中小學校人工智能與編程教育普及應用現(xiàn)狀調(diào)查研究

李立新

摘要：在人工智能時代，在中小學開展人工智能與編程教育課程，培養(yǎng)中小學生數(shù)字技能和計算思維能力，提升學生信息素養(yǎng)是基礎教育工作者的一項重要工作任務。本文針對重慶市開展編程教育的相關要求，對各區(qū)縣開展了人工智能與編程教育普及的調(diào)查研究。調(diào)查主要從各地對開展人工智能與編程教育的認知、區(qū)縣管理情況、學校開展工作情況、編程教育師資情況等方面進行調(diào)查和分析。根據(jù)調(diào)查中存在的問題，作者提出了幾點建議，希望能為中小學普及人工智能與編程教育課程提供一些思路。

關鍵詞：中小學;人工智能與編程教育;調(diào)查;研究

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）20-0000-04

● 引言

在人工智能時代，在中小學開展人工智能與編程教育課程，培養(yǎng)學生數(shù)字技能和計算思維能力，成為提升學生信息素養(yǎng)的重要途徑。[1]近年來，隨著信息技術的飛速發(fā)展，世界各國高度重視中小學人工智能與編程教育，紛紛制定相關政策支持編程教育普及：美國前總統(tǒng)奧巴馬在2014年撥款40億美元支持“編程一小時”計劃，推進美國中小學普及編程教育。同年，英國發(fā)布新版國家課程標準，規(guī)定5～16歲的兒童學習編程。2017年，日本修改“學習指導要領”，提出到2020年將編程教育作為所有小學的必修課，2021、2022年，日本所有初、高中將開設編程教育課程。[2]我國也在2017年由國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確要在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，加強人才儲備和梯隊建設，形成我國人工智能人才高地。[3]教育部《教育信息化2.0行動計劃》也指出，要充實適應信息時代、智能時代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容，進一步提升學生信息素養(yǎng)。[4]

2018年9月，重慶市教委下發(fā)了《關于加強編程教育的通知》，對中小學編程教育課程的內(nèi)容、課時都做了明確要求。[5]這項工作到底落實得怎樣？各區(qū)縣開展編程教育課程的基本條件、教材內(nèi)容以及師資狀況怎么樣？對此，筆者開展了調(diào)查研究。

● 調(diào)查對象及方式

本次調(diào)查研究覆蓋重慶市40個區(qū)縣，對象為區(qū)縣教育信息化管理部門人員、中小學校長、分管校長和一線教師。本次調(diào)查共設計47道題目，采用單選、多選、填空三種形式，對調(diào)查對象的基本信息和人工智能與編程教育普及政策了解、經(jīng)費支持、教材內(nèi)容、開課方式以及區(qū)縣、學校、家長對開展人工智能與編程教育的態(tài)度、意愿、行為等方面進行調(diào)查。

調(diào)查通過問卷星在線實施，收回問卷2075份，剔除無效問卷1份，有效問卷2074份，有效率99.95%，具體數(shù)據(jù)利用Excel進行統(tǒng)計與分析。

● 調(diào)查結果

1.人工智能與編程教育認知情況分析

調(diào)查問卷從是否知道中小學需要開設人工智能與編程教育課程、開設該課程的態(tài)度和作用等方面設置了6道選擇題，教師對人工智能與編程教育普及開展的認知情況調(diào)查結果如圖1所示。

從圖1中可以看到，有1395名教師知道中小學需要開設人工智能與編程教育課程，占參與調(diào)查總?cè)藬?shù)的67.26%;67.79%的教師認為開設人工智能相關課程非常重要;93%的教師認為中小學生學習人工智能相關課程開闊學生視野;67.79%的教師認為有利于培養(yǎng)學生科技興趣;75.7%的教師認為有助于培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力，提升學生信息素養(yǎng);60.95%的教師認為有助于學生未來就業(yè)和職業(yè)發(fā)展。以上調(diào)查數(shù)據(jù)表明，絕大部分教師都了解、認同中小學開設人工智能相關課程。

2.區(qū)縣管理情況分析

針對區(qū)縣教育信息化管理部門，調(diào)查問卷從人員配備、教材選定、經(jīng)費支持、活動開展等方面設置了多道選擇題。表1為各區(qū)縣對人工智能與編程教育的管理情況調(diào)查表。

從表1中可以看到有33個區(qū)縣安排了專人負責人工智能與編程教育工作，占比達到80.5%;在教材方面，有13個區(qū)縣有統(tǒng)一的人工智能與編程教材，占比31.7%;在經(jīng)費支持方面，有專項經(jīng)費支持的區(qū)縣有29個，占70.7%;在活動開展方面，有28個區(qū)縣開展了相關競賽活動，占比約為69%。調(diào)查表明，絕大部分區(qū)縣非常重視該項工作，積極落實人員，安排經(jīng)費支持，并通過開展相關競賽活動推動該項工作的開展。

3.學校開展情況分析

2074名調(diào)查對象中有643名為中小學校人工智能與編程教育一線教師。對643份一線教師的調(diào)查問卷進行分析，學校安排教師專職從事人工智能與編程教育課程的有473人，占78.7%。學校已開設人工智能相關課程的，占比接近64%，其中開課1學年及以上的，占比約50%，開課1學期的，占比14%;每周課時在1～2節(jié)以上的占約79%;人工智能與編程教育作為選修課的占比45.12%，作為必修課的占比41.22%，作為延時服務的10.24%。人工智能與編程教育開展方式如下頁圖2所示，其中，通過信息技術課的占比最高，達到93%，其次分別為科技活動、機器人活動、創(chuàng)客空間、信息學奧賽，占比分別為45.85%、39.27%、34.39%、10%。

調(diào)查表明，絕大部分學校行動迅速，通過各種方式積極開展人工智能與編程教育課程，在開展方式上大多是通過信息技術課進行，每周課時普遍安排1～2節(jié)。

4.師資專業(yè)情況分析

調(diào)查問卷從教師性別、年齡、職稱、專業(yè)等方面設計了多道題目。教師基本情況調(diào)查如下頁表2所示。調(diào)查結果顯示，調(diào)查對象男教師占比63.74%;年齡在40歲以上的教師最多，占比達到60.66%;學歷以本科為主，占比達到76%以上;職稱以中級教師為主，占比44%;城鎮(zhèn)和農(nóng)村學校大體相當，各占50%左右;學段以小學為主，占比69%以上;教師專業(yè)方面，約55%的教師專業(yè)為計算機、軟件或理科專業(yè)。

以上數(shù)據(jù)說明，目前人工智能與編程教育教師主要還是以2000年國家普及信息技術教育時招聘引進的師資為主，他們現(xiàn)在年齡絕大部分都在40歲以上，職稱現(xiàn)多為中級，專業(yè)以計算機類專業(yè)為主。