綜合工程技能。該方面旨在挑戰(zhàn)人工智能系統(tǒng)的可解釋性，并為將在該領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習(xí)的學(xué)生提供探索性學(xué)習(xí)。還希望學(xué)生加深和實踐“設(shè)計時倫理”。雖然系統(tǒng)設(shè)計思維方法學(xué)、相關(guān)的以人為本的價值觀和道德原則以及人工智能所需的知識和技能可以嵌入到學(xué)生人工智能能力的所有其他方面，但該方面主要針對那些對加深知識有特殊興趣和承諾的學(xué)生和該領(lǐng)域的技能。

問題范圍界定：希望學(xué)生能夠理解“人工智能問題范圍界定”作為人工智能創(chuàng)新起點的重

要性。希望他們能夠從法律、道德和邏輯的角度審查是否應(yīng)該在特定情況下使用人工智能；在嘗試訓(xùn)練一個人工智能模型來解決問題之前，定義問題的邊界、目標(biāo)和約束。還希望學(xué)生獲得概念化和構(gòu)建人工智能系統(tǒng)所需的知識和項目規(guī)劃技能，包括評估不同人工智能技術(shù)的適用性、定義數(shù)據(jù)需求以及設(shè)計測試和反饋指標(biāo)的能力。

架構(gòu)設(shè)計：希望學(xué)生能夠培養(yǎng)基本的方法論的教學(xué)知識和技術(shù)技能，為覆蓋數(shù)據(jù)層、算法層、模型層和應(yīng)用程序接口層的人工智能系統(tǒng)配置可擴展、可維護和可重用的體系結(jié)構(gòu)。希望學(xué)生發(fā)展構(gòu)建原型人工智能系統(tǒng)所需的跨學(xué)科技能。這包括期望他們在配置、構(gòu)建和優(yōu)化中應(yīng)用深化的以人為本的價值觀和道德原則。

迭代和反饋：希望學(xué)生增強和應(yīng)用他們的跨學(xué)科知識和實踐方法，以評估人工智能模型的人文主義的 適用性和方法論的教學(xué)的穩(wěn)健性及其對個人用戶、社會和環(huán)境的影響。他們應(yīng)該能夠獲得適合年齡的技術(shù)技能，以提高數(shù)據(jù)集的質(zhì)量、重新配置算法并根據(jù)測試結(jié)果和反饋增強架構(gòu)。他們應(yīng)該能夠在模擬決策時應(yīng)用以人為本的思維方式和道德原則，以確定何時應(yīng)關(guān)閉人工智能系統(tǒng)以及如何減輕其負面影響。他們還應(yīng)該培養(yǎng)他們在更大的人工智能社區(qū)中作為共同創(chuàng)造者的身份。

第四章：學(xué)生人工智能能力規(guī)范

本章提供了有關(guān)課程目標(biāo)和預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)的詳細規(guī)范，教師培訓(xùn)或支持計劃可以為 12 個能力模塊中的每一個制定這些目標(biāo)。這些目標(biāo)通過教師在各種環(huán)境（包括特定學(xué)科和/或跨學(xué)科教學(xué)實踐）中預(yù)期執(zhí)行的活動示例進一步說明。

4.1 水平 1：理解

“理解”水平的總體課程目標(biāo)是支持所有學(xué)生達到不同環(huán)境中教師職業(yè)所需的人工智能能力或素養(yǎng)的基本水平。以下目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)和活動示例闡明了每個能力模塊的含義：

表 2. 水平 1：理解的能力模塊、目標(biāo)和示例

表 2. 水平 1：理解的能力模塊、目標(biāo)和示例

以下內(nèi)容因原文中表格太長，略。有興趣的老師可以關(guān)注原文的內(nèi)容。