人工智能走進高中課堂

王乾

摘要：在智能時代下，唯有跟上時代步伐，懂人工智能、能夠靈活運用人工智能的孩子，才能在未來更好地生活。新一代信息技術的發展為中國教育帶來了新的發展契機。隨著人工智能技術的不斷升級換代與創新變革，人工智能也在潛移默化改變著生活的方方面面。人工智能在人類社會中所起到的作用將越發重要，培養人工智能人才將成為教育的重要使命，同時教育方式也將隨著人工智能的發展而產生變化，并對深化教育體制改革產生深遠影響。

關鍵詞：人工智能;計算機基礎;計算思維

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

作為新一輪科技革命的核心推動力，人工智能正深刻地改變人類社會生活。世界主要發達國家都爭先恐后地把發展人工智能上升為國家戰略。

2018年7月由華東師范大學出版社出版的《人工智能基礎（高中版）》正式發布，意味著人工智能有了相關課程，人工智能也會在不久的將來進入高中課堂。如何在高中階段進行人工智能教學，將是擺在我們教育工作者面前的又一嚴峻問題，下面我將結合自己在人工智能方面的一些了解談談怎樣在高中階段開展人工智能教學。

1重視人工智能基礎，深入了解人工智能大賽

人工智能技術需要數學、計算機等基礎學科的支撐。中科院院士、北京航空航天大學教授鄭志明認為，作為一門交叉學科，人工智能需要有扎實的基礎知識。數學在人工智能的研發中，起到決定性的作用。目前人工智能發展的主要領域有深度學習、自然語言處理、計算機視覺、智能機器人、自動化程序設計、數據挖掘等方面，整個算法高度融合了高等數學、線性代數、概率論等方面的數學知識，做得好的話還得再學習一些額外的統計方面的數學知識。總之可以說要從事人種智能方面的工作，首先數學知識必須非常全面和扎實，同樣，計算機基礎是保障，如果不會操作計算機，不懂得安裝軟件，人工智能的支撐軟件就無法搭建，自然也就無法進行人工智能的相關設計，還需要掌握接口技術的相關知識，能夠將傳感器與主板正確連接，才能保證傳感器的觸發事件。

我國每年都有“人工智能”方面的各項賽事，要讓學生了解各項賽事的競賽規則，通過人工智能大賽平臺為所有學生打開了一扇了解人工智能、學習人工智能的窗戶，也給了年輕人展示自己潛力的機會，未來一定會有越來越多的青少年參與其中，也將會誕生更多的中國科技人才，用中國技術造福全人類！人工智能大賽，倍受全社會的關注，通過全社會各界力量的支持，引導中國的年輕一代，通過學習和分享，將最前沿的科學技術和中國蓬勃發展的各行各業的應用場景相結合，真正培養出能夠影響世界的中國科技人才。

2017年，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，明確提出要完善人工智能教育體系，隨后在2017版的《高中信息技術課程標準》的必修模塊中增加了人工智能模塊，本模塊具體內容包括“人工智能基礎”“簡單人工智能應用模塊開發”“人工智能技術的發展與應用”三部分內容。通過這一模塊的學習，學生可以了解一些人工智能的基本概念與基本特征;知道人工智能技術的發展歷程、典型應用與發展趨勢。再通過一些具體案例的設計，掌握人工智能的核心算法，熟悉人工智能技術應用的基本過程和原理;熟悉人工智能的開發工具和開發平臺;通過搭建簡單的人工智能應用模塊，讓學生能根據實際需要配置適當的環境、參數及自然交互方式等，從而激發學生的創新思維。

人工智能的快速發展，必將改變我們的學習和生活，如何進行人工智能教學，我們拭目以待……

2體驗人工智能產品，學會與智能工具打交道

現實生活中的人工智能產品非常多，要讓學生注意觀察，親身體驗人工智能產品的運行情況及原理，要讓學生明白人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬，在學習和生活中要讓學生多注意觀察與思考，發現這些工具及產品還有什么地方可以改進，還有沒有提升空間，要讓學生學會思考，善于動手。人工智能產品已經進入我們生活和家庭，智能工具給我們帶來了巨大的便利，如智能音箱，它可以對智能家居設備進行語音控制，還可以點歌、播放天氣預報：掃地機器人，憑借一定的人工智能，自動在房間內完成清掃、吸塵、擦地等工作;智能門鎖，可以通過手機APP、指紋等方式解鎖;智能手環，不僅可以顯示時間，還具有運動量統計和健康管理的作用。

我們在學習與生活當中已經了解了一些關于人工智能方面的知識，比如語音識別、人臉識別、虛擬現實技術等，基于人工智能的虛擬現實技術的應用，可以讓學生沉浸在歷史和虛構的世界中，讓他們在無限的遐想中萌生創意。

3實施編程教學，用編程解決實際問題

編程是人工智能的基礎，全世界都在深入推動編程教育，在國外已有超過24個國家將編程作為最基礎的學科，歐洲多個國家，已經將編程教育納入K12課程大綱。在英國，5歲以上學生都必須學編程;在美國，67.5%的中小學生都接受編程教育;在新加坡，中小學考試科目中已加入編程。在美國，少年編程已經成為繼聽、說、讀、寫、算之外的第六項必備技能。編程已經是這個時代基本素養，就像看書識字一樣重要，所以學校從小就開始培養孩子的編程思維。

青少年編程針對的是6-16歲的孩子，以體驗、互動、探索式課堂為教學特點，系統學習與編程有關的跨學科知識，有效運用編程思維，解決實際問題。目前國內青少年編程課程分成兩大類型：軟件編程教學與硬件編程培訓。軟件編程教學體系主要是遵循“圖形-代碼-算法”的三階段編程體系，也就是說小學階段學習Scratch圖形化編程培養編程興趣和啟蒙編程思維，從小學高年級到初中開始接觸代碼編程學習Python，等到高中階段可以進一步學習VB以及NOIP算法編程，旨在培養學生的計算思維。硬件編程培訓主要是在PicoBoard、Arduino等開源硬件平臺上進行電子元件等部件的DIY拼搭，以及通過編程語言進行操作指令的編寫和發布，從而培養學生分析問題、解決問題的能力。編程語言是計算思維的物質外殼，是理解科技世界的一把鑰匙，其實質是一種思考和理解方式。只有掌握這種語言才能與人工智能這種工具更好地溝通。隨著技術的發展，編程語言的可接受年齡不斷降低，特別是Scratch圖形化編程，它跳過了高級語言中那些繁難的概念和語法，用圖形化的表現和拖拽的交互來完成編程的核心邏輯和成果交付，讓學習的過程不枯燥，并及時地獲得結果反饋，非常適合青少年的心智水平和認知能力;學編程就像搭積木一樣簡單，像玩游戲般學習，了解算法，懂得創作，解決實際問題！這為人工智能進校園奠定了很好的基礎。

4結束語

教育強則國家強，教育興則民族興。2017年7月，我國正式印發《新一代人工智能發展規劃》，明確提出，國家支持開展形式多樣的人工智能科普活動，鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會對人工智能的整體認知和應用水平。鼓勵更多的人特別是廣大青少年參與人工智能科普。勢必將人工智能、教育相結合，深化教育特色內涵，給孩子帶來智能時代嶄新體驗，希望廣大青少年通過動手完成實際任務，對人工智能的內涵和外延有直接的體驗和深入的認知，從而更好地接受人工智能相關基礎知識，培養創新思維，提升創造能力。人工智能在高中階段，還是新生事物，我們要應認真探索、不斷總結。