核心素養視野下中小學人工智能教學策略探究

吳麗香

摘?要：隨著新課程改革的推行，教育部門對培養學生綜合素質的重視程度越來越高，本文展開了有關核心素養視野下中小學人工智能教學策略的研究，通過對人工智能教學內容及意義的闡述，來進一步分析其在教學實踐中存在的問題，最后從課程標準、師資培養、教學資源以及外部環境支持等多方面提出了核心素養視野下中小學人工智能教學的策略，以其為我國中小學人工智能教學的發展提供參考。

關鍵詞：核心素養?人工智能?教學策略

中圖分類號：G633.67?文獻標識碼：A?文章編號：1003-9082（2020）10-0-02

隨著人工智能技術的不斷發展和創新，世界各國國家開始重視人工智能在教育領域的發展和應用，并相繼推出了人工智能教育應用政策，以期推動教育教學改革創新，培養具有信息素養和創新能力的人工智能人才。在人工智能發展越來越成為當下焦點的大背景下，積極建設并創新中小學人工智能教學體系，加快人工智能課程體系的建設，優化人工智能教育服務，為培養適應智能時代的人工智能高端人才，提升學生綜合素質與能力是非常必要的。

一、核心素養視野下中小學人工智能教學的內容及意義

1.核心素養視野下中小學人工智能教學的內容

信息意識是學生需要掌握的信息技術核心素養的重要部分，因此培養學生的信息意識尤為關鍵。而人工智能就是一門專門研究人類智能的理論、方法、技術和應用系統的新技術科學，可以有效地提升學生的信息意識。人工智能的發展正從科學技術應用領域逐漸走入普通人們的日常生活。中小學應開設人工智能相關課程，逐步推進程序設計教育，建設人工智能學科型人才，為我國人工智能的發展提供堅實的發展基礎。

2.核心素養視野下中小學人工智能教學的意義

在中小學課程實施中運用人工智能有利于促進課程內容體系的現代化。和發達國家相比，我國的人工智能研究和教學體系的建立相對較晚，雖然當前的人工智能教學發展還存在較多的不足，但是將教育和人工智能進行有效的銜接和融合，不僅可以有效地提高我國中小學信息化課程的教育質量，同時大大擴展了科學的教育內容和中小學的技術信息技術。因此，我們要堅定不移地繼續推動人工智能教學的發展，建立標準且體系化的人工智能課程，以此實現我國人工智能課程內容體系的現代化，并確保中小學現代科學與信息技術的時代和進步。

二、中小學人工智能教學存在的問題

1.人工智能教育缺少統一的課程標準

雖然我國的人工智能教育政策提出了在中小學開設人工智能課程的要求，但目前的人工智能教育主要依靠信息技術課程、STEM課程和創客課程，缺乏統一完整的人工智能課程標準。中小學當前開展的人工智能課程，其教學模式一般為課外擴展、選修模塊或者校本課程等，這樣的安排和設置嚴重地偏離了課程建設的初衷，同時也大大地降低了對學生人工智能信息素養的培養。人工智能相關課程內容零散，缺乏人工智能知識、技術和能力目標的系統設計。中小學人工智能課程的教師大多缺乏專業性的人工智能專業背景，因此在教學的過程中只能按照其他學生的教學經驗進行照搬式教學，降低了人工智能教學的質量。人工智能教學缺乏素材，不能達到預期的教學目標，也不能提高中小學生的人工智能知識和實踐水平。

2.人工智能教育缺少相應的師資力量

師資短缺是中小學實施人工智能教育亟待解決的問題。與傳統學科相比，人工智能本身相對較新，對學校師資力量和綜合素質提出了更高的要求。但是，目前很多中小學缺乏強有力的師資力量，與人工智能相關的教師數量很少，很多學校甚至沒有專門的人工智能教師。在這種情況下，人工智能的教育教學很難真正得到發展，教學質量也會受到一定的影響。一方面，中小學STEM與創客課程的數學、物理等學科教師缺乏人工智能知識背景，無法準確判斷課程中需要使用何種人工智能技術，不能用合適的技術來解決課程中的問題。另一方面，從全國高校輸出的人工智能專業人才供不應求，工資飛漲，而人工智能技術人員也缺乏教學理論和經驗。因此，中小學很難招到既懂人工智能又懂教育的跨學科人才。人工智能課程開發建設的主力軍仍然是信息技術教師。

3.人工智能教育資源匱乏

人工智能技術的屬性相對較強。在這類學科教學中，對教學資源的需求相對較大。但是，現有的中小學人工智能教材大多采用大學教材，嚴重不符合中小學教育的內容。人工智能在我國起步較晚，現有教學資源不足，影響了教學質量。同時在人工智能課程開展過程中，主要以教師教授為主，學生被動地聽，這樣的教學方式也使得學生的人工智能課程學習的熱情降低，對人工智能技術的探索失去興趣。

4.人工智能教育社會氛圍缺乏

人工智能是跨學科的，人工智能的順利教學需要社會、學校和家庭的合作。社會上一些教育機構將人工智能課程簡化為編程和機器人，并對課程的效果和作用進行虛假夸大，不僅混淆了人工智能技術的真正核心，同時也嚴重地損害了學生對人工智能技術學習的熱情和欲望。目前中小學應試教育的特點使得學生和教師對人工智能課程不重視，因此中小學開設的人工智能課程一般和入學考試沒有直接聯系，這樣尷尬的局面也使得我國在素質教育推動中遇到較大的阻力。

三、核心素養視野下中小學人工智能教學的策略

1.統一制定課程標準

國家要加快制定中小學人工智能課程標準，明確課程目標和內容，為各地人工智能課程教學提供指導，為教材編寫提供依據，根據中小學不同年齡段學生的認知特點，培養學生的數字實踐能力、計算思維和信息意識，不斷提高他們的信息素養。例如，小學階段人工智能課程教學應以引導學生熟悉人工智能為重點，教學的重點在于激發和喚起學生對人工智能學習課程學習的興趣和熱情;初中階段人工智能課程教學應注重對學生的動手實踐能力的培養，讓學生可以自主地進行深入地探索，并能激發其創新思維，獨立且自主地設計出更復雜的作品。同時，學校和教師要開發和完善具有自身特色的人工智能課程，形成豐富的教學案例和成熟的課程體系。

2.加快師資的培養

面對中小學師資短缺的現狀，第一，需要解決人才來源的根本性問題。在高等師范院校和有條件的其他高校，通過設立人工智能相關專業來解決市場需求，不斷加強對高校的學科專業體系的建設，使得人工智能專業畢業生能夠更好地適應中小學人工智能課程的教學要求。第二，國家可以出臺相應的政策，鼓勵更多的高校人工智能專業畢業生積極投身于中小學教育教學活動中，同時也可以吸納社會優秀人力資源，鼓勵各類科研機構或企業的相關人工智能專家成為中小學兼職教師，為學校的人工智能課程的發展貢獻一份力量;第三，中小學管理者要加強對中小學人工智能課程建設的重視，加強對學校人工智能課程教師的培養和建設。對于人工智能課程教師自身而言，要重視并清醒的認知自身教學的不足，豐富教學形式，合理規劃教學方案，讓人工智能技術和課堂內容進行緊密的銜接，以此提高學生學習人工智能技術的積極性。同時，教師還應積極與其他教師交流教學經驗，進一步提高教師的綜合水平。為了促進教師之間的交流，校長可以舉辦一個研討會，讓教師在研討會上分享自己的經驗。

3.豐富人工智能教學資源

3.1通過闡明人工智能的概念和發展歷史，教師在選擇相關資源時，應考慮這種教學資源是否更生動地解釋人工智能。比如在選擇導航產品時，要選擇是否能支持客戶個性化需求，考察大數據、大計算、大決策的密集程度，培養學生對人工智能產品信息的辨別能力。

3.2讓中小學生了解、感知和體驗人工智能是人工智能課程教學的教學目標。在學生體驗中，可以選擇以學生手機APP的形式進行現場體驗，如形色APP，這是一款花草識別APP。通過在教學場所現場制作識別方法，增強學生的產品體驗感，讓學生了解產品的工作原理。

4.構建良好的內外部環境支持

國家要求中小學將人工智能課程納入日常教學活動，建立教育教學評估管理制度，確保人工智能課程在學校的有效實施;鼓勵社會力量、科研機構和有關企業參與人工智能的普及;規范教育市場上人工智能的培訓課程和相關教育產品，正確引導學生及家長對人工智能的認知和態度;學校應該推進智能圖書館、智能實驗室、智能教室等人工智能學習環境的建設，不斷構建和完善智能教育教學平臺，使“人工智能”和學生的日常學習和生活進行無縫連接，注重對師生隱私和數據安全的監督和維護，加強對學生的法律和道德引導，使學生認識到人工智能的應用必須遵守國家法律、社會道德和人類道德。

結語

隨著人工智能技術的快速發展，人工智能技術已經廣泛應用于各個行業和領域，成為全球國際競爭和產業轉型的新焦點。人工智能教育的目的是“育人”，即培養具有信息素養、計算思維和創新能力的學生，培養適應智能時代的人工智能高端人才。如何切實有序地推進人工智能教育政策的實施，需要政府、科研機構、中小學校和社會企業的共同努力，加快人工智能課程體系的建設，優化人工智能教育服務，構建良好的內外部環境支持，才能培養適應智能時代的人工智能高端人才，實現學生綜合素質與能力的提升。

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