義務教育階段開設人工智能教育課程深究

李新

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

關鍵詞：人工智能;中小學教育;課程開發(fā);解決方案

人工智能技術一直受到人們密切的關注，它已經融入了現(xiàn)代社會中的各行各業(yè)，成為推動當今時代發(fā)展的重要力量。人工智能教育也在迅速發(fā)展，成為教育領域重點研究和發(fā)展的主題。國務院在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，在中小學階段設置人工智能相關課程，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軟件、游戲的開發(fā)和推廣”，從而進一步鼓勵中小學開設人工智能課程。由此，本研究對人工智能課程開設情況的關鍵問題進行分析研究，在此基礎上提出促進中小學人工智能課程開設的解決方案。

一、中小學開啟人工智能的關鍵問題

1.缺乏統(tǒng)一的課程標準

中小學實施人工智能課程應有統(tǒng)一的課程標準，這是中小學實施人工智能課程的先決問題。學生的年齡差異和基礎不同決定了中小學人工智能課程目標的階段性和差異化，各學段應有自己的特點。當前最緊迫的工作是盡快組織研究制定全國性的中小學人工智能課程標準，明確各學段課程目標、內容、具體教學要求和條件保障。在全國性課程標準出臺之前，各地區(qū)不應等待觀望，而應根據(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重不足

教師隊伍是實施中小學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)師范院校未設有人工智能專業(yè)和課程，每年輸出人工智能學科人才遠遠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)達城市。在這樣的背景下，中小學校很難招到理想的課程教師，嚴重制約了人工智能課程的開設和實施。師資的缺乏，已成為當前中小學實施人工智能課程面臨的最大挑戰(zhàn)。

二、中小學開設人工智能課程的實踐

學校梳理了金字塔形的中小學人工智能教育課程體系，構建了基于人工智能技術發(fā)展框架的計算智能、感知智能、認知智能、創(chuàng)新等幾個層次相對應的中小學人工智能教育課程體系。

具體說，義務教育階段的人工智能課程，可以大致分成低、中、高三個學段來設計。第一，以“基礎體驗”為特征的低階人工智能課程。在小學1～3年級可開設低階人工智能課程，這一階段的課程內容重在讓小學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、計算機及通用軟件基本操作、游戲化機器人體驗、游戲化教學課程為主。第二，以“興趣培養(yǎng)”為特征的中階人工智能課程。在小學4～6年級可開設旨在培養(yǎng)學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行想象力轉化創(chuàng)作、融入人文精神的主題式創(chuàng)意物化、初步的團隊合作、可視化編程、初級機器人編程、游戲化Python編程語言等課程內容。第三，以“自主探究”為特征的高階人工智能課程。在初中7～9年級可開設突出“自主探究”精神的高階人工智能課程，初中學生已經具有較強的自我意識和學習能力，因此可采用以學生為中心的教學方法，根據(jù)學生特點和興趣開展自主設計創(chuàng)作、初級論文撰寫等團隊項目、初級專業(yè)編程語言等課程。簡言之，在義務教育階段，人工智能課程的內容重點是關于人工智能的基礎知識、人工智能的初步體驗以及人工智能技術的簡單探究等，其目的主要是幫助學生親近、感受、關注和初步探究人工智能。

三、總結與思考

中小學人工智能課程體系的建構與完善，需要政府、科研院所、中小學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技術前進的步伐，更好地適應和引領人工智能時代。當前，我們期望與大家共同努力，進一步切實推進人工智能課程建設。具體說：

第一，進一步加強人工智能課程的頂層設計，制訂好課程標準并快速推廣中小學生人工智能課程的實踐。

第二，進一步組織更多專業(yè)教研力量，積極開展人工智能課程的師資培養(yǎng)、教學資源開發(fā)、教學模式創(chuàng)新、技術平臺開發(fā)等專業(yè)問題的研究和實踐，積累有效經驗，壯大隊伍力量。

第三，積極引進外部資源和技術力量，促進產學研一體化發(fā)展，深度開發(fā)基于人工智能的教育技術平臺，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+教育的深度結合。

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編輯 溫雪蓮