我國中小學人工智能教育的現(xiàn)狀與反思

趙麗

[摘 要] 隨著教育改革的不斷推行，人工智能教育在我國中小學教育中的初步開展和應用已經(jīng)有多年。但是，由于人工智能教育的起步較晚，所以在其應用過程中還有許多不足之處，需要改進加強和完善。基于有關(guān)的研究對我國中小學人工智能教育開展的現(xiàn)狀進行分析，并就提高中小學人工智能教育質(zhì)量的策略進行探討。

[關(guān) 鍵 詞] 中小學；人工智能教育；現(xiàn)狀；反思

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）13-0262-02

人工智能是計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，人工智能的發(fā)展將深刻改變社會生產(chǎn)生活。2017年國務院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了我國人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略目標。同時要求在中小學開設人工智能相關(guān)課程。在中小學教育中引入人工智能教育，可提高學生人工智能的知識和能力水平，適應未來的生活；也可提高中小學教育的現(xiàn)代化水平。但是，我國的中小學人工智能教育仍然存在許多局限，其在應用過程中還存在許多需要改進的地方，需要不斷對其進行優(yōu)化。本文對人工智能教育的現(xiàn)狀作一初步分析，并提出改進意見。

一、人工智能與人工智能教育

人工智能是一個新的研究領(lǐng)域，研究者對人工智能的定義主要有兩類，一類是從科學的角度對人工智能作出解釋，一類是從功能的角度出發(fā)給出人工智能的概念。從科學角度，研究者認為人工智能屬于科學的一個分支，其不僅涉及對智能機器及智能系統(tǒng)的研究、設計，還涉及其應用環(huán)節(jié)。智能科學、計算機科學是并行的學科。從功能角度，研究者認為人工智能是指智能機器所執(zhí)行的各項功能，且這些功能都與人類智能之間存在緊密的關(guān)系，如學習功能、感知功能、理解功能、識別功能等，所以人工智能又被稱為機器智能。也有的研究者認為人工智能的主要功能是使計算機具備思維能力，使機器擁有智力。還有的研究者則認為人工智能能夠執(zhí)行人類智能，其是一種創(chuàng)造性的機器技術(shù)等。

人工智能教育是在學校對學生開展人工智能方面的教育，人工智能是教育的內(nèi)容或課程。中小學人工智能教育需要具備三個條件，一是教師，二是教材，三是教具，所以要提高中小學人工智能教育質(zhì)量，就必須不斷完善這三個條件，以推動中小學教育的現(xiàn)代化發(fā)展和改革。

二、我國中小學人工智能教育的現(xiàn)狀

（一）中小學人工智能教育課程開設現(xiàn)狀

中小學階段的人工智能教育所涉及的課程主要有程序設計、機器人、人工智能課程和講座等。目前，許多小學的人工智能課程都設置為選修課程，只有極少部分人工智能課程會作為必修課程來開設。比如，《程序設計》《機器人》《人工智能》等課程是小學階段開設的與人工智能有關(guān)的課程，但只有部分學校開設有這些課程。在開設人工智能教育課程的學校中，大部分的課程供給都是以興趣或競賽為主導的，極少部分的學生會參與這些課程的學習。由此可見，人工智能教育在小學階段并沒有得到普及，要實現(xiàn)人工智能教育的大力推行，還需要很長的時間。而各中學雖然也開設有部分與人工智能有關(guān)的課程，但課程比例設置卻不夠合理。比如，與程序設計有關(guān)的課程，只有少數(shù)信息技術(shù)學科背景比較強大的學校有比較成熟的課程體系，但也有部分中學沒有開設程序設計類課程。同時，有部分學校以人工智能為主題開設講座，這說明部分學校開始對人工智能教育給予一定程度的關(guān)注。從承擔課程的教師方面來看，大部分中小學校的人工智能教學是由計算機與科技輔導教師擔任的，說明中小學校在人工智能專業(yè)教師方面比較缺乏，師資力量比較薄弱，會對中小學人工智能教育的發(fā)展形成制約。

（二）中小學生對人工智能的體驗與認知現(xiàn)狀

首先，從學生了解人工智能的途徑來看，小學生主要從三條途徑了解人工智能，一是大眾傳媒；二是實際生活體驗，以及在相關(guān)的使用中對人工智能的應用有一定的認識；三是學校會舉辦一些與人工智能有關(guān)的講座，開設相關(guān)的課程，學生從中能夠了解到人工智能的發(fā)展情況。而中學生了解人工智能的途徑主要是各種新聞媒體，閱讀一些科普讀物，觀看相關(guān)的影視，或者玩與人工智能有關(guān)的游戲。另外，一些中學會開設人工智能課程，學生通過對這些課程的學習，也能了解到與人工智能有關(guān)的知識。其次，從學生對人工智能的認知和理解情況來看，許多小學生只對人工智能的概念有模糊的認識，但并不了解其原理，所以要使小學生對人工智能有清晰的認識和理解，還需要花費更多的時間和精力。對人工智能的具體內(nèi)容比較了解的中學生也只是少部分，了解人工智能的具體應用或者相關(guān)應用案例的學生也所占比例也不高。比如，中學生主要是通過日常課堂、興趣小組、校外機構(gòu)、以機器人為載體等方式學習程序設計課程的。但學生在學習過程中對人工智能的認知度卻不高。這是因為雖然人工智能在生活中有不少直接的應用，但人工智能的相關(guān)內(nèi)容卻與中學生的認知之間沒有建立良好的連接，在已開設的人工智能教育課程中，也很少涉及人工智能的核心內(nèi)容和核心算法。

（三）中小學生對人工智能的情感與態(tài)度現(xiàn)狀

大部分的小學生都比較愿意學習與人工智能有關(guān)的課程，也愿意在未來從事與人工智能相關(guān)的職業(yè)。所以只要學校能夠合理地開設人工智能課程，為學生提供更多的學習時間和空間，那么學生參與人工智能教育的積極性會更高，參與的學生也會更多。并且，大部分小學生都對人工智能持積極態(tài)度。從中學生方面來看，雖然許多學生缺乏對人工智能的有效認知，但其比較愿意學習與之相關(guān)的課程。所以，學校要合理開設人工智能課程，教育部門則要從政策和資金方面給予人工智能教育一定的支持，為學生打好人工智能的知識能力基礎，使他們能夠適應未來人工智能應用的場景，或成為人工智能發(fā)展的核心力量，在未來推動我國人工智能行業(yè)的發(fā)展。

三、提高我國中小學人工智能教育質(zhì)量的策略

（一）對中小學人工智能課程進行合理定位

要提高我國中小學人工智能教育質(zhì)量，首先就要在人工智能課程中找準定位，確定教學目標。比如，在對人工智能教學目標進行定位時，要對教學目標的指向作出明確的規(guī)定?？梢詫⑷斯ぶ悄苷n程定位為科學類課程，向中小學生傳授人工智能科學知識；或者將其定位為技術(shù)類課程，讓學生通過對課程的學習掌握人工智能相關(guān)的技術(shù)技能。由于人工智能科學所涉及的內(nèi)容非常豐富，包括腦科學、認知心理學等，其專業(yè)性非常強，所以中小學人工智能課程的目標最好定位為人工智能技術(shù)，即通過對學生的培養(yǎng)，使其掌握該領(lǐng)域內(nèi)的最基本的技術(shù)技能。如，可以讓學生對人工智能技術(shù)產(chǎn)品進行體驗，中學生則可以掌握基本的編程方法，學會正確地控制智能設備。

（二）合理安排人工智能課時

目前，我國中小學人工智能教育效果不理想，主要是因為許多中小學校將人工智能課程設置為選修課，沒有對學生進行正式的人工智能教育，學生學習人工智能課程的時間不足。所以，為達到更好的教學效果，中小學校就需要增加人工智能課時，為學生提供更多的學習機會。比如，在《義務教育課程設置實驗方案》中規(guī)定，在9年義務教育中，學校的總課時數(shù)應達到9522節(jié)，小學一年級和二年級，每周應安排26節(jié)課，三年級到六年級每周的課時應達到30節(jié)，初中階段的課時總數(shù)應為2700節(jié)，即每周應安排26節(jié)課。而高中階段最主要是前5個學期在學習，最后一學期為復習，所以每周的課時數(shù)為28～29節(jié)，即每天的課時數(shù)要達到6～7節(jié)。所以，如果要將人工智能課程設置為中小學的必修課程，則必須在這些課時中進行調(diào)整，適當減少其他學科時間，增加人工智能課程時間。

（三）增強學校的人工智能教育師資力量

在中小學人工智能教育中，教師不僅要具備較高的教學素養(yǎng)和組織教學能力，還應掌握信息技術(shù)、人工智能的相關(guān)知識，了解人工智能的應用案例，懂得人工智能的簡單核心算法，并將這些知識傳授給學生。在實現(xiàn)人工智能的過程中，需要借助一定的硬件設備，而教師要掌握這些設備的操作方法，引導學生對設備進行實際操作，從而強化學生對人工智能的認識。所以，中小學校要重視人工智能教育師資隊伍的建設，通過提升教師的素質(zhì)來促使學生的進步。比如，人工智能教師要了解創(chuàng)客教育、機器人教育、STEAM教育的教學內(nèi)容，學習人工智能知識的講授方法，掌握線上人工智能應用體驗，以及在線程序設計體驗等，在實際的人工智能教育教學中，教師才能更加深刻地為學生講解人工智能知識，促使學生的進步。高等院校要加強人工智能專業(yè)學科建設，培養(yǎng)一批從事人工智能教育的教師，為中小學開展人工智能教育服務。

綜上所述，在對我國中小學生進行人工智能教育時，要對中小學人工智能課程進行合理定位，將其定位為技術(shù)類課程，重點培養(yǎng)學生的人工智能技術(shù)技能。同時，要合理安排人工智能課時，增強學校的人工智能教育師資力量，為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境，從而提高我國中小學人工智能教育質(zhì)量。

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