中小学人工智能课程建设初探
李敏
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李敏,. 中小学人工智能课程建设初探[J]. 人工智能研究,202110. DOI:10.12721/ccn.2021.157050.
摘要: 在中小学开展人工智能普及教育,是国家和社会发展以及科技进步对新时代教育提出的重要要求,对培养未来型人才有重要意义。该文结合教育部教育装备科研开发中心《中小学人工智能教育项目目》的研制与实施,以“装备课程”为指导,对中小学人工智能课程的定位、目标、内容设计、建设理念及实施保障措施进行了分析和阐述。
关键词: 中小学人工智能课程;教育设备;新一代人工智能发展规划
DOI:10.12721/ccn.2021.157050
基金资助:

【引言】

2017年7月,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》(以下简称《规划》),确立了新一代人工智能发展“三步走”的战略目标,标志着发展人工智能正式上升为国家战略,这一计划被称为“规划”。而如何准确地认识并有效地贯彻计划精神,推动人工智能教育,已经成为教育工作者面临的新课题,这就是中小学人工智能教育项目的实施经验,并就人工智能课程的定位、目标设计、内容设计、实施保障措施等关键问题进行初步思考与探讨。

一、抓住人工智能教育内涵,明确课程定位

人工智能(简称AI)是一门对智能进行研究、开发的理论、方法、技术以及用于模拟人、拓展人的应用系统的专门学科。AI教学就是将人工智能的知识、原理、经验和实践技巧结合起来,运用科技手段,创造性地解决实际问题的一门课程。智能教育有狭义与广泛之分,狭义智能教育指“人工智能+教育”,即以人工智能技术改变教学方式、提高教学效率、服务于教学管理等,是信息化教育手段向智能化的延伸与发展;广义智能教育是从行为和功能的角度出发,通过智能机器的外在行为和能够实现的功能,进而使机器来模拟人类认知能力的技术。借助人工智能为手段,以人工智能为基础.“人工智能+教育”是指老师、学生都不需要知道,人工智能的技术原理及其执行过程,就能利用其科学技术来帮助课堂上的学习;人工智能课程对学生也有很大的要求,它要求学生必须要具备一定的“智能内容”学生需要了解人工智能基本概念,进而认识 AI发展过程,从而创造性地应用和改进技术。

AI的发展会给世界带来深刻的影响,各国都非常重视并积极采取行动,要积极准备,抓住这次难得的机遇。全世界许多发达国家,比如美、法、德、日欧盟等国,在根据自己国情的基础上,先后都出台了一些人工智能政策。同样在前几年,我国也人工智能列入政府工作报告中,为此也发布了一系列文件。在发展人工智能上,不仅政府要亲力亲为,一些高科技企业也要积极配合,加大投入力度。在这一背景下,作为一线的中小学科技教师,更要充分看清形式,加大人工智能人才培养的力度,这不仅是国家发展的战略的需要,同时也是世界人工智能创新中心规划的重要组成部分。

为了确保我国人工智能技术,能跟上世界的发展步伐,我认为很有必要从中小学抓起。人工智能在未来世界里,必将是世界发展的潮流。一方面,学生尽早接触、了解以及学习人工智能,对他们更好的适应未来社会,把握个人发展的主动权,具有重大意义。另一方面,为了确保智能教育的发展,让人工智能教育落地,这也对中小学的科技老师提出了更高的要求,因此,在这一方面,必须加大中小学教师的培养力度。

二、人工智能课程设置的意义

谈到人工智能课程,首先要区别两个概念:人工智能教育与教育人工智能。

人工智能教育就是一种普遍性的教育,它突出了智能时代中“人”这一主体,即培养具有信息素养的公民。

教学人工智能则是借助人工智能技术,对学习过程中的各种外部因素进行更为深入、微观的了解,从而创造出有效学习的条件。其重点在于“科技”。

本文讨论的人工智能课程属于前者,即人工智能教育的范畴,主要是指在各层次、各类型学校中开设相关课程,以培养适应智能时代发展的人才,培养人工智能相关领域的创新人才。

AI是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力。从世界范围看,美、英、法、日、德等国尤其重视人工智能的教学,把数字素养的培养纳入基础教育的课程体系,以保证其在国际科技竞争中的领导地位。

在我国中小学教育体系中,设置人工智能课程,可以使中小学生有针对性地体验人工智能处理或解决较为复杂的实际问题的过程,培养其对人工智能所涉及更复杂算法、大数据及信息系统全局观等的学习和研究兴趣,提高学生勇于探索的创新精神和善于解决实际问题的实践能力,为国家储备大量创新型人才。

三、人工智能课程实施建议

人工智能课程的特点,要求老师具备纵向、横向的知识和能力,加上对学生的期望值一般都很高,这对中小学科技教师提出了不小的挑战和压力,这就要求老师们不断更新知识,并在课堂教学实践中不断创新。

一方面,人工智能课堂是一种鼓励学习者超越教师本身的课堂。在信息化2.0时代,要求学生具有较高的信息集成与应用创新能力,教师不失时机地激励、引导、推动、互助、放手,才能取得较好的教学效果。因此,采取更适用的教学模式,例如项目型教学、问题解决教学、案例教学(CMT)等,都会使人工智能课堂变得更具活力与张力。

教师在课堂上该怎样利用智能教育?首先在教学过程中,老师要根据学生的认知水平、知识掌握程度以及创新能力等多种因素,合理安排各学段的课程内容,并将学生的学习层次进行分层设计,逐渐加深学生对人工智能知识的掌握程度,从而达到合理使用人工智能的目的。其次从整体上看,小学和中学人工智能课程可以借鉴“经验模式”。即在已有人工智能创新应用平台基础上,验证其它的功能和应用潜力。这种教学方法适合各年龄层,对老师教学起着很大的帮助作用。最后在实际应用过程中,老师也要学会其不断总结经验,加强交流沟通,不断提高自己的教学技术与素养。

随着人工智能时代的到来,教育领域将发生深刻的变革。AI在教育领域,无论是作为一门人工智能课程,还是一种辅助教师教学的技术工具,都具有很高的应用价值。但是,与人工智能技术自身的发展相比,人工智能在教育教学中的应用尚处于探索阶段。为此,在人工智能进入中小学课堂后,教师应转变观念,提高自身专业知识水平,合理运用人工智能技术,突破人工智能与教育结合的瓶颈,以此来培养人工智能教育领域的领军人才。

【总结】

基础教育阶段的人工智能课程是一项具有前瞻性的重要举措,小学和中学应开展人工智能课程。但是人工智能涉及的领域很多,发展速度很快,而我国的人工智能课程的实施还处于起步阶段。因此,要想提高大学生的信息素质,就必须从根本上打出完善的课程实施体系,使之更好的贯彻实施,提高学生的信息素养、人工智能思维方式和应用创新能力。

【参考文献】:

[1].国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知(国发〔2017〕35号)[Z].2017-7-8.

[2].教育部关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知(教技〔2018〕3号)[Z].2018-4-2.

[3].约瑟夫·E.奥恩,教育的未来(第一版)[M].北京:机械工业出版社,2019.