-1-中美人工智能教育對(duì)比【譯者按】2021

年

9

月，美國安全與新興技術(shù)研究中心（CSET）發(fā)布《中美人工智能教育對(duì)比》報(bào)告。該報(bào)告詳細(xì)研究了過去五年中美在整合人工智能教育和培訓(xùn)方面的基本現(xiàn)狀，比較了兩國人工智能教育體系的優(yōu)劣勢(shì)，并以此提出了提升美國

AI

人才教育水平的政策建議，即加強(qiáng)美國聯(lián)邦政府和各州及地方教育的合作與協(xié)調(diào)，加大政策支持和資源支持，避免人工智能教育不均衡，吸引并留住人工智能精英人才。賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所對(duì)報(bào)告進(jìn)行了編譯，期望對(duì)我國有關(guān)部門有所幫助?！娟P(guān)鍵詞】美國

中國

人工智能

教育

過去五年，美國與中國都在推廣人工智能教育方面取得了重大進(jìn)步，但兩國實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的方法不同。本報(bào)告詳細(xì)研究了中美在整合人工智能教育和培訓(xùn)方面開展的工作，探討了兩國教育體系的結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)以及由此形成的兩種體系在推廣人工智能教育方面的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)及遇到的障礙，并提出改善和提升美國人才戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)的相關(guān)建議。

一、中國的人工智能教育概況

2017

年

7

月，中國國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，要求在各級(jí)教育體系中落實(shí)人工智能培訓(xùn)。2017

年

9

月，教育部等相關(guān)部門聯(lián)合發(fā)布“雙一流大學(xué)計(jì)劃”，目的是建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科。圖

1

包含這些計(jì)劃的時(shí)間表及其相關(guān)目標(biāo)。2017年1月“雙一流”教育部將211與985工程統(tǒng)籌建設(shè):

到2050年，將一批大學(xué)建成世界一流大學(xué)（36所A類和6

所B類大學(xué)入選）。

提升關(guān)鍵學(xué)科和頂級(jí)人才水平，特別是大學(xué)本科生水平2017年7月

（95所大學(xué)入選，專注建設(shè)關(guān)鍵學(xué)科）?！靶乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃”國務(wù)院在各教育階段廣泛推廣人工智能教育，培養(yǎng)新一代人才，并建設(shè)人工智能學(xué)科。2018年1月“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”國務(wù)院教育部正式將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)處理納入國家高中課程；將該課程納入2018年秋及以后9月后入學(xué)高中生的必修課。

-2-2018年4月2018年4月“高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”教育部

到2020年，

編寫50本具有國際一流水平的本科生和研究生教材；

建立50家人工智能學(xué)院、研究院或交叉研究中心；

建設(shè)50門人工智能領(lǐng)域國家級(jí)精品在線開放課程；

建設(shè)100個(gè)“人工智能+X”復(fù)合特色專業(yè)?！敖逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃”教育部充實(shí)各級(jí)教育的人工智能與編程課程。2019年3月2020年1月人工智能專業(yè)獲批教育部

批準(zhǔn)35所高校開設(shè)人工智能專業(yè)?！半p一流”建設(shè)高校，加快人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)教育部、發(fā)改委、財(cái)政部加強(qiáng)高校與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合、資金扶持和學(xué)位質(zhì)量保障。2020年1月“全國大中小學(xué)教材建設(shè)規(guī)劃（2019—2022年）”教育部編寫人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域教科書。2020年2月更多教育機(jī)構(gòu)開設(shè)人工智能專業(yè)教育部

批準(zhǔn)180多所高校開設(shè)人工智能專業(yè)，總數(shù)量達(dá)到215所高校。

來源：中國教育部、國務(wù)院

圖

1：中國人工智能教育戰(zhàn)略及其執(zhí)行時(shí)間表（2017—2020

年）

（一）中小學(xué)階段人工智能教育

1、建設(shè)人工智能人才培養(yǎng)基地

北京市和山東省分別于

2020

年

11

月和

12

月開展“全國青少年人工智能創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地”培育活動(dòng)，對(duì)設(shè)置初級(jí)“技術(shù)與社會(huì)”與“創(chuàng)客”課程、引進(jìn)

3D

打印和無人機(jī)教學(xué)的小學(xué)，以及開展“人工智能俱樂部”、機(jī)器人教室、3D

打印機(jī)、開源人工智能框架、Python

教育、機(jī)器人競(jìng)賽等教育教學(xué)工作的初中進(jìn)行授牌，該認(rèn)證有效期為兩年。山東授予了

10

所學(xué)校，北京授予

-3--4-了

21

家機(jī)構(gòu)，并包括一座青少年科技館。其中，北京有

100

名教師獲得“人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)師”證書。2、將人工智能列入高中課程2018

年

1

月，中國教育部在“新課標(biāo)”改革中，正式將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理劃入新課標(biāo)。課程目標(biāo)包括：數(shù)據(jù)與計(jì)算模塊，了解數(shù)據(jù)編碼，學(xué)會(huì)采集、分析、可視化數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)并使用編程語言設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單算法，了解人工智能的重要性等；信息系統(tǒng)與社會(huì)模塊，判斷安全風(fēng)險(xiǎn)，了解安全防范技術(shù)，學(xué)會(huì)遵守相關(guān)法律和道德倫理規(guī)范等。此外，北京、浙江和山東省已將Python

納入高考科目。3、開展“全國中小學(xué)人工智能教育大會(huì)”

中國人工智能學(xué)會(huì)成立了中小學(xué)工作委員會(huì)，通過舉辦全國中小學(xué)人工智能教育大會(huì)，搭建人工智能與中小學(xué)教育的規(guī)劃和信息共享機(jī)制，并推進(jìn)師資培訓(xùn)、教學(xué)平臺(tái)和課程體系設(shè)計(jì)相關(guān)工作。4、加強(qiáng)與企業(yè)間的合作教材編寫方面，2018

年

4

月，商湯科技與華東師范大學(xué)國際慕課研究中心發(fā)布了中國國內(nèi)首部面向中學(xué)生的人工智能教科書《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》，該教材目前已在上海、北京、廣東、黑龍江、江蘇、山東、山西省的一百多所試點(diǎn)學(xué)校使用，-5-并培訓(xùn)了超過

900

名授課教師；2018

年

6

月，蘇州大學(xué)出版社出版了《中小學(xué)人工智能系列叢書》；2018

年

11

月，優(yōu)必選科技有限公司與華東師范大學(xué)出版社共同發(fā)布了《AI

上未來智造者-中小學(xué)人工智能精品課程系列叢書》；2020

年

1

月，清華大學(xué)宣布，由中國首位圖靈獎(jiǎng)得主、中科院院士、清華大學(xué)交叉信息研究院院長(zhǎng)姚期智領(lǐng)銜主編教材《人工智能（高中版）》。職業(yè)教育方面，2019

年

7

月，百度教育與北京昌平職業(yè)學(xué)校發(fā)起了中國首個(gè)職業(yè)學(xué)校與企業(yè)合作開展人工智能教育的項(xiàng)目，雙方將共同建設(shè)百度人工智能創(chuàng)新空間、人工智能技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)、職業(yè)?？茖W(xué)校講師培訓(xùn)基地、師生技能交流大賽、中小規(guī)模的學(xué)科體驗(yàn)基地。5、面臨的問題

一是人工智能課程對(duì)于少年兒童而言十分困難，要求學(xué)生具有較多背景知識(shí)，以理解深度學(xué)習(xí)所驅(qū)動(dòng)的算法。二是在人工智能教材開發(fā)方面缺乏系統(tǒng)、權(quán)威的指導(dǎo)。三是人工智能授課教師的職業(yè)培訓(xùn)和學(xué)校人工智能實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有待完善。（二）本科生階段人工智能教育1、建設(shè)人工智能研究院（學(xué)院）2017

至

2018

年，中國至少有

34

所高校設(shè)立了人工智能研究院（見圖

2），其中包括“國防七子”1中的三所高校，即哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和南京理工大學(xué)。人工智能研究院涉及自然語言處理、機(jī)器人學(xué)、醫(yī)學(xué)成像、智能綠色技術(shù)和無人系統(tǒng)等方面的研究，通常同時(shí)承擔(dān)本科生與研究生的培養(yǎng)工作，也有部分研究院與企業(yè)合作開展聯(lián)合創(chuàng)建工作。例如，2018

年，重慶郵電大學(xué)與人工智能獨(dú)角獸科大訊飛公司聯(lián)合設(shè)立了人工智能學(xué)院，騰訊云與山東科技大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)成立了人工智能學(xué)院。

2、分批開設(shè)人工智能專業(yè)

2019

年

3

月，中國教育部批準(zhǔn)

35

所高校設(shè)置四年制人工智能專業(yè)，學(xué)生可獲工學(xué)學(xué)位，其中包括“國防七子”高校中的四所，即北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)；近半數(shù)高校（17

所）此前已成立人工智能研究院。2020

年

2

月，中國教育部批準(zhǔn)了

180

所高校設(shè)置人工智能專業(yè)，較上年增長(zhǎng)

5

倍，獲批的高?？倲?shù)量達(dá)到了

215

所。其中，“國防七子”中的第五所高校（南京航空航天大學(xué)）也獲批。2021

年3

月，中國教育部又批準(zhǔn)

130

所高校設(shè)置人工智能專業(yè)，其中包括“國防七子”的第六、七所（哈爾濱工程大學(xué)和南京理工大學(xué)），高校總數(shù)量達(dá)到了

345

所。2020

年和

2021

年，人工智能專業(yè)是1直屬于中國工業(yè)和信息化部，是中國有關(guān)軍工方面的高科技領(lǐng)域高校，具體為北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和南京理工大學(xué)。

-6--7-大學(xué)課程中最受歡迎的新課程；2021

年，緊隨其后的熱門專業(yè)包括

84

所高校的智能制造與工程學(xué)專業(yè)，以及

62

所高校的數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)。各高校也在專業(yè)建設(shè)方面與人工智能企業(yè)開展合作，如廣州跨象乘云軟件技術(shù)有限公司（KXCY-AI）與幾所高校都開展了相關(guān)合作。此外，2018

年，中國教育部還鼓勵(lì)已擁有人工智能專業(yè)的高校擴(kuò)大范圍，開設(shè)“AI+X”專業(yè)，如數(shù)據(jù)科學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能制造、機(jī)器人工程以及智能科學(xué)與技術(shù)等。專欄

1

介紹了清華大學(xué)的人工智能教育情況。圖

2

與圖

3

顯示了中國設(shè)立人工智能專業(yè)的

345

所高校與

34

所人工智能研究院，以及其中的“雙一流大學(xué)”、“國防七子”高校數(shù)量。專欄

1

清華大學(xué)的人工智能課程清華大學(xué)對(duì)人工智能教育涉足較早。1979

年，現(xiàn)電子工程系的前身開設(shè)“人工智能導(dǎo)論”課程，這是中國大學(xué)開設(shè)最早的人工智能課程之一。在

20

世紀(jì)

80

年代后期，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能系設(shè)立了“智能技術(shù)與系統(tǒng)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，也被稱作“人工智能研究院”。

雖然直到

2021

年

3

月，清華才獲批設(shè)置人工智能專業(yè)，但該校已通過多個(gè)渠道提供人工智能教育，并于

2018

年

6

月成立了人工智能交叉學(xué)科研究院。

2020

年

5

月，清華大學(xué)宣布成立人工智能學(xué)堂班（簡(jiǎn)稱“智班”），這是清華學(xué)堂人才培養(yǎng)計(jì)劃的第八個(gè)實(shí)驗(yàn)班。前述高中人工智能教科書的主編姚期智，將是交叉聯(lián)合“AI+X”課程項(xiàng)目的領(lǐng)軍教師，該項(xiàng)目將致力-8-于使人工智能與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、生物、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、法律及其他領(lǐng)域相結(jié)合。2019

年，清華大學(xué)將三個(gè)輔修專業(yè)，即機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、智能硬件技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和智能交通技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)整合為人工智能創(chuàng)新專業(yè)。

來源：中國教育部，人工智能媒體“Synced”評(píng)論，CSET

計(jì)算圖

2：中國設(shè)置人工智能專業(yè)與人工智能研究院的高校分布圖-9-

來源：中國教育部，人工智能媒體“Synced”評(píng)論，CSET

計(jì)算圖

3：設(shè)置人工智能專業(yè)與人工智能研究院的精英高校數(shù)量3、推進(jìn)校企合作，深化產(chǎn)教融合

通過建立信息技術(shù)新工科產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟（AEEE）機(jī)制，在產(chǎn)學(xué)研合作中鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新。該聯(lián)盟成立于

2017

年，發(fā)起單位包括中國軟件產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、27

所中國國內(nèi)高校、5

家研究機(jī)構(gòu)和

12家企業(yè)，并獲得了中國教育部高等教育司與中國工信部的支持。值得注意的是，AEEE

也包括美國企業(yè)思科、IBM

與微軟。如，微軟亞洲研究院（MSRA）參與成立了該聯(lián)盟的人工智能教育工-

10

-作委員會(huì)，致力于落實(shí)教育部的產(chǎn)教融合理念，并與中國科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)及北京航空航天大學(xué)建立了伙伴關(guān)系，其人工智能教育研討會(huì)幫助了中國的

300

所高校與超過

500

名人工智能教師。百度在

2018

年至

2021

年間，至少與

9

所高校簽署合作協(xié)議，在案例共享、課程聯(lián)合建設(shè)、師資培養(yǎng)、校園學(xué)習(xí)社區(qū)、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)方面開展合作，并提供基于百度“飛槳”（PaddlePaddle）深度學(xué)習(xí)平臺(tái)的AI

Studio

教育服務(wù)實(shí)訓(xùn)，該平臺(tái)已與

15

所高校建立伙伴關(guān)系。（三）研究生階段人工智能教育2020

年

1

月，中國教育部、發(fā)改委與財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于“雙一流”建設(shè)高校促進(jìn)學(xué)科融合

加快人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)的若干意見》，旨在利用前述的“雙一流”計(jì)劃及學(xué)科交叉“AI+X”框架，加強(qiáng)人才培養(yǎng)體系建設(shè)，并增加學(xué)習(xí)人工智能的研究生人數(shù)（特別是博士生）；號(hào)召人才在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、社會(huì)治理、國家安全及其他領(lǐng)域應(yīng)用人工智能，支持中國重點(diǎn)工程和重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃的使命與需要。然而，“人工智能淘金熱”可能導(dǎo)致高校一哄而上、課程質(zhì)量不高等問題，中國要在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市和資源不足地區(qū)都進(jìn)行嚴(yán)格的教育質(zhì)量把控，從而實(shí)現(xiàn)政策落地并收獲實(shí)效。-

11

-二、美國的人工智能教育概況

美國人工智能課程的整合在深度與廣度方面并不均衡，因?yàn)樽罱K確定和實(shí)施課程標(biāo)準(zhǔn)仍是各州和地方學(xué)區(qū)的工作。近幾年，各種組織機(jī)構(gòu)和企業(yè)通過定義和設(shè)立人工智能課程、項(xiàng)目、學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)和資源等工作，推動(dòng)了人工智能教育的進(jìn)步。（一）初等和中等教育階段的人工智能教育1、開設(shè)人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)課程

一是將計(jì)算機(jī)科學(xué)課程加入到

K-12

教育。美國不少州已采取措施，將人工智能加入到從幼兒園到

12

年級(jí)（K-12）的教育中。然而，很多學(xué)校仍缺乏計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。從

2019

年到

2020年，28

個(gè)州采取政策支持

K-12

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，但各州之間及其州內(nèi)相關(guān)工作參差不齊。據(jù)一份

2020

年來自

C

的報(bào)告顯示，教授計(jì)算機(jī)科學(xué)的公立高中比例在阿肯色州高達(dá)

89%，但在明尼蘇達(dá)州則僅為

19%；只有

22

個(gè)州采取政策讓所有高中學(xué)生都能學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，其中只有

9

個(gè)州為所有

K-12

學(xué)生提供學(xué)習(xí)課程；只有

47%的美國公立高中教授計(jì)算機(jī)科學(xué)，2018年該數(shù)據(jù)僅為

35%。二是各機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程建設(shè)。計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（CSTA）于

2017

年發(fā)布了“核心標(biāo)準(zhǔn)集”，為教師在計(jì)算機(jī)科-

12

-學(xué)方面提供指導(dǎo)，并與計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）、C、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新中心（CIC）、

CSforALL

組織，以及國家數(shù)學(xué)與科學(xué)計(jì)劃（NMSI）共同開發(fā)了

K-12

計(jì)算機(jī)科學(xué)框架。國際技術(shù)教育協(xié)會(huì)（ISTE）與

CSTA

合作，于

2018

年發(fā)布了《國際技術(shù)教育協(xié)會(huì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師標(biāo)準(zhǔn)》。非營(yíng)利組織

C

為

K-12

學(xué)生及教師提供了編入科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）課程中的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，為課程開發(fā)提供概念性指導(dǎo)，并優(yōu)先考慮計(jì)算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)科學(xué)、算法編程及計(jì)算機(jī)的社會(huì)與文化影響。三是各機(jī)構(gòu)提供人工智能教育資源。人工智能發(fā)展協(xié)會(huì)（AAAI）與

CSTA

合作發(fā)起

AI4K12

項(xiàng)目，目標(biāo)是為

K-12

學(xué)生開發(fā)國家人工智能教育指導(dǎo)原則，目前是供教師使用的線上資源庫，由國家科學(xué)基金（NSF）和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)提供資助。此外，非營(yíng)利性人工智能教育項(xiàng)目（AI

Education

Project）為全國的學(xué)校與教師提供自己的人工智能課程。四是學(xué)校建設(shè)自身人工智能課程體系。有至少

2

所公立學(xué)校開設(shè)了其自身的人工智能課程。如，佐治亞州昆內(nèi)特縣的塞金杰（Seckinger）高中在整個(gè)

K-12

階段引入人工智能教育課程。由北加州大學(xué)系統(tǒng)管理的一所高中——北加州科學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)校宣布了其“人工智能領(lǐng)域創(chuàng)新與領(lǐng)導(dǎo)賴登計(jì)劃”，教授高中生設(shè)計(jì)、應(yīng)用、理解人工智能。各學(xué)校人工智能課程的內(nèi)容并不相同，例-

13

-如，塞金杰高中的人工智能課程在

K-12

教育的每個(gè)階段教授編碼、機(jī)器學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)思維、數(shù)據(jù)科學(xué)以及倫理與哲學(xué)推理。“賴登計(jì)劃”則強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“如何將人性融入機(jī)器學(xué)習(xí)”以及人工智能如何解決影響社會(huì)的復(fù)雜問題。2、加強(qiáng)人工智能教育師資培訓(xùn)

公立學(xué)校教師的正式許可和認(rèn)證流程由各州自行管理。隨著各州實(shí)施改革或更新測(cè)試、認(rèn)證或許可要求，其相關(guān)流程差異很大，甚至每年都有變化。私立學(xué)校或宗教學(xué)校在設(shè)定對(duì)教師的要求方面有更多的自主權(quán)，這導(dǎo)致了人工智能課程教育的差異性，并可能導(dǎo)致教師標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，進(jìn)而影響教學(xué)質(zhì)量。影響教師教授人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)課程效果的因素有多個(gè)方面，如社區(qū)支持群體、培訓(xùn)與職業(yè)開發(fā)或微認(rèn)證/證書。此外，無法獲得充分的人工智能教育資源也會(huì)降低師資培訓(xùn)水平。對(duì)此，某些州已經(jīng)花了多年時(shí)間整合學(xué)校的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，并開展相應(yīng)的教師培訓(xùn)。3、發(fā)揮私營(yíng)部門的作用美國的私營(yíng)部門通過開展不同項(xiàng)目支持中小學(xué)階段的計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能教育整合工作。CSET

分析發(fā)現(xiàn)，有

36

個(gè)私營(yíng)部門、非營(yíng)利組織及公私合作的此類項(xiàng)目，為美國的學(xué)生與教師提供人工智能課程、學(xué)習(xí)教材和會(huì)議等支持。例如，微軟慈善基金-

14

-會(huì)在大約

455

所高中運(yùn)營(yíng)了“學(xué)校技術(shù)教育與素養(yǎng)”（TEALS）項(xiàng)目，目標(biāo)是為條件不好的學(xué)生和學(xué)?！按蛟炜沙掷m(xù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)項(xiàng)目”。亞馬遜公司的“亞馬遜未來工程師”機(jī)構(gòu)支持向條件差的公立學(xué)區(qū)教師提供計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，目前已惠及超

55

萬名K-12

學(xué)生。除了將人工智能教育引入課堂外，私營(yíng)部門還為在課外學(xué)習(xí)人工智能提供了更多機(jī)會(huì)。據(jù)估計(jì)，約有

300

個(gè)不同的組織正在為

K-12

學(xué)生提供人工智能或計(jì)算機(jī)科學(xué)夏令營(yíng)，并在斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院和卡耐基梅隆大學(xué)等有競(jìng)爭(zhēng)力的大學(xué)舉辦。企業(yè)與組織機(jī)構(gòu)還通過提供課后項(xiàng)目、競(jìng)賽和獎(jiǎng)學(xué)金為

K-12

學(xué)生提供了學(xué)習(xí)人工智能的機(jī)會(huì)。某些項(xiàng)目還明確，專門惠及可能無法通過正式學(xué)校教育獲得人工智能教育機(jī)會(huì)的學(xué)生。此外，一些組織專門致力于解決計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的性別與種族差距，開展了如

Girls

Who

Code

（打造未來女性工程師）、

TECHNOLOchicas（激勵(lì)拉丁人創(chuàng)造技術(shù)的未來）、Black

Girls

CODE（鼓勵(lì)有色人種的年輕女性進(jìn)入科技市場(chǎng)）等項(xiàng)目。4、面臨的問題

美國各州之間人工智能教育的設(shè)計(jì)與開展差異較大，部分教育項(xiàng)目?jī)?yōu)先教授計(jì)算機(jī)科學(xué)、編程語言、數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)，還有的則強(qiáng)調(diào)人工智能應(yīng)用的社會(huì)與倫理影響等非技術(shù)領(lǐng)域，導(dǎo)致美-

15

-國學(xué)校難以統(tǒng)一界定“人工智能教育”，有限的資源也難以支撐對(duì)人工智能教育的投資以及為教師提供充足培訓(xùn)。例如，私營(yíng)企業(yè)

ReadyAI

的項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)人工智能非技術(shù)層面的教育，如藝術(shù)與多媒體；

Microsoft

TEALS

的課程專注于技術(shù)技能，如

Java

與

Python編程語言。此外，人工智能教育投資方面，由于各州采用的方法不一，導(dǎo)致教育者與教育部門負(fù)責(zé)人難以評(píng)估哪個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目更有效。雖然私營(yíng)部門與非營(yíng)利組織正努力在各州之間與州政府及職業(yè)教師協(xié)會(huì)進(jìn)行協(xié)調(diào)，但這些工作大部分都限于以指導(dǎo)、資源和建議標(biāo)準(zhǔn)的形式發(fā)揮作用。（二）高等教育階段的人工智能教育目前，美國各高校正在迅速增設(shè)高等教育的計(jì)算機(jī)科學(xué)或人工智能課程。據(jù)《2021

年人工智能指數(shù)報(bào)告》，過去四年，與人工智能相關(guān)的本科課程增長(zhǎng)

102.9%，研究生課程增長(zhǎng)

41.7%；自2015

年起，授予專攻人工智能的博士學(xué)位增長(zhǎng)

11%。除了設(shè)立人工智能課程以外，很多美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)正在人工智能高等教育領(lǐng)域優(yōu)先投資。例如，《2021

年國防授權(quán)法案》指示國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）為高等教育的人工智能計(jì)劃提供資金，在聘任教員、提供獎(jiǎng)學(xué)金、人工智能課程、認(rèn)證及其他成人學(xué)習(xí)和再培訓(xùn)項(xiàng)目方面增加支持。1、本科階段人工智能教育-

16

-

在本科階段，美國人工智能教育的整合水平不一，常常取決于機(jī)構(gòu)類型或行業(yè)合作的能力。在社區(qū)學(xué)院與技術(shù)學(xué)校層面，除了最近與亞馬遜、谷歌和

IBM

等公司的幾次行業(yè)合作外，很少有針對(duì)人工智能的教育計(jì)劃。此外，某些州擁有條件更好的社區(qū)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)教育資源，可能更好地整合人工智能課程。例如，超過10%的計(jì)算機(jī)科學(xué)副學(xué)士學(xué)位畢業(yè)生來自北弗吉尼亞州社區(qū)學(xué)院，這是幾家與亞馬遜合作開設(shè)云計(jì)算課程的社區(qū)學(xué)院之一?！?021

年人工智能指數(shù)報(bào)告》的數(shù)據(jù)顯示，很多大學(xué)已通過人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)專項(xiàng)課程擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)士學(xué)位。例如，斯坦福大學(xué)與加州理工學(xué)院都設(shè)立了有人工智能專項(xiàng)課程的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)士學(xué)位。伊利諾伊大學(xué)授予專攻人工智能、機(jī)器人和控制論的計(jì)算機(jī)工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位。明尼蘇達(dá)大學(xué)的人工智能專項(xiàng)課程方向包括人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器人系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺課程。加州大學(xué)圣地亞哥分校，通過其雅各布斯工程學(xué)院開設(shè)了專注人工智能領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位。此外，很多大學(xué)正在開放其人工智能教育內(nèi)容。例如，加州理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)都在向?qū)W生與一般大眾提供人工智能相關(guān)的線上課程。哈佛大學(xué)與麻省理工學(xué)院也通過其線上學(xué)習(xí)平臺(tái)

edX，提供免費(fèi)和低成本的人工智能教育。2、研究生階段人工智能教育-

17

-

與本科生課程相比，更多的研究生院都設(shè)有人工智能專業(yè)和學(xué)位，而不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位內(nèi)的人工智能專項(xiàng)課程，特別是在碩士研究生階段。例如，科羅拉多州立大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校與約翰霍普金斯大學(xué)都設(shè)有人工智能科學(xué)碩士學(xué)位。在博士生階段，某些學(xué)校提供人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)的博士學(xué)位，而很多其他學(xué)校采取的方法則是提供包含人工智能專項(xiàng)課程的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位。

在研究生階段，許多具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的美國大學(xué)在人工智能教育和研究方面處于領(lǐng)先地位，通常因產(chǎn)業(yè)界與政府之間的合作而知名。例如，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)項(xiàng)目在諸如自主性、機(jī)器人學(xué)、3D

打印等人工智能相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)與私營(yíng)部門和政府開展合作。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）是加州理工學(xué)院科學(xué)研究生與博士后研究員人工智能項(xiàng)目的資助方，該項(xiàng)目是一個(gè)研究人工智能的交叉學(xué)科項(xiàng)目。麻省理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室被認(rèn)為是人工智能創(chuàng)新的中心，擁有近

36

個(gè)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的研究團(tuán)隊(duì)、研究中心與研究組?？偨Y(jié)來說，在研究生階段，美國能夠吸引并培養(yǎng)出頂級(jí)人工智能人才。3、發(fā)揮私營(yíng)部門的作用

私營(yíng)部門正在協(xié)助開發(fā)高等教育階段的人工智能教育課程設(shè)計(jì)，包括認(rèn)證和在線學(xué)習(xí)課程，以及兩年制和四年制學(xué)位。例如，-

18

-IBM

正在與線上學(xué)習(xí)平臺(tái)

Simplilearn

合作開展人工智能認(rèn)證。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在學(xué)習(xí)平臺(tái)

edX

上提供機(jī)器學(xué)習(xí)課程，而谷歌則與Udacity

開展了類似的合作，并在其線上教育平臺(tái)上提供深度學(xué)習(xí)課程。產(chǎn)業(yè)界與高校之間的合作也在進(jìn)行。例如，亞馬遜正在與弗吉尼亞州社區(qū)學(xué)院系統(tǒng)及

6

所弗吉尼亞州的大學(xué)合作，教授學(xué)生云計(jì)算課程。2020

年，

NSF

宣布資助一項(xiàng)行業(yè)和政府聯(lián)合的人工智能倡議計(jì)劃，包括美國農(nóng)業(yè)部、國家糧農(nóng)研究所、美國國土安全部科學(xué)技術(shù)局、美國交通部聯(lián)邦高速公路局。該計(jì)劃設(shè)立了

18

所新的人工智能研究所，并支持人工智能教育。產(chǎn)業(yè)界埃森哲公司、亞馬遜、谷歌、英特爾等為這些研究所投資

1.6

億美元，支撐網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、生物、倫理、農(nóng)業(yè)等一系列跨學(xué)科人工智能研究。三、中美人工智能人才隊(duì)伍競(jìng)爭(zhēng)力比較分析（一）中國的優(yōu)勢(shì)與問題分析

過去十年，中國科技人才的培養(yǎng)在近、中、長(zhǎng)期戰(zhàn)略規(guī)劃方面都取得了顯著進(jìn)步，中國已相當(dāng)有效地將人工智能教育與培訓(xùn)納入到人才隊(duì)伍培養(yǎng)的各個(gè)階段。圖

4

顯示了中美兩國教育各階段的入學(xué)人數(shù)。研究生階段之前，中國都保持了累計(jì)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，在這以后美國則略占上風(fēng)，但其中包含了約占美國研究生總?cè)藬?shù)-

19

-14%的外國留學(xué)生。從計(jì)算研究生占各國總?cè)丝诘谋壤嵌瓤矗绹赃b遙領(lǐng)先。注：某些美國學(xué)區(qū)將初級(jí)學(xué)校分為“小學(xué)”、“中學(xué)”或“初級(jí)高中”。中學(xué)與初級(jí)高中通常包含

6-8

年級(jí)或

7-8

年級(jí)。中國高等教育入學(xué)人數(shù)不含成人或網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)構(gòu)。來源：2020年教育統(tǒng)計(jì)摘要，美國國家教育統(tǒng)計(jì)中心；2020中國統(tǒng)計(jì)年鑒圖

4：2019

年美國與中國總?cè)雽W(xué)人數(shù)

雖然美國在研究生入學(xué)人數(shù)方面領(lǐng)先，但

STEM

的研究生入學(xué)人數(shù)方面并不占優(yōu)。事實(shí)上，在過去五年，中國在

STEM

高等教育上的領(lǐng)先有所擴(kuò)大。如圖

5

所示，中國畢業(yè)的科學(xué)與工程學(xué)博士生要多于美國的

STEM

博士生，很明顯中國的高級(jí)學(xué)位更重視這些學(xué)科。2019

年，中國授予的博士生中有

59%，碩士生中有-

20

-41%屬于這兩個(gè)領(lǐng)域，與此相比，美國的博士生學(xué)位僅有

16%是STEM

領(lǐng)域。-

21

-來源：2020

年教育統(tǒng)計(jì)摘要，美國國家教育統(tǒng)計(jì)中心；中國教育部圖

5：中國比美國擁有更多的

STEM

高等教育學(xué)位

對(duì)中國來說，要建成一支接受更均等教育的全國性人工智能人才隊(duì)伍，最大的障礙是戶籍制度。盡管中國還在改革，戶籍制度是基于個(gè)人戶口所在地而非實(shí)際居住地來提供分層社會(huì)福利，這將減少農(nóng)村戶口的青少年獲得優(yōu)質(zhì)教育的機(jī)會(huì)。相對(duì)于鄉(xiāng)村地區(qū)，城市居民更可能享有積極的代際流動(dòng)性。源于城鄉(xiāng)差距的不平等也影響了中國的人工智能教育渠道。例如，財(cái)力雄厚的北京中小學(xué)能夠打造出

3D

打印和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，而貧困地區(qū)在低齡教育階段可能沒有這樣的優(yōu)勢(shì)，或缺少接受過充分培訓(xùn)的教師。盡管中國教育部從

2018

年秋季起將人工智能教育納入高中必修課，但條件較差地區(qū)的學(xué)生可能無法接受高質(zhì)量的人工智能教育，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)字鴻溝和經(jīng)濟(jì)不平等的加劇。

在師資質(zhì)量方面，中國面臨同樣的城鄉(xiāng)不平衡問題。在較貧困地區(qū)，學(xué)生教師人數(shù)比更高，且教師人才流向更發(fā)達(dá)地區(qū)的現(xiàn)象較為普遍。對(duì)此，中國政府正在落實(shí)相關(guān)政策，如招聘大學(xué)畢業(yè)生到中西部鄉(xiāng)村學(xué)校任教三年，并要求大中城市教師定期到鄉(xiāng)村學(xué)校短期工作等，同時(shí)鄉(xiāng)村教師也可申請(qǐng)繼續(xù)學(xué)習(xí)，在師資培訓(xùn)機(jī)構(gòu)接受培訓(xùn)。此外，至于中國的人工智能教育能否刺激創(chuàng)造性思維和團(tuán)隊(duì)-

22

-精神，或者是僅僅止步于讓學(xué)生執(zhí)行重復(fù)性的設(shè)計(jì)“簡(jiǎn)單算法”任務(wù)，其實(shí)施效果還有待觀察。（二）美國的優(yōu)勢(shì)與問題分析美國將人工智能納入其培養(yǎng)渠道的工作成效可謂良莠不齊。有部分

K-12

人工智能教育工作脫穎而出，如昆內(nèi)特縣擁有第一所開設(shè)人工智能教育的美國公立高中，該縣開展計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的學(xué)校數(shù)量也在增加。此外，數(shù)據(jù)顯示，NSF

資助的

2016

先修計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（AP

CSP）課程讓更多來自不同群體的學(xué)生能夠在高中和中學(xué)后教育階段學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)。然而，整體而言，美國

K-12

教育體系對(duì)人工智能教育的整合仍不均衡，在質(zhì)量與機(jī)會(huì)方面的不平等仍根深蒂固。在高等教育階段，美國的優(yōu)勢(shì)更為突出。NSF

對(duì)

18

所新的人工智能研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行的跨機(jī)構(gòu)項(xiàng)目征集活動(dòng)，反映出政府與私營(yíng)企業(yè)間的合作正在加強(qiáng)。此外，規(guī)模較大的公立大學(xué)與私立大學(xué)通常擁有更多的資源和更強(qiáng)的動(dòng)力維持具有競(jìng)爭(zhēng)力的高質(zhì)量教育。多家教育機(jī)構(gòu)通過人工智能專項(xiàng)課程補(bǔ)充了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，或增設(shè)了人工智能學(xué)位與專業(yè)。盡管如此，我們注意到，對(duì)于不少

K-12

早期未接觸過人工智能教育的年輕人來說，他們對(duì)從事

STEM

領(lǐng)域的工作缺乏興趣。另一個(gè)美國人工智能教育的挑戰(zhàn)是難以招聘到具備計(jì)算機(jī)科-

23

-學(xué)或人工智能專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)的教師，因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界對(duì)該類人才更具吸引力，這就導(dǎo)致了美國課堂教授計(jì)算機(jī)科學(xué)或人工智能課程的質(zhì)量鴻溝。此外，某些學(xué)區(qū)不提供計(jì)算機(jī)科學(xué)或人工智能領(lǐng)域的帶薪教師培訓(xùn)，而且即便有條件提供，正如

CSTA

描述的那樣，計(jì)算機(jī)科學(xué)認(rèn)證流程混亂且標(biāo)準(zhǔn)不一。另外，在低收入校區(qū)，教師可能已任教多門學(xué)科，讓這些教師再多教一門計(jì)算機(jī)科學(xué)或人工智能課程并不可行。（三）對(duì)美國人工智能人才競(jìng)爭(zhēng)力的影響分析

通過集中、系統(tǒng)的方式推行各階段的人工智能教育，中國形成了有力的人工智能人才隊(duì)伍中期培養(yǎng)渠道。不過，建成長(zhǎng)期渠道還面臨著人口快速老齡化的重要障礙。此外，中國軍民融合（MCF）的發(fā)展有助于增強(qiáng)其軍事競(jìng)爭(zhēng)力。此前

CSET

的研究發(fā)現(xiàn)，中國國防工業(yè)的國有企業(yè)招聘的畢業(yè)生有四分之三來自“國防七子”，使這些具備人工智能技能與能力的畢業(yè)生直接加入中國的國防人才隊(duì)伍。

美國得益于其教育和培訓(xùn)體系的自由與靈活性，使得各州和當(dāng)?shù)卣軌蛟谄浣逃I(lǐng)域自由創(chuàng)新。這將創(chuàng)造機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性課程設(shè)計(jì)、新的教育方式的整合，且有助于鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能并與之互動(dòng)。相似地，多源資助模式吸引了大量相關(guān)方，有助于學(xué)校提供更多樣化的學(xué)習(xí)和課內(nèi)外體驗(yàn)，并進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)新。-

24

-但同時(shí)，這種模式與中國教育部直接指示私營(yíng)部門參與人工智能教育相比更缺乏系統(tǒng)性，導(dǎo)致人工智能教育標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一。

此外，各學(xué)區(qū)在資金方面的差距會(huì)導(dǎo)致教育不平等，同時(shí)現(xiàn)有的撥款結(jié)構(gòu)限制了制定長(zhǎng)期規(guī)劃的能力。不是所有的州都能夠妥善利用當(dāng)前治理和撥款結(jié)構(gòu)內(nèi)在的靈活性。某些州擁有更多資源，更能獲得高質(zhì)量的師資，更重視人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。另一個(gè)挑戰(zhàn)是多源或分散的資助計(jì)劃難以追蹤、鑒定和擴(kuò)展，限制了那些特別成功或具有創(chuàng)新性的項(xiàng)目擴(kuò)大影響范圍。

另