【摘 要】目前中小學(xué)人工智能課程存在課程定位模糊、教學(xué)內(nèi)容分化、課程資源與體系繁雜等問題。為此，需要采取明確課程定位、加強(qiáng)內(nèi)容建設(shè)、統(tǒng)一教材標(biāo)準(zhǔn)等策略，以促進(jìn)中小學(xué)人工智能教育健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】中小學(xué)；人工智能；課程；對策

【中圖分類號】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）09-014-02

基礎(chǔ)教育階段的人工智能教育越來越被廣泛重視。中小學(xué)的人工智能課程建設(shè)在2017年被國務(wù)院納入了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》綱要中。

中小學(xué)人工智能課程存在的問題

1.課程定位模糊

人工智能是在數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展過程中所形成的跨領(lǐng)域新型學(xué)科，覆蓋的知識面較廣，理論性與實(shí)踐性較強(qiáng)，現(xiàn)正處于快速發(fā)展與創(chuàng)新階段，在應(yīng)用領(lǐng)域仍存在需要深入探索的問題。同時，中小學(xué)人工智能課程建設(shè)相應(yīng)地也處于初創(chuàng)時期，有些教育工作者易將人工智能學(xué)科與編程教育、機(jī)器人教育等學(xué)科混淆。部分中小學(xué)在開設(shè)人工智能課程時，往往將編程課程或機(jī)器人課程稍作修改，這也導(dǎo)致了課程定位模糊且偏離教育方向等一系列問題。人工智能課程需結(jié)合前沿技術(shù)發(fā)展需求以及人工智能核心內(nèi)容進(jìn)行探索，否則無法有效提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)[1]。

2.教學(xué)內(nèi)容泛化

人工智能學(xué)科所包含的子學(xué)科內(nèi)容較為繁雜，而且大多與數(shù)學(xué)邏輯推理能力相關(guān)。面對抽象性的內(nèi)容，有些中小學(xué)生難以理解和消化，容易產(chǎn)生抵觸情緒。例如，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能發(fā)展的重要技術(shù)，很多中小學(xué)生所接受的教育是卷積運(yùn)算，在前期導(dǎo)學(xué)階段教師會為學(xué)生進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算展示，在一定程度上學(xué)生們會被新奇事物所吸引，但是這僅僅停留在知識表面，沒能深入體會到人工智能的運(yùn)算思想，這易導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)泛化的問題。

3.課程資源與體系繁雜

人工智能技術(shù)正處于發(fā)展初級階段，很多中小學(xué)校開展教學(xué)時都以個性化教育內(nèi)容為主，屬于學(xué)校自身的校本教育。這雖然結(jié)合了本校學(xué)生的年齡特點(diǎn)以及成長規(guī)律，但是還未能形成系統(tǒng)性的學(xué)科體系。其中，包括各學(xué)段之間的教學(xué)連貫性不足，有的內(nèi)容未能與現(xiàn)代人工智能技術(shù)發(fā)展相結(jié)合等。人工智能課程體系可利用的教學(xué)資源較為繁雜，不同學(xué)校和不同教育工作者對此認(rèn)識也不同，因此在教材編選、教學(xué)模式設(shè)定以及教學(xué)理念選擇等方面，存在著顯著的差異[2]。

中小學(xué)人工智能課程存在問題的原因

1.課程建設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前階段，我國中小學(xué)階段沒有專門針對人工智能的全國統(tǒng)一課程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，而是將其作為信息技術(shù)課程或選修課程的一部分內(nèi)容。這樣做的好處是可以利用已有的課程體系和資源，避免增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，但同時導(dǎo)致了課程定位較為模糊的問題。究其原因是信息技術(shù)課程的內(nèi)容過于廣泛和雜亂，人工智能只占據(jù)了其中很小的比例，難以體現(xiàn)其重要性和特色；選修課程的開設(shè)和參與受到了學(xué)校、教師和學(xué)生多方面因素的影響。學(xué)校和教師對其重視程度較低，存在著擠占人工智能課程時間的問題。

2.課程內(nèi)容成人化

當(dāng)前中小學(xué)人工智能課程中抽象化內(nèi)容太多。中小學(xué)生并未形成完整的邏輯思維與抽象思維，而人工智能需要通過利用數(shù)據(jù)構(gòu)建場景，也就是說抽象化的場景必須以數(shù)據(jù)形式進(jìn)行描述或表達(dá)。這要提升學(xué)生的邏輯思維意識，讓學(xué)生了解數(shù)字資源在人工智能領(lǐng)域的重要性。鑒于學(xué)生的年齡特點(diǎn)以及成長規(guī)律，在課程內(nèi)容中應(yīng)更多地采取以具象化與形象化的語言或可視化方式進(jìn)行表達(dá)，當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生一定的學(xué)習(xí)興趣后，再通過量化數(shù)據(jù)與抽象思維解釋具象化事物背后的關(guān)鍵信息，多以定量方式呈現(xiàn)問題特征，這能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)人工智能。

3.教材編寫主體多

當(dāng)前階段，我國中小學(xué)階段并未采用統(tǒng)一的人工智能教材，而是由各地、各校、各出版社自行編寫。這樣做的好處是可以根據(jù)不同的地區(qū)、學(xué)校和年級的特點(diǎn)和需求，靈活地選擇和調(diào)整教材內(nèi)容和形式，但同時也導(dǎo)致了教材的編寫水平不一。各地方所采用的教材標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，甚至出現(xiàn)一個地方存在多種教材資源和課程體系同時使用的情況，從而導(dǎo)致了課程資源與體系較為繁雜。

中小學(xué)人工智能課程建設(shè)應(yīng)采取的措施

1.明確課程定位

明確課程定位，保障人工智能課程與教材的質(zhì)量和安全。中小學(xué)人工智能課程教學(xué)本質(zhì)上是一種普惠教育，在中小學(xué)開設(shè)這門課程的目的是為了讓所有學(xué)生都具備成為智能時代公民所必需的數(shù)字素養(yǎng)，而不是把所有學(xué)生都培養(yǎng)成為人工智能技術(shù)專家。因此只有做好人工智能課程的定位，才能夠更好地開展人工智能教學(xué)。對此，在進(jìn)行人工智能課程定位時，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)思維和對尖端科學(xué)興趣為主要教學(xué)目標(biāo)，使其了解人工智能基本的運(yùn)行原理和“思維方式”。教師應(yīng)結(jié)合中小學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知特征，通過深入淺出和生動有趣的課程設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生對計(jì)算思維的興趣，在他們心中種下人工智能的種子。

2.培育學(xué)生信息數(shù)據(jù)素養(yǎng)

當(dāng)中小學(xué)生具備了一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及其理論知識、數(shù)據(jù)意識思維后，還要注重培育學(xué)生的信息數(shù)據(jù)素養(yǎng)。學(xué)生的信息數(shù)據(jù)思維與素養(yǎng)主要是指學(xué)生在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及信息科學(xué)基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)檢索以及歸納能力。如在講解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識時，教師可結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行難度降低或提升，主要目的是通過連接關(guān)系，讓學(xué)生了解單個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)圖以及傳播方式[3]。通過分組的方式讓學(xué)生在小組內(nèi)部先行討論，學(xué)生在交流過程中會利用數(shù)據(jù)思維分析問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。

3.統(tǒng)一教材標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容

由于中學(xué)生人工智能課程內(nèi)容較為分散和繁雜，各個學(xué)校所使用教材不統(tǒng)一，內(nèi)容更是千差萬別，導(dǎo)致學(xué)生們對于人工智能的認(rèn)知結(jié)構(gòu)也存在著較大差異，這對后續(xù)學(xué)生的深造帶來諸多問題，如學(xué)校難以統(tǒng)一教學(xué)進(jìn)度等。目前人工智能教學(xué)存在一個誤區(qū)，就是更多的教師傾向幫助學(xué)生形成知識框架，這種教學(xué)模式可以快速地讓學(xué)生掌握相關(guān)概念與知識。但是這種按照成人的思維方式對人工智能課程進(jìn)行講授，卻忽略了現(xiàn)有人工智能課程內(nèi)容的應(yīng)用性與操作性，從而造成學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力較弱。因此，只有統(tǒng)一人工智能教材標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，學(xué)生才能夠在學(xué)習(xí)過程中形成大體一致的知識體系，才有利于教學(xué)評價和學(xué)生能力的培養(yǎng)。同時，應(yīng)該及時地更新和調(diào)整教材的內(nèi)容和形式，以跟進(jìn)人工智能技術(shù)的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢。

人工智能特別是生成式人工智能是人類社會發(fā)展的必然趨勢，因此其相關(guān)的教育必須結(jié)合相關(guān)技術(shù)的前沿發(fā)展步伐和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)開展教學(xué)模式創(chuàng)新。本文的分析與探討旨在提升我國基礎(chǔ)教育階段的人工智能教育質(zhì)量，促進(jìn)更拔尖創(chuàng)新人才涌現(xiàn)和中國式現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)。

注：本文系2022年度徐州市規(guī)劃課題“鄉(xiāng)村小學(xué)‘機(jī)器人’教學(xué)與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)整合案例研究”（課題編號：GH14-22-X004）和2022年度江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“智能社會背景下高校教師數(shù)字素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與提升路徑研究”（課題編號：B/2022/01/156）的階段成果

參考文獻(xiàn)

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