農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程困境與對策探析

摘要：為了抓住發(fā)展的新機遇、奪得新技術的制高點，在義務教育階段開設人工智能教育課程十分重要，是時代發(fā)展對義務教育提出的新要求。農(nóng)村義務教育是義務教育的主力軍和中堅力量，開設人工智能教育課程是農(nóng)村義務教育學?？s小與城市義務教育學校教育質(zhì)量差距的新起點。文章闡述農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程的作用，剖析農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程面臨的困境，并提出相應解決辦法，以供相關教育工作者參考。

關鍵詞：人工智能課程；農(nóng)村學校；義務教育；全民智能教育；課程建設

中圖分類號：G623.58；G633.67；TP18文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）22-0057-04

基金項目：四川義務教育高質(zhì)量發(fā)展研究中心2022年度立項項目（編號：YWYB-2022-12）

國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出，人工智能已成為國際競爭的新焦點，我國必須抓住這個新機遇、迎接這個新挑戰(zhàn)來提升綜合國力。為搶抓這個新技術的制高點，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出了多項保障措施。第六條保障措施中明確指出，要實施全民智能教育項目，要在義務教育階段設置人工智能相關課程、推廣編程教育等。為適應時代發(fā)展的新要求，義務教育作為培養(yǎng)社會主義接班人的基礎性教育必須開展好人工智能課程教學。人工智能教育特別注重計算機思維能力的培養(yǎng)[1]，對學生的未來發(fā)展有以下好處。一是提高解決問題的能力。計算機思維能力使學生能夠更好地理解和解決復雜的問題，從而提高他們解決問題的能力。二是增強創(chuàng)新思維。通過使用計算機科學的思想、方法、原理和工具，學生可以更好地理解事物的本質(zhì)、聯(lián)系與規(guī)律，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。三是提高職業(yè)競爭力。隨著計算機科學的發(fā)展和應用的普及，具備計算機思維能力的學生在未來的職業(yè)市場上將更具競爭力。四是增強終身學習能力。計算機思維能力能夠使學生更好地理解和應用新的知識和技能，從而增強他們的終身學習能力。因此，培養(yǎng)計算機思維能力對于學生的未來發(fā)展非常重要。這不僅需要學生掌握計算機科學的基礎知識，而且需要學生具備使用計算機科學的思想、方法、原理和工具來解決問題的能力，同時需要學生不斷更新自己的知識和技能，以適應不斷變化的社會需求。義務教育階段，教師應把人工智能的應用、未來發(fā)展趨勢以及處于戰(zhàn)略地位的原因介紹給學生，以激發(fā)學生的學習興趣。而農(nóng)村義務教育的對象眾多，并且農(nóng)村義務教育質(zhì)量普遍低于城市，因此緊抓農(nóng)村義務教育學校人工智能課程教學質(zhì)量對發(fā)展人工智能、普及人工智能至關重要。

一、農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程的作用

1.培養(yǎng)學生興趣，為形成我國人工智能人才高地作鋪墊

人工智能學科是一門復雜的綜合性學科。人工智能課程在本科教育中都屬于比較難的課程，因此如何在義務教育中上好這門課是一項復雜的教學任務。值得關注的是，在中小學階段設置人工智能相關課程并不是要把大學階段的人工智能專業(yè)課程簡單地放到中小學，而是通過探究式學習，充分調(diào)動學生對人工智能的興趣，使其積極地參與學習[2]。只有當學生真正對人工智能的研究感興趣時，他們才能持之以恒地對基礎理論、核4c05591c2e3d83800efb621b7ab39cde心算法等比較晦澀難懂的、枯燥的內(nèi)容展開深入研究。

2.鍛煉學生思維，為壯大我國人工智能高端人才隊伍打基礎

義務教育階段開設人工智能課程要著重培養(yǎng)學生的計算機思維能力。計算機思維能力是指人們使用計算機科學的思想、方法、原理和工具來解決現(xiàn)實問題的能力，可以分為以下幾個方面。一是分解問題：將復雜的問題分解為更小的、更容易管理的部分，以便更容易地理解和解決它們。二是模式識別：找出問題中的相似模式和趨勢，以便更好地理解問題并找到解決方案。三是抽象化：將具體的問題抽象化，以便更好地理解它們的本質(zhì)和共性。四是算法開發(fā)：針對同一類問題，設計并開發(fā)出有效的算法來解決問題。其實這種思維能力不僅對學習人工智能有幫助，還對學生的多個方面有促進作用，如培養(yǎng)終身學習意識、提高解決實際問題的能力等。

二、農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程的困境

1.人才缺乏，教育質(zhì)量無法保證

人工智能學科是一門交叉學科，因此人工智能課程教師需要掌握多領域的知識，如計算機科學、心理學、語言學、腦科學等。由于人工智能領域方面的人才對企業(yè)而言是一種非常寶貴的資源，因此人工智能專業(yè)的學生進入義務教育學校任教的非常少，而進入農(nóng)村義務教育學校任教的人就更少。也就是說，農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程最現(xiàn)實的問題是誰來教。學校為了能夠開設這門課程，通常讓信息技術教師同時擔任人工智能課程的教師。在這樣的教學安排下，教學質(zhì)量肯定是無法保障的，主要有以下三方面原因。第一，無法勝任人工智能的教學任務?！奥劦烙邢群螅g業(yè)有專攻”，教師如果沒有經(jīng)歷過專業(yè)教育，則很難勝任這門課程的教學。雖然義務教育階段學生不需要學習很深入的知識，但教師對知識都是一知半解、沒有系統(tǒng)的知識體系，就談不上教好學生、保障教學質(zhì)量。第二，疲于備課，重視知識的獲取，忽略能力的培養(yǎng)。教師如果沒有經(jīng)歷過人工智能專業(yè)教育，可能會將大部分精力用于備課和學習新知識[3]，這就很容易忽略開設人工智能課程的意義，即學生興趣和思維的培養(yǎng)，更沒有那么多的精力將教育學、教育心理學等教育教學理論與課程內(nèi)容結(jié)合，讓學生高效學習、快樂學習。第三，無法與時俱進、常講常新。人工智能的發(fā)展非常快，知識更新迭代的周期短，要求教師緊跟技術發(fā)展的步伐，不斷更新知識體系、更新授課內(nèi)容，而這對于非本專業(yè)的教師來講很難做到。

2.課程體系不完整

完整的課程體系是保障教學質(zhì)量的基礎，農(nóng)村義務教育學校人工智能課程體系不完整的原因主要有以下幾個。第一，沒有綱領性文件可參考。由于這門課程需要一定的設備設施，而農(nóng)村義務教育學校的條件無法和大城市的義務教育學校相比，所以沒有可借鑒和參考的課程體系。因此，有的農(nóng)村義務教育學校利用人工智能課程進行創(chuàng)客教育，有的講編程知識，這些都是對人工智能課程的片面解讀，無法滿足學生的實際需求。第二，定位不統(tǒng)一。有的學校將人工智能課程設為必修課，有的學校將這門課設為選修課，因此對這門課程的要求也不相同，設計的課程體系也不同。農(nóng)村義務教育學校很難對這門課程進行精準定位，只能根據(jù)自己的實際情況不斷地調(diào)整課程體系，導致課程體系不完整。第三，課程資源不足。開設人工智能課程需要豐富的課程資源，包括硬件設備和技術服務，而獲得這些資源對于經(jīng)濟相對落后地區(qū)的學校來說并不容易實現(xiàn)[4]。由于人工智能課程與其他課程相比開設時間短，課程資源（包括教材、教案、教師用書等）比較缺乏，并且區(qū)域差異、城鄉(xiāng)差異、校際差異較大，會使義務教育階段人工智能課程體系難以完整地建立[5]。第四，教育理念不統(tǒng)一。人工智能并未被納入中考和高考的范疇，因此對于許多學校和家長來說，人工智能并不是一個重要的學科，因此學校也就沒有全力推動完整的課程體系建立。

3.評價標準不完善

以往對教學效果和教學質(zhì)量進行評價都會采用考試的形式進行。但人工智能課程是比較復雜的一門課程，很難通過一次考試進行客觀、公正的評價，容易忽略實踐能力、思維能力、解決問題能力的評價，無法全面反映學生的學習情況和實際能力，導致評價結(jié)果失真。當沒有正確合理的評價標準來檢測教學質(zhì)量時，教學的方式方法使用是否恰當、教學設計是否合理也就無從考究，教學質(zhì)量提高就無從談起。

三、農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程的策略

1.引進人才與投入資源并舉

為了提升人工智能課程的教育質(zhì)量，義務教育學校應積極引進人工智能方面的優(yōu)秀人才，并在待遇和發(fā)展空間等方面給予大力支持[6]。引進的人才不僅要懂人工智能專業(yè)知識，還要懂義務教育方式方法。如果一所學校引進一位這樣的人才比較困難，可以一個鎮(zhèn)或街道引進一位人工智能人才，再和一位優(yōu)秀教師結(jié)對完成課程內(nèi)容設置、教學環(huán)節(jié)設計等。除了引進人才，還要投入資源。有條件的學?？梢圆少徬嚓P教學設備，沒有條件的學?？梢允褂镁W(wǎng)絡資源。無論采用什么的設備輔助教學，都應該遵循注重能力提高、興趣培養(yǎng)這一原則。

2.課程體系建設以“借鑒名校+結(jié)合實際”的形式進行

在建立課程體系時，應組織人工智能專家和義務教育教師共同編寫相關教材，既要符合學生發(fā)展的需求，也要與時俱進。而課程定位問題要綜合多方面專家的意見，多領域人才共同探討，特別是人工智能專家、義務教育專家、教育教學規(guī)律研究專家等。此外，課程體系的建立還要解決家長焦慮問題，讓他們能夠正確看待人工智能教育，了解國家發(fā)展戰(zhàn)略。具體來說，確定課程目標應從幾個方面著手。第一，注重創(chuàng)新思維培養(yǎng)。在義務教育階段，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)能提高學生的學習興趣和主動性，讓學生能夠更好地理解知識的本質(zhì)和規(guī)律，從而更好地進行學習和實踐。第二，關注邏輯思維能力的培養(yǎng)。邏輯思維不僅是解決問題的重要工具，也是學生將來在團隊協(xié)作中必須具備的關鍵能力。一個具備良好邏輯思維能力的人不僅能夠在團隊中清晰地表達自己的觀點和想法，還能有效地與他人溝通。第三，樹立法律意識、知識產(chǎn)權保護意識。樹立法律意識有助于增強學生的法治觀念，推動法治國家的建設。學生能夠更好地理解法律法規(guī)，明確自身的權利和義務，從而在行為上約束自己，保障自身和他人的權益。知識產(chǎn)權保護意識能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，促進智力成果的創(chuàng)造和轉(zhuǎn)化，推動科技進步和文化繁榮。此外，知識產(chǎn)權保護意識的提高對于提升國家的國際競爭力具有積極作用。

3.建立不同層次的評價標準

各個學校的教學環(huán)境、教學設施、學生學情等不同，因此應該在一個評價體系里建立不同的評價層次，讓各類義務教育學校的學生在人工智能課堂上都能有所收獲。建立不同層次的教學評價體系，可以讓任課教師更加明確自己的教學目標，有針對性地設計教學環(huán)節(jié)與教學策略。此外，不同層次的評價標準可以讓學生更加清晰地了解自己目前的學習狀況、學習目標，從而調(diào)整自己的學習策略、學習心態(tài)。同時，人工智能任課教師也能根據(jù)評價體系的反饋對自己的教學效果進行評估，及時發(fā)現(xiàn)并改進教學中存在的問題，從而提高人工智能課程的教學質(zhì)量。

4.注重城鄉(xiāng)結(jié)合

城市義務教育學校的教學資源和教學質(zhì)量普遍優(yōu)于農(nóng)村義務教育學校，因此城市義務教育學校對農(nóng)村義務教育學校進行有效的定點幫扶，可以盡量縮小人工智能課程教育質(zhì)量的差距。農(nóng)村義務教育學?？梢砸M部分優(yōu)質(zhì)的線上課程資源，拓寬學生的視野。硬件設備不是拉開人工智能教育質(zhì)量差距的關鍵，因材施教才是關鍵。對于硬件設施無法滿足課程內(nèi)容需要的情況，教師可以通過組織小組合作學習，盡量減小對設備設施的需求量，也可以讓學生集中一個時間段到對應的城市義務教育學校進行參觀、體驗與學習。

5.建立師生激勵機制，激發(fā)學習動力和教學活力

第一，教師激勵機制的建立。首先是提供專業(yè)培訓與進修機會。針對農(nóng)村義務教育學校教授人工智能課程的教師，專門開展人工智能相關的專業(yè)培訓，幫助他們掌握人工智能相關技術、教學理念和技能。同時為在人工智能課程教學方面表現(xiàn)優(yōu)異的教師提供多種進修機會，如參加國內(nèi)外高水平的人工智能教育研討會，以拓寬他們的視野，提升教學水平。其次是建立教學成果獎勵制度。對在人工智能課程教學中取得顯著成果的教師和取得進步的教師給予物質(zhì)和精神獎勵，如頒發(fā)獎金、榮譽證書等，激勵他們更加積極地投入到人工智能課程建設和教學中。最后是搭建教師交流平臺。建立義務教育學校人工智能課程教師交流群或論壇，鼓勵教師分享教學經(jīng)驗、教學方法和教學資源，形成互幫互助的良好氛圍。同時，定期組織教師進行教學觀摩和研討活動，促進教師之間的學習與交流。

第二，學生激勵機制的建立。首先是設立學生競賽與展示平臺。開展人工智能相關的競賽活動，如編程比賽、機器人制作比賽等，為農(nóng)村義務教育階段的學生提供展示才華的機會。同時設立展示平臺，展示學生的優(yōu)秀作品和成果，激發(fā)他們的學習熱情和自信心。其次是實施加分獎勵制度。將人工智能課程納入學校課程體系，給予獲獎的學生或獲得授權專利的學生加分獎勵或頒發(fā)榮譽證書，鼓勵他們繼續(xù)深入學習人工智能技術。最后是開展實踐活動。組織學生參與人工智能相關的實踐活動，如參與社區(qū)智能化改造項目、開展科技創(chuàng)新實驗等，讓學生將所學知識應用于實際問題的解決中，提高他們的實踐能力和創(chuàng)新能力。

6.社會各界共同參與

第一，政策引導。政府應出臺相關政策，從多個維度鼓勵有條件的企業(yè)資助農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程，如可以從稅收優(yōu)惠、在重要平臺宣傳企業(yè)形象、給予投資福利等多種方式實施獎勵，激發(fā)企業(yè)對農(nóng)村義務教育學校進行資助的積極性，為農(nóng)村學校的人工智能課程建設提供穩(wěn)定支持。第二，校企合作。加強企業(yè)與農(nóng)村學校的合作與對接。學?？芍鲃酉蚱髽I(yè)展示人工智能課程的教學環(huán)境、教學成果和學生成長情況，企業(yè)則可結(jié)合自身的技術優(yōu)勢和資源為學校提供人工智能相關的設備、技術支持、師資培訓等幫助，校企努力共同推動人工智能課程的建設。第三，建立長效機制。學校和企業(yè)可簽訂長期合作協(xié)議，明確雙方的權利和義務，確保資助的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時，可設立專門的監(jiān)督機構，對資助資金的使用情況進行監(jiān)督和評估，以確保資金使用的透明和有效，盡可能地將資金投入人工智能教學方面，使人工智能課程的質(zhì)量得到保障。第四，宣傳推廣。公益平臺、電視臺、網(wǎng)絡媒體等可以加強宣傳和推廣，讓更多的企業(yè)參與到農(nóng)村義務教育學校人工智能課程建設中。

四、結(jié)語

農(nóng)村義務教育學校開設人工智能課程有利于培養(yǎng)學生興趣，為形成我國人工智能人才高地作鋪墊，有利于鍛煉學生思維，為壯大我國人工智能高端人才隊伍打基礎。農(nóng)村義務教育學校應注重引進人才與投入資源，借鑒名校并結(jié)合實際開展課程體系建設，建立不同層次的評價標準，注重城鄉(xiāng)結(jié)合，建立師生激勵機制，激發(fā)學習動力和教學活力，而社會各界應共同參與，助力農(nóng)村義務教育學校人工智能課程體系建設，真正實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。

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Analysis of the Difficulties and Countermeasures in Offering Artificial Intelligence Courses in Rural Compulsory Education Schools

Chen Liangwei， Zhang Ting

（Chengdu Aviation Vocational and Technical College， Chengdu 610100， China）

Abstract： In order to seize new opportunities for development and seize the commanding heights of new technologies， it is very important to offer artificial intelligence education courses in compulsory education， which is a new requirement put forward by the development of the times for compulsory education. Rural compulsory education is the main force and backbone of compulsory education， and offering artificial intelligence education courses is a new starting point for rural compulsory education schools to narrow the quality gap with urban compulsory education schools. The article elaborates on the role of offering artificial intelligence courses in rural compulsory education schools， analyzes the difficulties faced by offering artificial intelligence courses in rural compulsory education schools ， and proposes corresponding solutions for reference by relevant educators.

Key words： artificial intelligence course； rural schools； compulsory education； universal intelligent education； curriculum construction