高中人工智能教學中存在的問題及對策

教育部在2003年4月頒布普通高中技術課程標準時，將人工智能初步作為選修模塊之一列入了信息技術課程#65377;這表明了我國教育部門已經(jīng)開始重視普及人工智能教育，它為我國人工智能基礎教育的開展提供了一個有利的契機#65377;然而，由于各個方面的原因，在高中階段開展人工智能基礎教育仍存在著許多困難，這些困難涉及思想認識#65380;教材建設#65380;教學教法#65380;教學條件#65380;師資培養(yǎng)等幾大方面#65377;

一#65380;當前存在的主要問題

1.思想認識方面

(1)對人工智能的認識存在誤區(qū)#65377;一提到人工智能，很多人就會有一種神秘感，而且會不自覺地以人類智能的標準去衡量人工智能;一旦發(fā)現(xiàn)人工智能離人類智能的程度還有較大的距離時，先前神秘感就會變?yōu)槭校@種認識上的巨大落差將會阻礙人工智能教育的順利開展#65377;

(2)對人工智能課程的開設存在偏見#65377;目前我國高中信息技術師資隊伍中，接觸或者接受過人工智能教育的教師并不多，認為人工智能課程不適合放在高中開設，或者說開設了也難以講出什么花樣#65377;另一種情況則是，大多數(shù)以前并沒有接觸過人工智能的信息技術教師，在查閱了人工智能的相關資料后，被該學科復雜而難懂的理論所嚇退，從心理上對該學科的教學有一定的恐懼感或神秘感#65377;

(3)對設置人工智能課程的目的不明#65377;根據(jù)教育部頒布的普通高中技術課程標準，人工智能課程開設的目的是，“通過本模塊的學習，學生應能描述人工智能的基本概念，知道人工智能對人類學習#65380;生活的影響;通過感受人工智能技術的豐富魅力，增強對信息技術發(fā)展前景的向往和對未來生活的追求#65377;＂因此，該課程更多是強調通過練習體驗人工智能技術的應用，感受人工技術對人類生活的影響，更多的是強調一種情感和價值觀上的教育，激發(fā)學生學習新技術的興趣和對未來生活的企盼#65377;

2.教材建設方面

(1)教材如何與高中教學實際相結合#65377;新課標頒布以后，各家出版社都陸續(xù)編寫了包括《人工智能初步》在內的新版高中信息技術教材#65377;由于國內沒有現(xiàn)成的高中人工智能教材可供參考，而且也缺乏相應的師資和教學經(jīng)驗，人工智能選修教材中的不少實踐題目和活動案例大多從大學人工智能教材中沿襲而來，因此不一定適合高中生的學習特點#65377;教輔材料中教學案例和教學活動的設計也存在一定的主觀化和理想化的問題，它們能否在實際教學中發(fā)揮其應有的作用，還有待于實踐的檢驗#65377;另外，如何將高中生的學習和生活與人工智能課程的教學有機結合起來，這也是一個難題#65377;

(2)教材如何貫徹新的教學理念#65377;新版高中信息技術系列教材在很多方面進行了嘗試和改進，較好地貫徹了新課標中指導思想#65377;現(xiàn)已出版的各種教材呈現(xiàn)出百花齊放的特點#65377;然而，縱觀各種教材，它們在內容的組織#65380;教學活動的設計等方面仍然很難跳出傳統(tǒng)教材的模式#65377;這個問題在人工智能教材上顯得尤其突出#65377;如何將新的教學理念#65380;教學方法融入新教材，是教材編者和學科專家共同面臨的問題，也是廣大一線的高中教師十分關注的問題#65377;

(3)教材如何與其他人工智能教育方式相結合#65377;雖然人工智能在我國剛剛才被正式列入高中信息技術課程，但是在我國的部分發(fā)達地區(qū)，一些部門#65380;公司#65380;學校早已開展了某些與人工智能教育相關的活動，來培養(yǎng)中小學生對人工智能技術的興趣和熱情，如中國青少年機器人競賽等#65377;在部分省市的高中信息技術教材中，涉及人工智能的內容也有不少#65377;高中人工智能教學和這些相關的人工智能教育方式有機的結合，對于擴大人工智能基礎教育的受眾范圍#65380;提高其社會影響，將起著十分重要的意義#65377;

3.教法方面

(1)課時安排難以確定#65377;根據(jù)課標的建議，《人工智能初步》選修模塊課時一般安排為36個課時#65377;根據(jù)教學實驗的結果，在以上規(guī)定課時內是無法教授完畢所有內容的#65377;因為教材中設計的實踐活動在實際教學中所耗費的時間可能比預計的時間長得多#65377;這里涉及一個問題:是講授完畢教材內容優(yōu)先，還是實施學生的實踐活動優(yōu)先#65377;

(2)教學方法難以選擇#65377;在教學實驗中，授課教師嘗試了傳統(tǒng)講授+學生活動相結合的方式#65377;在本課程前一階段的教學中，主要是傳統(tǒng)講授的方式為主，發(fā)現(xiàn)教學效果并不理想#65377;原因是學生對教材中的理論內容常常感到枯燥#65380;缺乏耐心，希望能通過上機操作來體驗相關的技術#65377;在本課程的后一階段，主要采用了學生活動為主，但是也暴露出了不少問題#65377;部分學生計算機基本操作能力不夠，獨立完成任務時非常困難和費時;而采取小組合作的方式完成教學任務時，又出現(xiàn)少數(shù)同學做事情，多數(shù)同學少做事，甚至不做事的情況#65377;

4.教學條件方面

(1)硬件性能要求較高#65377;本課程中較多的實踐活動要求學生在網(wǎng)絡環(huán)境下使用計算機進行學習#65377;因此，開設本課程的一個基本要求是計算機網(wǎng)絡機房#65377;特別是那些需要通過網(wǎng)絡在線運行的軟件，對機房網(wǎng)絡性能也有一定的要求#65377;

(2)軟件依賴性較強#65377;由于本課程中許多教學軟件均為網(wǎng)上免費提供或試用，因此減少了教師開發(fā)和維護軟件的工作，大大降低了教學的成本#65377;但是，過于依賴網(wǎng)絡資源也會導致一些新問題出現(xiàn)#65377;一旦網(wǎng)絡不通，或者相關的網(wǎng)站不再提供服務，從而使得許多教學資源無法訪問和使用，直接導致相關的教學活動難以開展#65377;

二#65380;解決問題的對策

1.明確認識，增強支持

首先，教師要樹立對高中人工智能選修課程的正確認識#65377;應努力在現(xiàn)有條件許可的情況下，積極倡導高中人工智能教育的開展#65377;其次，學生也要對該課程有一個正確的定位#65377;在教學實驗過程中發(fā)現(xiàn)部分學生關注的是該課程中娛樂性#65380;趣味性較強的內容，而對于一些比較重要的原理#65380;技術等知識缺乏足夠的重視，僅僅把這門課程看作是放松心情的娛樂課#65377;再次，學校領導對該課程也應該提供一定的支持#65377;不能因為師資#65380;硬軟件條件的限制就輕易放棄該課程的開設;也不應對該課程持否定或輕視的態(tài)度#65377;另外，社會也應該加以正確的引導#65377;社會輿論應加強宣傳和引導，促使更多的人認同和支持人工智能教育#65377;

2.理論聯(lián)系實際，融合先進教學理念

為了讓師生能夠切身體會到人工智能技術及其應用，要盡可能選擇那些與高中生實際生活比較貼近的例子，來組織教學內容#65380;設計實踐活動#65377;同時，應該讓最熟悉高中教學實際的一線信息技術教師參與教材的編寫，從而有利于增強教材的實用性#65377;在教材編寫中，要在保證知識體系嚴謹?shù)幕A上，增強教材的靈活性#65377;另外，要充分考慮學生是否在初中階段已經(jīng)接受過相關的人工智能啟蒙教育，如果接受過，那么編寫的高中教材就不適宜采用＂零起點＂的方式，而且要避免和初中教材內容的重復#65377;應在學生已學知識的基礎上進一步深化或者增加新的教學內容#65377;同時，也應該在教材中對其他人工智能教育的方式加以介紹(例如機器人仿真和編程)，或者設計相關的教學內容和實踐案例，使得各種人工智能教育方式有機結合，相互促進#65380;相互發(fā)展#65377;

3.抓住重點，多種教學方式相結合

在課時安排上，教師必須首先充分熟悉教學內容，并能有針對性的選擇教學重點，在有限的時間內，寧可把一個問題講清楚，也不能就所有內容泛泛而談#65377;同時，教師還要在講授必要內容以外，安排適當?shù)臅r間讓學生自己去實踐#65380;練習和體驗，而不能將該課程變?yōu)榧兇獾睦碚撜n#65377;在教學方法上，教師可以采用多種教學方式來開展教學#65377;另外，教師要注意抓住學生的興趣，充分激發(fā)學生學習新事物的渴望，保持持久的學習動機;同時也要時刻監(jiān)控整個教學過程，防止教學秩序陷入混亂#65377;在教學中，教師應盡可能做到理論聯(lián)系實際，傳授更多實用的知識和技能，使得學生學有所用，學有所得#65377;

4.加大硬件設施投入，加強軟件資源建設

硬件設施是AI教學順利開展的前提，軟件資源是AI教學順利開展的保證#65377;相關學校應加大對計算機和網(wǎng)絡硬件的資金投入，改善硬件設備的信息傳遞和處理功能;另一方面，與教材配套的學生光盤和教師用書中應提供豐富的教學軟件和閱讀資料，師生也可以到互聯(lián)網(wǎng)上搜索更多的教學資源，以供教學中使用#65377;如果在現(xiàn)有資源中沒有合適的素材，學科教師也可以根據(jù)能力自行開發(fā)一些教學軟件用來輔助教學#65377;

參考文獻

[1] 教育部.普通高中技術課程標準.北京:人民教育出版社，2003.

[2] 李藝.普通高中課程標準實驗教科書《人工智能初步》(選修).北京:教育科學出版社，2004.

[3] 沈海馴等.義務教育初中課本(試用)信息技術(第三冊).杭州:浙江教育出版社，2002.

[4] 張劍平.關于人工智能教育的思考.電化教育研究，2003(1).(責任編輯 孫曉雯)