義務(wù)教育階段開設(shè)人工智能教育課程深究

李新

摘 要：開發(fā)中小學(xué)人工智能課程是我國《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出的基礎(chǔ)教育課程建設(shè)的新課題。人工智能課程應(yīng)致力于培養(yǎng)中小學(xué)的“創(chuàng)造力、人文素養(yǎng)和計算思維”等核心素養(yǎng)，可按照基礎(chǔ)體驗、興趣培養(yǎng)、自主探究、專業(yè)學(xué)習(xí)等層級由淺入深規(guī)劃課程內(nèi)容，基于其綜合實踐活動課程的性質(zhì)定位，配套建設(shè)基于人工智能技術(shù)的數(shù)字化教學(xué)軟件平臺和項目驅(qū)動式創(chuàng)新學(xué)習(xí)教學(xué)模式基于對人工智能課程的理論認(rèn)識，以取得積極的成果。

關(guān)鍵詞：人工智能;中小學(xué)教育;課程開發(fā);解決方案

人工智能技術(shù)一直受到人們密切的關(guān)注，它已經(jīng)融入了現(xiàn)代社會中的各行各業(yè)，成為推動當(dāng)今時代發(fā)展的重要力量。人工智能教育也在迅速發(fā)展，成為教育領(lǐng)域重點研究和發(fā)展的主題。國務(wù)院在2017年7月20日發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出“實施全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣”，從而進(jìn)一步鼓勵中小學(xué)開設(shè)人工智能課程。由此，本研究對人工智能課程開設(shè)情況的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析研究，在此基礎(chǔ)上提出促進(jìn)中小學(xué)人工智能課程開設(shè)的解決方案。

一、中小學(xué)開啟人工智能的關(guān)鍵問題

1.缺乏統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)

中小學(xué)實施人工智能課程應(yīng)有統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)，這是中小學(xué)實施人工智能課程的先決問題。學(xué)生的年齡差異和基礎(chǔ)不同決定了中小學(xué)人工智能課程目標(biāo)的階段性和差異化，各學(xué)段應(yīng)有自己的特點。當(dāng)前最緊迫的工作是盡快組織研究制定全國性的中小學(xué)人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)，明確各學(xué)段課程目標(biāo)、內(nèi)容、具體教學(xué)要求和條件保障。在全國性課程標(biāo)準(zhǔn)出臺之前，各地區(qū)不應(yīng)等待觀望，而應(yīng)根據(jù)實際情況組織開發(fā)人工智能校本課程。

2.課程實施的師資隊伍嚴(yán)重不足

教師隊伍是實施中小學(xué)人工智能課程的根本。目前全國只有十幾所科研院所和高校從事人工智能研究和人才培養(yǎng)，多數(shù)師范院校未設(shè)有人工智能專業(yè)和課程，每年輸出人工智能學(xué)科人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足每年巨大的市場需求，而且集中在北京、上海、廣州、天津、杭州、南京等發(fā)達(dá)城市。在這樣的背景下，中小學(xué)校很難招到理想的課程教師，嚴(yán)重制約了人工智能課程的開設(shè)和實施。師資的缺乏，已成為當(dāng)前中小學(xué)實施人工智能課程面臨的最大挑戰(zhàn)。

二、中小學(xué)開設(shè)人工智能課程的實踐

學(xué)校梳理了金字塔形的中小學(xué)人工智能教育課程體系，構(gòu)建了基于人工智能技術(shù)發(fā)展框架的計算智能、感知智能、認(rèn)知智能、創(chuàng)新等幾個層次相對應(yīng)的中小學(xué)人工智能教育課程體系。

具體說，義務(wù)教育階段的人工智能課程，可以大致分成低、中、高三個學(xué)段來設(shè)計。第一，以“基礎(chǔ)體驗”為特征的低階人工智能課程。在小學(xué)1～3年級可開設(shè)低階人工智能課程，這一階段的課程內(nèi)容重在讓小學(xué)生對人工智能有所接觸、了解和體驗，具體可以人工智能知識類故事、計算機(jī)及通用軟件基本操作、游戲化機(jī)器人體驗、游戲化教學(xué)課程為主。第二，以“興趣培養(yǎng)”為特征的中階人工智能課程。在小學(xué)4～6年級可開設(shè)旨在培養(yǎng)學(xué)生人工智能興趣的中階人工智能課程，可以涉及使用不同的教具進(jìn)行想象力轉(zhuǎn)化創(chuàng)作、融入人文精神的主題式創(chuàng)意物化、初步的團(tuán)隊合作、可視化編程、初級機(jī)器人編程、游戲化Python編程語言等課程內(nèi)容。第三，以“自主探究”為特征的高階人工智能課程。在初中7～9年級可開設(shè)突出“自主探究”精神的高階人工智能課程，初中學(xué)生已經(jīng)具有較強(qiáng)的自我意識和學(xué)習(xí)能力，因此可采用以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生特點和興趣開展自主設(shè)計創(chuàng)作、初級論文撰寫等團(tuán)隊項目、初級專業(yè)編程語言等課程。簡言之，在義務(wù)教育階段，人工智能課程的內(nèi)容重點是關(guān)于人工智能的基礎(chǔ)知識、人工智能的初步體驗以及人工智能技術(shù)的簡單探究等，其目的主要是幫助學(xué)生親近、感受、關(guān)注和初步探究人工智能。

三、總結(jié)與思考

中小學(xué)人工智能課程體系的建構(gòu)與完善，需要政府、科研院所、中小學(xué)校及廣大師生共同探討和實踐，只有多方共同努力，才能讓祖國的下一代跟上人類社會和科學(xué)技術(shù)前進(jìn)的步伐，更好地適應(yīng)和引領(lǐng)人工智能時代。當(dāng)前，我們期望與大家共同努力，進(jìn)一步切實推進(jìn)人工智能課程建設(shè)。具體說：

第一，進(jìn)一步加強(qiáng)人工智能課程的頂層設(shè)計，制訂好課程標(biāo)準(zhǔn)并快速推廣中小學(xué)生人工智能課程的實踐。

第二，進(jìn)一步組織更多專業(yè)教研力量，積極開展人工智能課程的師資培養(yǎng)、教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)模式創(chuàng)新、技術(shù)平臺開發(fā)等專業(yè)問題的研究和實踐，積累有效經(jīng)驗，壯大隊伍力量。

第三，積極引進(jìn)外部資源和技術(shù)力量，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展，深度開發(fā)基于人工智能的教育技術(shù)平臺，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+教育的深度結(jié)合。

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編輯 溫雪蓮