AI時代中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科建設(shè)的思考

劉海

一、引言

2017年5月，在中國烏鎮(zhèn)圍棋峰會上，AI程序阿爾法狗以3：0的總比分完勝當(dāng)時排名世界第一的世界圍棋冠軍柯潔。阿爾法狗和AI技術(shù)可謂名噪一時，受到全社會的廣泛關(guān)注。AI其實就是人工智能，是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，它是以智能探究為本質(zhì)，并以制造一種能以人類智能相類似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。那在當(dāng)今人工智能如此火熱的環(huán)境中，它對小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科的建設(shè)有何影響？小學(xué)的信息技術(shù)學(xué)科建設(shè)又該做何反應(yīng)呢？這是我們每個信息技術(shù)教育工作者都要面對和思考的問題。

在我國的廣大地區(qū)，小學(xué)信息技術(shù)課程已經(jīng)建立了十五年的時間。小學(xué)信息技術(shù)課程的建立，讓學(xué)生掌握了基本的信息技術(shù)能力，培養(yǎng)了孩子們對計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的興趣，為中學(xué)和大學(xué)的學(xué)習(xí)信息技術(shù)打牢基礎(chǔ)，提升了信息技術(shù)的教育層次。但到了如今的AI時代，阿爾法狗利用深度學(xué)習(xí)方式擊敗圍棋冠軍，將如何影響小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科的建設(shè)，不得不引起我們的思考。下面我從以下幾個方面來進(jìn)行探討。

二、信息技術(shù)教材中要引入AI的相關(guān)知識

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，小學(xué)信息技術(shù)的教材也經(jīng)歷了幾次變化。大體上緊隨著軟硬件的發(fā)展而進(jìn)行編寫。從一開始的介紹windows98、Office辦公軟件，到現(xiàn)在介紹windows XP、WPS辦公軟件、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、Logo編程、Scratch編程，還有機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)等知識。

（一）小學(xué)信息技術(shù)教材開發(fā)的要求

與其他的傳統(tǒng)學(xué)科不同，小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科最大的特點是要與時俱進(jìn)，甚至能夠站在超越當(dāng)下的高度去設(shè)計課程。教材更是如此，把最新的軟件、硬件和理論思想傳播給廣大的受教育者。最初的時候，我們使用的教材只要側(cè)重于介紹操作系統(tǒng)和辦公軟件。后來又引入了兩種適合小學(xué)生的編程軟件，還引進(jìn)了機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)。

但在當(dāng)下AI技術(shù)如火如荼的時候，小學(xué)階段的信息技術(shù)教材應(yīng)該高屋建瓴，以發(fā)展的眼光來看，加入未來引領(lǐng)潮流的技術(shù)，提前做好小學(xué)生對AI技術(shù)的認(rèn)識，指導(dǎo)小學(xué)生開展AI技術(shù)的學(xué)習(xí)與實踐。

（二）教材對于AI技術(shù)具體決定意義

任何一門學(xué)科，教材對于學(xué)科的建設(shè)都是意義重大的。教材中提供的內(nèi)容往往會把教師和學(xué)生限制在某一個特定的范圍內(nèi)。教師都是根據(jù)教材提供的內(nèi)容，在課程標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)，指導(dǎo)學(xué)生，開展教學(xué)活動。AI技術(shù)也可以實現(xiàn)從零到有的突破，廣大的教師和學(xué)生都可以參與到AI技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究中來。

三、信息技術(shù)教師要進(jìn)行AI技術(shù)的培訓(xùn)

（一）信息技術(shù)教師的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，在小學(xué)階段，大部分的信息技術(shù)教師都是畢業(yè)于一些與信息技術(shù)相關(guān)的專業(yè)。比如計算機(jī)專業(yè)、信息專業(yè)、通信專業(yè)、現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)等。還有一些信息技術(shù)教師是由科學(xué)老師、數(shù)學(xué)老師和其他愛好計算機(jī)的老師轉(zhuǎn)行而來。信息技術(shù)教師的水平、層次參差不齊，個體間的差異比較大。

現(xiàn)階段的AI技術(shù)已經(jīng)是人工智能發(fā)展的第五個階段，深度學(xué)習(xí)階段。以前美國的計算機(jī)“深藍(lán)”利用程序只是擊敗了國際象棋冠軍，當(dāng)時的人工智能技術(shù)還不可以戰(zhàn)勝人類的圍棋冠軍。所以很多教師對AI技術(shù)的認(rèn)識還停留在20世紀(jì)90年代末認(rèn)知水平上。

（二）AI技術(shù)的專業(yè)性問題

AI技術(shù)是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項工作的人必須懂得計算機(jī)知識；尤其是計算機(jī)高級語言、程序算法等技術(shù)是息息相關(guān)的。但懂計算機(jī)知識的人并不一定懂AI技術(shù)，不同的時代、不同的人對這種“復(fù)雜工作”的理解是不同的。AI技術(shù)相比其他的計算機(jī)技術(shù)，有著很強(qiáng)的專業(yè)性。

目前的AI研究的成果直接影響著人們的日常生活。將來，AI技術(shù)的發(fā)展將會給人們的生活、工作和教育等帶來更大的影響。

四、中小學(xué)校要建立適合學(xué)生的AI實驗室

AI技術(shù)的研究和教學(xué)，不能像以往傳統(tǒng)的信息技術(shù)一樣，一個機(jī)房，一根網(wǎng)線就能解決問題。AI技術(shù)是一門新型的技術(shù)，開展AI技術(shù)的教學(xué)和研究，都離不開AI實驗室。

小學(xué)信息技術(shù)課程，受到師資、學(xué)校條件、學(xué)生知識基礎(chǔ)的影響，并不能照搬大學(xué)里建設(shè)復(fù)雜的AI實驗室，研究復(fù)雜的AI技術(shù)。小學(xué)AI實驗室，完全可以以介紹AI技術(shù)和發(fā)展和應(yīng)用為主，再結(jié)合解決現(xiàn)實生活的問題，開展一些AI小實驗。這是學(xué)生喜聞樂見，也是他們易于接受的。

五、用發(fā)展的眼光看AI，開展AI技術(shù)競賽

信息技術(shù)的提升和重點人才的培養(yǎng)和各種學(xué)科一樣，需要有相應(yīng)的競賽去策應(yīng)。NOI（全國青少年信息學(xué)奧林匹克競賽）和NOIP（全國青少年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽）讓中學(xué)信息技術(shù)的編程教學(xué)具有很高的向心力。這些競賽不光為學(xué)生學(xué)習(xí)編程增強(qiáng)了動力，也為國家和高校培養(yǎng)了大批的計算機(jī)人才。

AI技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)上的研究與發(fā)展，一定要用發(fā)展的眼光來看待。各級教研單位，群策群力，開展好AI技術(shù)的競賽活動，培養(yǎng)出一批具有高水平、高素質(zhì)的師資隊伍；培養(yǎng)出一批具有超前意識的，具備一定AI技術(shù)水準(zhǔn)的小學(xué)生。

現(xiàn)在的對小學(xué)生培養(yǎng)，很注重STEM的教育。STEM教育，包括數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程。而AI技術(shù)的學(xué)習(xí)，都需要應(yīng)用到這幾個方面?？梢哉f，AI技術(shù)教學(xué)是STEM教育的一個分支，也是目前STEM教育中非常高端的一種技術(shù)。作為學(xué)校和信息技術(shù)教師，重視AI技術(shù)的教學(xué)和研究，搞好小學(xué)階段的AI教學(xué)研究，是非常重要和刻不容緩的一件事情。

【作者單位：鎮(zhèn)江市丹徒實驗學(xué)校 江蘇】