人工智能走進中小學課堂

摘?要：人工智能作為新一代信息技術，在我國教育領域被廣泛應用。本文首先從人工智能對我國教育領域發展重要性出發，闡述了人工智能的概念、關鍵技術及其教育應用，通過分析人工智能在教育教學中所存在的問題，提出了人工智能在教育教學中的應對策略，主要從更新教師觀念、合理開設課程、完善硬件設施、加強師資隊伍這四個方面展開論述。

關鍵詞：人工智能;教學應用;應對策略

Abstract：As a new generation of information technology，artificial intelligence is widely used in the field of education in China.Starting from the importance of AI to the development of education in our country，this paper expounds the concept，key technology and educational application of AI.By analyzing the problems of AI in education and teaching，it puts forward the Countermeasures of AI in education and teaching，mainly from renewing teacher ideas，offering courses reasonably，improving hardware facilities and strengthening teachers' team.These four aspects are discussed.

Key words：AI; Teaching application; Coping strategies

一、緒論

隨著5G時代的到來，人工智能作為新一代信息技術，在各行各業被廣泛應用，不僅影響著我們的工作、生活，也在教育領域占有一席之地。2017年7月，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，提出在中小學階段設置人工智能相關課程，旨在完善人工智能教育體系，建設人工智能學科。[1]2019年5月18日，清華大學和北京大學舉辦校園開放日雙雙宣布，將分別設立人工智能學堂班和機器人工程專業，并且將在2019年秋季開始招收本科生。在《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中，有關人工智能的課程內容在必修模塊和選修模塊中也都有所體現。由此可見，人工智能技術在教學上的應用以及人工智能相關課程的開設為我國高等教育培育人工智能專業人才提供機會，并奠定基礎，也是今后我國中小學信息技術教育的發展方向之一。

二、人工智能概述

國內外學術界普遍認為，未來科技社會將鋪滿人工智能技術的影子，人工智能將滲透在人們日常生活中的方方面面。早在1956年人工智能學科就被國外科學家約翰·麥卡錫等人首次提出。目前為止，人工智能沒有統一、明確的定義。最早人工智能被定義為是擁有模擬能夠被精確描述的學習特征或智能特征的能力的機器。[2]我國學者茹麗娜等人認為人工智能是一門融合計算機科學、學習科學、腦科學、教育神經科學、仿生學、社會科學等前沿綜合學科的一門新的技術科學。[3]筆者認為人工智能是一門以計算機科學學科為主，融合多種學科，依靠其機器學習、人機交互等核心技術，通過使用計算機研究智能工作任務的一門新型技術。在2018年發布的《人工智能白皮書（2018年版）》中將人工智能關鍵技術分為七類，主要包括機器學習、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、生物特征識別和虛擬現實/增強現實。[2]人工智能依靠其關鍵技術在我國教育領域被廣泛應用，例如智慧校園、智能評價、智能閱卷等。其中智慧校園中的智能安全預警，即在校園門口安裝攝像頭，如果校外非法分子想進入校園，就會被識別出來，發出警報。智能評價能夠分析學生在學習過程中的掌握知識的程度、學生的身心健康狀況等，實現對學生全方位的評價，這種評價使得老師的工作大幅度減輕。智能閱卷是將學生試卷數據，通過智能掃描儀對數據進行采集，實現試卷智能批改，批改后對成績進行多維度分析，幫助老師根據每位學生的學情，更好地進行個性化輔導，也能夠減輕教師的工作負擔。

三、人工智能在教育教學中所存在的問題

人工智能在教育教學中的應用不僅能使學生掌握人工智能專業的基礎知識和基本技能，還能利用人工智能技術實現學習環境、學習過程、學習評價等更加智能化，優化課堂教學質量，輔助教師更好地進行教學，提高教師工作效率等。但就目前而言，我國人工智能技術應用于教學中仍處于探索階段，教學過程中存在諸多問題，比如教師觀念陳舊、課程開設不合理、硬件設施缺乏、專業型師資不足等，這些問題都是教學上不可忽視的環節。因此，筆者主要針對以上四種教學問題，提出人工智能在教學應用中的應對策略，以供參考。

四、人工智能在教育教學中的應對策略

（一）更新教師觀念

隨著人工智能技術的日益成熟，人工智能在教育領域發揮越來越大的作用，許多教師可能會產生一種心理：在未來教育行業中人工智能將取代教師。筆者認為教師永遠不會被取代，缺少人類教師的教學必然是不完整的，即便人工智能機器的在教學某些方面的工作效率高于教師。教師的天職是教書育人，在教學過程中，教師不單單是傳授給學生知識技能，更重要的是師生之間的語言溝通和情感交流，培養學生在成長道路上解決問題的能力，而這些工作是機器無可取代的。因此，人工智能技術根本目的幫助教師能夠高效開展課堂教學。例如，教師如果帶好幾個班級，就會有大批量的作業需要批改，在短時間內工作量非常大，由于教師精力有限，很難做到針對每個學生提供及時反饋。如果教師在人工智能技術的幫助下，能夠節省很多時間，實現為學生提供個性化及時反饋，減少教師工作負擔。

（二）合理開設課程

目前國內許多學校已經開設人工智能課程，但并沒有統一教材。筆者認為開設人工智能課讓學生提早接觸到人工智能基礎知識，能夠為學生以后學習人工智能專業知識做好鋪墊。但在中小學的各個階段，每個學段的學生認知能力有很大差異，在學習中遇到困難時，他們可能會產生很大的消極心理。比如有些小學開設人工智能課，選用的教材里面包含許多專業術語，小學生理解非常吃力，高中生花費幾個小時就能理解，但小學生需要幾天的時間，這就會造成小學生產生消極情緒。因此，學校在開設人工智能課程時，應考慮不同年齡段學生的認知特點，對于低年級的學生應以淺顯易懂的知識為主，對于高年級的學生可以適當的提高難度。

（三）完善硬件設施

教學資源的缺乏將直接影響到人工智能教育的推廣，尤其對學校的硬件設施要求比較高。目前各個學校的教育條件有很大差異，課堂上所需的硬件設備無法達到教學標準，學生更沒有機會進行實踐操作。在教學過程中，學生基本上都需要借助計算機等硬件設備來完成相應的課程內容。因此，學校應加大對硬件設施投入資金，至少應達到滿足基本教學要求的配置。還可以通過實行“校企合作”的模式，借助企業對學校硬件設施的投入，以確保為教學提供先進的硬件設施。只有硬件設施的完善，教師的教學手段才得以施展，也為學生進行實踐操作提供可能，才能真正體驗技術為教學帶來的便捷。

（四）加強師資隊伍

目前我國人工智能學科人才匱乏，人工智能學科的中小學教師更為緊缺。對于人工智能在教育領域的推廣，教師是至關重要的一個環節。在我國教育部發布的《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》中，“教師主動適應信息化、人工智能等新技術的變革，積極有效開展教育教學”作為教師隊伍的新時代改革目標。[4]人工智能作為一門新興學科，在許多學校并沒有人工智能專業的教師，在國內一些不發達城市尤為突出。學校在安排課程時，就會委托計算機專業教師上課，這很可能導致教學質量下降。因此，學校在進行教師招聘時，應適當調整招收教師專業比例，加強人工智能學科師資力量。與此同時，應對學校原有教師進行專業培訓，豐富人工智能方面專業知識，提高專業實踐能力，以此來滿足人工智能課程需求。

五、結語

在人工智能時代背景下，教育領域將產生深刻的變化。人工智能在教育領域中，無論是作為一門人工智能課程，還是輔助教師教學的一種技術工具，都有著很高的應用價值。但相比于人工智能技術本身的發展而言，人工智能在教育教學上的應用仍處于初步探索階段。因此，當人工智能走進中小學課堂，教師要改變自身觀念，提高自身專業知識水平，合理運用人工智能技術，突破人工智能與教育相結合的瓶頸，以此來培養人工智能教育領域的領軍人才。

參考文獻：

[1]任昕.基于AI開放平臺的人工智能教學初探——以情感傾向分析項目為例[J].中國信息技術教育，2019（08）：52-55.

[2]王有學，高潔.論人工智能技術發展及其在教育中的應用[J].中小學電教，2019（04）：6-9.

[3]茹麗娜，唐燁偉，王偉，鐘紹春.我國教育人工智能研究綜述[J].中國信息技術教育，2019（07）：90-93.

[4]教育部積極推動人工智能支持教師隊伍建設行動[J].基礎教育參考，2019（03）：80.

作者簡介：孟慶雪（1996-），女，漢族，遼寧鐵嶺人，教育碩士，牡丹江師范學院2018級現代教育技術專業。