中小學(xué)人工智能課程教學(xué)的優(yōu)化策略探析

劉靜　鄭蕾

摘要：隨著人工智能的飛速發(fā)展，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，廣州、深圳等地率先在中小學(xué)試點(diǎn)人工智能課程，各地在開展人工智能課程的過程中，面臨著思想認(rèn)識(shí)不足、教學(xué)條件有限、教材匱乏等諸多困難。本文通過分析人工智能課程在中小學(xué)實(shí)踐中的困境，提出了解決問題的對(duì)策，以期為提升人工智能課程教學(xué)的有效性做出努力。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)人工智能優(yōu)化策略有效性

2015年6月我國(guó)將人工智能列為重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)，2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)并實(shí)施了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。當(dāng)前，人工智能的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，各國(guó)將人工智能作為綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。在中小學(xué)階段開設(shè)人工智能課程，普及全民人工智能教育，對(duì)培養(yǎng)人工智能尖端人才具有重要的戰(zhàn)略意義。2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，提到要全面提升信息素養(yǎng)，完善課程方案和標(biāo)準(zhǔn)，添加人工智能和編程方面的內(nèi)容，以適應(yīng)信息化、智能化時(shí)代的發(fā)展需要。自該文件實(shí)施后，廣州、深圳兩地率先開展人工智能課程試點(diǎn)，這是對(duì)人工智能課程的一個(gè)積極探索。本文以中小學(xué)階段的學(xué)生為研究對(duì)象，探索人工智能課程在教學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀、問題以及對(duì)策，為廣大一線教師提供教學(xué)參考，以共同促進(jìn)人工智能課程在中小學(xué)教學(xué)中的普及和發(fā)展。

一、人工智能課程在中小學(xué)階段的發(fā)展現(xiàn)狀和問題

人工智能課程在中小學(xué)的試點(diǎn)時(shí)間較短，筆者通過搜索引擎能查找到的關(guān)于中小學(xué)人工智能課程的資料極少，這反映了人工智能課程在中小學(xué)目前還處于起步階段。筆者經(jīng)調(diào)查，歸納總結(jié)現(xiàn)階段人工智能課程開展所面臨的問題如下：

（一）思想認(rèn)識(shí)不深

人工智能對(duì)于大多數(shù)中小學(xué)生來說是一個(gè)新鮮事物，既神秘又深?yuàn)W。同時(shí)教師普遍對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)不夠深入。在淺顯地了解了人工智能的部分理論、應(yīng)用知識(shí)后就給學(xué)生開展人工智能的教學(xué)顯然是不切實(shí)際的。甚至還有部分教師對(duì)人工智能的理解存在偏差，這不利于教師向?qū)W生正確地宣傳人工智能的趨勢(shì)和未來，阻礙了人工智能課程在中小學(xué)課堂的全面推廣。

（二）教學(xué)條件不足

在人工智能課程中，除了互聯(lián)網(wǎng)之外還需要智能硬件、軟件的輔助才能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)。例如，可跟蹤臉部的視覺攝像頭、高傳輸速率的5G模塊等。但是，目前的中小學(xué)信息化教學(xué)設(shè)備較為簡(jiǎn)陋，一般只有計(jì)算機(jī)這樣的傳統(tǒng)設(shè)備，在這種缺乏人工智能實(shí)驗(yàn)設(shè)備的背景下，人工智能課程很難順利開展。另外，如果學(xué)校不重視對(duì)于硬件、軟件方面的資金投入，教師在有限的條件下就很難開展教學(xué)。

（三）專業(yè)教材不全

人工智能課程在中小學(xué)尚處于普及推廣階段，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系都仍需探索，缺乏成熟的教輔材料可供使用。現(xiàn)階段的中小學(xué)教師只能從網(wǎng)絡(luò)上尋找一些經(jīng)典的案例或者項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容，但是，這樣的教學(xué)不一定適合中小學(xué)學(xué)生對(duì)于人工智能知識(shí)的需求，研究如何將人工智能教學(xué)同學(xué)生的生活緊密聯(lián)系，建立科學(xué)性、系統(tǒng)性的教學(xué)體系是當(dāng)前教師面臨的一個(gè)重要難題。

（四）教學(xué)成效不高

在中小學(xué)人工智能課程教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于信息技術(shù)知識(shí)掌握程度不夠，大部分學(xué)生覺得人工智能的理論深?yuàn)W難懂，長(zhǎng)期下去容易對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)失去耐心和動(dòng)力。學(xué)生更加傾向于通過自己動(dòng)手實(shí)踐，操作人工智能設(shè)備，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。因此，幫助學(xué)生掌握人工智能的理論知識(shí)，提升實(shí)踐操作水平是每一位教師需要考慮的問題。

二、優(yōu)化中小學(xué)人工智能課程的對(duì)策

（一）提高思想認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化能力提升

對(duì)于中小學(xué)階段學(xué)生來說，人工智能的學(xué)習(xí)主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：一是初步認(rèn)識(shí)人工智能的概念、人工智能的發(fā)展歷史等;二是了解人工智能主要的發(fā)展領(lǐng)域、運(yùn)用場(chǎng)景以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要影響。因此，教師在開展人工智能教學(xué)時(shí)要幫助學(xué)生建立正確的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到中小學(xué)人工智能課程是一門具有前沿性、實(shí)踐性、發(fā)展性的課程，幫助學(xué)生建立跨學(xué)科的思維，鍛煉其動(dòng)手實(shí)踐能力。在師資隊(duì)伍建設(shè)方面，各校要積極組織教師參加省市區(qū)組織的專項(xiàng)培訓(xùn)。教師間要加大人工智能課程方面的交流，刻苦鉆研、學(xué)習(xí)，掌握更豐富的人工智能方面的知識(shí)，在人工智能課程設(shè)計(jì)上做到更加細(xì)致、專業(yè)、高效。同時(shí)，要加強(qiáng)人工智能普及與宣傳，讓家長(zhǎng)、社會(huì)對(duì)人工智能有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，支持鼓勵(lì)學(xué)生參與到人工智能課程的學(xué)習(xí)中。

（二）普及軟硬件設(shè)施，豐富教學(xué)資源

人工智能課程的開展離不開硬件和軟件的配合，硬件是人工智能實(shí)施的載體，而軟件就是人工智能的“大腦”。學(xué)校要加大對(duì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能硬件方面的投入，建立專用的人工智能實(shí)驗(yàn)室，在空間布局上以小組為單位建立討論區(qū)，劃分活動(dòng)區(qū)、展示區(qū)等。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配置高性能計(jì)算機(jī)、移動(dòng)手持終端、3D打印機(jī)、傳感器、攝像頭等智能硬件，在軟件上配置電子教師管理系統(tǒng)、語言控制系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)、視覺處理系統(tǒng)等。另外，在教學(xué)的過程中，還需要配套相應(yīng)的信息化教學(xué)資源，如微課、視頻、電子資料等，讓教學(xué)變得更加豐富、高效。

（三）緊跟時(shí)代潮流，創(chuàng)新教材編寫

人工智能技術(shù)最終的發(fā)展目的是運(yùn)用于生產(chǎn)生活，為我們的衣食住行提供便利。因此，在編寫人工智能教材、實(shí)施教學(xué)時(shí)，應(yīng)將知識(shí)的學(xué)習(xí)融入到活動(dòng)、問題、思考之中，盡量選擇與中小學(xué)學(xué)生生活相近的案例或者項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容，如人工智能中的人臉識(shí)別技術(shù)、智能掃地機(jī)器人、無人駕駛等，利用這些學(xué)生感興趣的事物來闡釋人工智能的原理，避免直白、空洞地講解理論知識(shí)。另外，各省市可以根據(jù)本地區(qū)的特點(diǎn)，組織專家到教學(xué)一線開展調(diào)研工作，吸納教師對(duì)于現(xiàn)有教材的建議和意見，與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)對(duì)現(xiàn)有教材做出補(bǔ)充或者修改，緊跟時(shí)代發(fā)展的潮流，適應(yīng)人工智能蓬勃發(fā)展的變化需求。

（四）保障課程時(shí)間，靈活課堂形式

在應(yīng)試教育的背景下，學(xué)習(xí)時(shí)間不足已經(jīng)成為阻礙人工智能課程在中小學(xué)普及的一大障礙，學(xué)校在課程安排上應(yīng)當(dāng)保證每周至少一節(jié)課的時(shí)間。教師要科學(xué)、合理地分配理論和實(shí)踐課程的比例，把握教學(xué)重點(diǎn)，確保每一節(jié)課都能高效、高質(zhì)量完成。人工智能是一門極具創(chuàng)造性和實(shí)踐性的課程，教師在傳授完理論知識(shí)之后，要注重聯(lián)系實(shí)際，倡導(dǎo)在“做中學(xué)”，靈活地運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂、小組協(xié)作、深度學(xué)習(xí)等教學(xué)模式，提高學(xué)生使用人工智能解決問題的能力。要讓學(xué)生盡量接觸到目前最為先進(jìn)的人工智能科技，如語音識(shí)別、VR、人機(jī)交互等。

結(jié)語

作為教師，我們要深刻認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)人工智能人才的重要性，努力豐富自身在人工智能領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，積極應(yīng)對(duì)中小學(xué)人工智能教學(xué)中出現(xiàn)的問題并提出對(duì)策，促進(jìn)中小學(xué)人工智能課程的普及和開展。

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責(zé)任編輯：唐丹丹F0C3FF2E-AF10-4176-B2EA-13349B00E34F