摘 要：文章分析了人工智能在中小學(xué)教育中的現(xiàn)狀和存在的不足，不足方面包括沒有制定完善的課程體系、師資力量不足和缺乏良好的外部環(huán)境，然后針對這些不足提出了制定完善的課程體系、壯大師資力量、營造良好的外部環(huán)境等改進(jìn)的策略。

關(guān)鍵詞：人工智能;人工智能課程;中小學(xué)教育;基礎(chǔ)教育

中圖分類號：G633.67 ??文章編號：2095-624X（2019）17-0119-02

人工智能這一術(shù)語首先在1956年由美國的學(xué)者約翰·麥卡錫提出，但由于當(dāng)時的計算機(jī)運(yùn)算能力的限制，使其只局限于實(shí)驗(yàn)室研究，未能廣泛應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是2016年由谷歌公司研發(fā)的人工智能機(jī)器人阿爾法狗擊敗圍棋世界冠軍李世石，人工智能再次成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，并且已經(jīng)快速地融入社會生活的各個領(lǐng)域，對教育行業(yè)也帶來了極大的沖擊。為此，筆者調(diào)查和分析了目前中小學(xué)人工智能教育開展的情況，并對存在的問題進(jìn)行探討。

一、中小學(xué)人工智能教育的現(xiàn)狀

人工智能已經(jīng)成為衡量一個國家科技水平的重要指標(biāo)，世界各國高度重視人工智能的發(fā)展。美國在2016年連續(xù)發(fā)布了《國家人工智能研究與發(fā)展策略規(guī)劃》和《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》兩份政府工作報告[1]，是第一個將人工智能發(fā)展上升到國家層面的國家。另外，歐盟和日本也發(fā)布了人工智能的相關(guān)戰(zhàn)略和計劃[2]。我國也緊跟發(fā)達(dá)國家的步伐，2017年，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出：“要把人工智能發(fā)展放在國家戰(zhàn)略層面系統(tǒng)布局、主動謀劃，牢牢把握人工智能發(fā)展新階段國際競爭的戰(zhàn)略主動，打造競爭新優(yōu)勢，開拓發(fā)展新空間，有效保障國家安全?！倍萍紕?chuàng)新，必須教育先行，2018年4月教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動計劃》，明確要求要完善人工智能教育的課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)信息時代、智能時代發(fā)展的需要。

2003年我國中小學(xué)開始正式啟動人工智能教育，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，當(dāng)前的人工智能教育的形式主要是在信息技術(shù)、STEAM和創(chuàng)客等課程中加入人工智能的相關(guān)內(nèi)容：在2017年版的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，將“人工智能初步”作為選修模塊，其包括人工智能基礎(chǔ)、簡單智能系統(tǒng)開發(fā)、人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用三部分[3];有些學(xué)校和教師將人工智能課程和STEAM課程相結(jié)合，從感知、認(rèn)知和創(chuàng)新三個層次構(gòu)建“STEAM+人工智能教育”校本課程體系;也有學(xué)校將人工智能和大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)融合在“智能家居應(yīng)用設(shè)計”模塊和“機(jī)器人設(shè)計與制作”模塊中，以增強(qiáng)學(xué)生對人機(jī)關(guān)系的認(rèn)識。

二、目前我國中小學(xué)人工智能教育的不足

1.缺乏完善的課程體系

目前我國中小學(xué)人工智能教育尚處在起步階段，尚未形成一套完善的課程體系。而課程體系是中小學(xué)系統(tǒng)實(shí)施人工智能課程的首要條件。雖然在普通高中教育階段有《人工智能初步》這一課程體系，但在初中和小學(xué)階段尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)，能否套用高中的課程標(biāo)準(zhǔn)，有待進(jìn)一步的研究和討論，因?yàn)椴煌挲g段學(xué)生的理解和接受能力不同，決定了中小學(xué)人工智能課程要有階段性。另外，由于我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的教育投入的差別，決定了不同地區(qū)的課程標(biāo)準(zhǔn)也要有所不同。因此，當(dāng)前最緊迫的任務(wù)是組織研究和制定全國性和地方性的中小學(xué)人工智能課程體系，明確中小學(xué)各個階段的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)要求。

2.師資力量不足

人工智能是近年來才發(fā)展起來的新學(xué)科，技術(shù)特性強(qiáng)，目前國內(nèi)師范院校也是近幾年才陸續(xù)開設(shè)人工智能師范類專業(yè)，而且這些院校也集中在北京、上海、廣州、天津、杭州、南京等發(fā)達(dá)城市，尚未全國范圍內(nèi)廣泛開展，所以目前人工智能專業(yè)教師的數(shù)量少之又少，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)缺乏。再加上中小學(xué)教師的工資待遇仍處于相對比較低的水平，遠(yuǎn)比其他行業(yè)的人工智能領(lǐng)域的從業(yè)者工資水平低，部分人工智能專業(yè)的師范生畢業(yè)后選擇從事其他行業(yè)，導(dǎo)致中小學(xué)校很難招到理想的人工智能專業(yè)的教師。另外，很多中小學(xué)的人工智能課程都是臨時由計算機(jī)專業(yè)、科學(xué)專業(yè)的教師來任課，不能保證人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量。教師的缺乏，是目前中小學(xué)能否全面開展人工智能課程遇到的最大障礙。

3.缺乏良好的外部環(huán)境

人工智能教育是信息技術(shù)高精尖的產(chǎn)物，技術(shù)含量高，理論復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度大、周期長，在中小學(xué)開展人工智能課程必將是長期的過程。人工智能教育要想開展得好，必將壓縮學(xué)生學(xué)習(xí)語數(shù)英等課程的時間，產(chǎn)生一定的沖突。而目前我國中小學(xué)的應(yīng)試教育依然是重中之重，與升學(xué)考試無關(guān)的課程容易受到教育部門和家長的冷落，人工智能課程的開展困難重重。

三、改進(jìn)策略

1.制定中小學(xué)各階段的人工智能課程體系

筆者認(rèn)為，人工智能的課程目標(biāo)應(yīng)包括：①掌握人工智能的基本概念，從而為進(jìn)一步學(xué)好該課程奠定堅實(shí)的基礎(chǔ);②了解和掌握智能機(jī)器人的傳感器和驅(qū)動裝置等內(nèi)部裝置的作用和運(yùn)行過程;③學(xué)會編程，從而提高學(xué)生的邏輯思維能力和解決問題的能力;④了解組裝機(jī)器人的過程，從而提高學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和實(shí)踐操作能力。不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知能力和接受能力不同，決定了中小學(xué)人工智能課程要各有側(cè)重點(diǎn)。小學(xué)階段應(yīng)著重在感受人工智能，可以通過一些小故事，讓小學(xué)生初步認(rèn)識到什么是人工智能，然后通過使用各種人工智能產(chǎn)品，讓學(xué)生感受到人工智能可讓機(jī)器像人一樣看、聽、說、想、動，初步體驗(yàn)人工智能的用途，還可以應(yīng)用Scratch等圖形化編程工具，讓學(xué)生初步了解簡單的編程和算法。初中階段應(yīng)著重在于體驗(yàn)人工智能，了解人工智能的基本原理，可以設(shè)置體驗(yàn)類和簡單創(chuàng)作類的活動，讓學(xué)生感受到人工智能的趣味性，以及應(yīng)用圖形化編程語言，設(shè)計出稍微復(fù)雜一些的人工智能產(chǎn)品[4]。高中階段的人工智能課程應(yīng)側(cè)重于創(chuàng)造創(chuàng)新，注重提高學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力、整體思考能力和動手能力，可通過Python編程、機(jī)器人、數(shù)據(jù)分析的方式，創(chuàng)造出復(fù)雜的人工智能產(chǎn)品，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.壯大師資隊伍、提高師資水平

首先，全國各地的高等師范院校應(yīng)緊跟時代的步伐，結(jié)合社會經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的需要，響應(yīng)國家大力發(fā)展人工智能教育的號召，加緊開設(shè)人工智能師范類專業(yè)，已經(jīng)開設(shè)此類專業(yè)的院?？蓴U(kuò)大招生規(guī)模，只有這樣才能從源頭上解決人工智能專業(yè)師資力量不足的問題。其次，教育部門和財政部門也要提高中小學(xué)教師的工資待遇，吸引更多高層次的人工智能專業(yè)的教師扎根中小學(xué)課堂，壯大師資隊伍。最后，由于人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，教師只有不斷學(xué)習(xí)最新的研究成果，才能跟上時代的步伐，才能使學(xué)生學(xué)到最新的、最前沿的科技，因此，教師還要參加學(xué)習(xí)班、培訓(xùn)班等繼續(xù)教育項(xiàng)目，以不斷增長自己的知識，教育部門也要多組織教師進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流、授課比賽等活動，來提高人工智能類課程師資隊伍的教學(xué)水平，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.營造良好的外部環(huán)境

在國家層面，應(yīng)出臺相關(guān)的法律法規(guī)，將人工智能課程列為正規(guī)的課程寫入中小學(xué)日常課程，建立和健全人工智能課程教育教學(xué)和考核的管理制度，確保人工智能課程能得到順利和有效的實(shí)施，并在輿論上加強(qiáng)宣傳，讓普羅大眾意識到在中小學(xué)開展人工智能課程對于國家長遠(yuǎn)發(fā)展和學(xué)生個人素質(zhì)提高的重要性，在民眾中形成學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的良好氛圍。在學(xué)校層面，可開設(shè)家長課堂，讓家長進(jìn)一步了解人工智能課程的重要性，爭取家長的配合。另外，也要鼓勵和支持第三方機(jī)構(gòu)開辦人工智能培訓(xùn)班，讓學(xué)生充分利用課外的時間不斷增長知識，與學(xué)校人工智能課程形成優(yōu)勢互補(bǔ)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的潛能。

四、結(jié)語

人工智能是近年來熱門的話題，即將成為改變生活方式和提高生產(chǎn)效率的革命性技術(shù)[5]。隨著計算機(jī)運(yùn)算能力、傳感器識別能力、存儲器存儲能力等硬件水平的提升和算法的不斷改進(jìn)，人工智能的發(fā)展日新月異，是衡量一個國家的科技創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)，要想讓我國的科技創(chuàng)新能力在未來的國際環(huán)境中占領(lǐng)制高點(diǎn)，就必須在中小學(xué)階段大力發(fā)展人工智能教育。但無論是從國家層面，體制層面，還是教師層面，我們都還處于比較初級的階段，尚有很長的路要走。因此，從中央到地方，從政府到學(xué)校等各級各部門都應(yīng)高度重視人工智能教育在中小學(xué)的開展，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃人工智能教育課程，壯大師資隊伍，提高師資水平，為人工智能教育的順利開展?fàn)I造良好的外部環(huán)境，為中國人工智能 2030 目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳傳剛.人工智能時代的教育轉(zhuǎn)向及發(fā)展理念[J].未來與發(fā)展，2018（11）.

[2]呂紅軍，荊倩倩.中小學(xué)開展人工智能教育的現(xiàn)狀及改進(jìn)建議[J].現(xiàn)代教育， 2019（1）.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[4]費(fèi)海明.人工智能啟蒙教育讓人“怦然心動”[J].中國信息技術(shù)教育，2017（22）.

[5]魏伊非.人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2019（2）.

作者簡介：朱杏燕，碩士在讀，研究方向：人工智能教育、信息技術(shù)教育、創(chuàng)客教育、STEM教育、智慧教育。