我国中小学人工智能教育的现状与反思
赵丽
[摘 要] 随着教育改革的不断推行，人工智能教育在我国中小学教育中的初步开展和应用已经有多年。但是，由于人工智能教育的起步较晚，所以在其应用过程中还有许多不足之处，需要改进加强和完善。基于有关的研究对我国中小学人工智能教育开展的现状进行分析，并就提高中小学人工智能教育质量的策略进行探讨。
[关 键 词] 中小学；人工智能教育；现状；反思
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）13-0262-02
人工智能是计算机技术发展的产物，人工智能的发展将深刻改变社会生产生活。2017年国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，提出了我国人工智能发展的战略目标。同时要求在中小学开设人工智能相关课程。在中小学教育中引入人工智能教育，可提高学生人工智能的知识和能力水平，适应未来的生活；也可提高中小学教育的现代化水平。但是，我国的中小学人工智能教育仍然存在许多局限，其在应用过程中还存在许多需要改进的地方，需要不断对其进行优化。本文对人工智能教育的现状作一初步分析，并提出改进意见。
一、人工智能与人工智能教育
人工智能是一个新的研究领域，研究者对人工智能的定义主要有两类，一类是从科学的角度对人工智能作出解释，一类是从功能的角度出发给出人工智能的概念。从科学角度，研究者认为人工智能属于科学的一个分支，其不仅涉及对智能机器及智能系统的研究、设计，还涉及其应用环节。智能科学、计算机科学是并行的学科。从功能角度，研究者认为人工智能是指智能机器所执行的各项功能，且这些功能都与人类智能之间存在紧密的关系，如学习功能、感知功能、理解功能、识别功能等，所以人工智能又被称为机器智能。也有的研究者认为人工智能的主要功能是使计算机具备思维能力，使机器拥有智力。还有的研究者则认为人工智能能够执行人类智能，其是一种创造性的机器技术等。
人工智能教育是在学校对学生开展人工智能方面的教育，人工智能是教育的内容或课程。中小学人工智能教育需要具备三个条件，一是教师，二是教材，三是教具，所以要提高中小学人工智能教育质量，就必须不断完善这三个条件，以推动中小学教育的现代化发展和改革。
二、我国中小学人工智能教育的现状
（一）中小学人工智能教育课程开设现状
中小学阶段的人工智能教育所涉及的课程主要有程序设计、机器人、人工智能课程和讲座等。目前，许多小学的人工智能课程都设置为选修课程，只有极少部分人工智能课程会作为必修课程来开设。比如，《程序设计》《机器人》《人工智能》等课程是小学阶段开设的与人工智能有关的课程，但只有部分学校开设有这些课程。在开设人工智能教育课程的学校中，大部分的课程供给都是以兴趣或竞赛为主导的，极少部分的学生会参与这些课程的学习。由此可见，人工智能教育在小学阶段并没有得到普及，要实现人工智能教育的大力推行，还需要很长的时间。而各中学虽然也开设有部分与人工智能有关的课程，但课程比例设置却不够合理。比如，与程序设计有关的课程，只有少数信息技术学科背景比较强大的学校有比较成熟的课程体系，但也有部分中学没有开设程序设计类课程。同时，有部分学校以人工智能为主题开设讲座，这说明部分学校开始对人工智能教育给予一定程度的关注。从承担课程的教师方面来看，大部分中小学校的人工智能教学是由计算机与科技辅导教师担任的，说明中小学校在人工智能专业教师方面比较缺乏，师资力量比较薄弱，会对中小学人工智能教育的发展形成制约。
（二）中小学生对人工智能的体验与认知现状
首先，从学生了解人工智能的途径来看，小学生主要从三条途径了解人工智能，一是大众传媒；二是实际生活体验，以及在相关的使用中对人工智能的应用有一定的认识；三是学校会举办一些与人工智能有关的讲座，开设相关的课程，学生从中能够了解到人工智能的发展情况。而中学生了解人工智能的途径主要是各种新闻媒体，阅读一些科普读物，观看相关的影视，或者玩与人工智能有关的游戏。另外，一些中学会开设人工智能课程，学生通过对这些课程的学习，也能了解到与人工智能有关的知识。其次，从学生对人工智能的认知和理解情况来看，许多小学生只对人工智能的概念有模糊的认识，但并不了解其原理，所以要使小学生对人工智能有清晰的认识和理解，还需要花费更多的时间和精力。对人工智能的具体内容比较了解的中学生也只是少部分，了解人工智能的具體应用或者相关应用案例的学生也所占比例也不高。比如，中学生主要是通过日常课堂、兴趣小组、校外机构、以机器人为载体等方式学习程序设计课程的。但学生在学习过程中对人工智能的认知度却不高。这是因为虽然人工智能在生活中有不少直接的应用，但人工智能的相关内容却与中学生的认知之间没有建立良好的连接，在已开设的人工智能教育课程中，也很少涉及人工智能的核心内容和核心算法。
（三）中小学生对人工智能的情感与态度现状
大部分的小学生都比较愿意学习与人工智能有关的课程，也愿意在未来从事与人工智能相关的职业。所以只要学校能够合理地开设人工智能课程，为学生提供更多的学习时间和空间，那么学生参与人工智能教育的积极性会更高，参与的学生也会更多。并且，大部分小学生都对人工智能持积极态度。从中学生方面来看，虽然许多学生缺乏对人工智能的有效认知，但其比较愿意学习与之相关的课程。所以，学校要合理开设人工智能课程，教育部门则要从政策和资金方面给予人工智能教育一定的支持，为学生打好人工智能的知识能力基础，使他们能够适应未来人工智能应用的场景，或成为人工智能发展的核心力量，在未来推动我国人工智能行业的发展。
三、提高我国中小学人工智能教育质量的策略
（一）对中小学人工智能课程进行合理定位
要提高我国中小学人工智能教育质量，首先就要在人工智能课程中找准定位，确定教学目标。比如，在对人工智能教学目标进行定位时，要对教学目标的指向作出明确的规定。可以将人工智能课程定位为科学类课程，向中小学生传授人工智能科学知识；或者将其定位为技术类课程，让学生通过对课程的学习掌握人工智能相关的技术技能。由于人工智能科学所涉及的内容非常丰富，包括脑科学、认知心理学等，其专业性非常强，所以中小学人工智能课程的目标最好定位为人工智能技术，即通过对学生的培养，使其掌握该领域内的最基本的技术技能。如，可以让学生对人工智能技术产品进行体验，中学生则可以掌握基本的编程方法，学会正确地控制智能设备。
（二）合理安排人工智能课时
目前，我国中小学人工智能教育效果不理想，主要是因为许多中小学校将人工智能课程设置為选修课，没有对学生进行正式的人工智能教育，学生学习人工智能课程的时间不足。所以，为达到更好的教学效果，中小学校就需要增加人工智能课时，为学生提供更多的学习机会。比如，在《义务教育课程设置实验方案》中规定，在9年义务教育中，学校的总课时数应达到9522节，小学一年级和二年级，每周应安排26节课，三年级到六年级每周的课时应达到30节，初中阶段的课时总数应为2700节，即每周应安排26节课。而高中阶段最主要是前5个学期在学习，最后一学期为复习，所以每周的课时数为28～29节，即每天的课时数要达到6～7节。所以，如果要将人工智能课程设置为中小学的必修课程，则必须在这些课时中进行调整，适当减少其他学科时间，增加人工智能课程时间。
（三）增强学校的人工智能教育师资力量
在中小学人工智能教育中，教师不仅要具备较高的教学素养和组织教学能力，还应掌握信息技术、人工智能的相关知识，了解人工智能的应用案例，懂得人工智能的简单核心算法，并将这些知识传授给学生。在实现人工智能的过程中，需要借助一定的硬件设备，而教师要掌握这些设备的操作方法，引导学生对设备进行实际操作，从而强化学生对人工智能的认识。所以，中小学校要重视人工智能教育师资队伍的建设，通过提升教师的素质来促使学生的进步。比如，人工智能教师要了解创客教育、机器人教育、steam教育的教学内容，学习人工智能知识的讲授方法，掌握线上人工智能应用体验，以及在线程序设计体验等，在实际的人工智能教育教学中，教师才能更加深刻地为学生讲解人工智能知识，促使学生的进步。高等院校要加强人工智能专业学科建设，培养一批从事人工智能教育的教师，为中小学开展人工智能教育服务。
综上所述，在对我国中小学生进行人工智能教育时，要对中小学人工智能课程进行合理定位，将其定位为技术类课程，重点培养学生的人工智能技术技能。同时，要合理安排人工智能课时，增强学校的人工智能教育师资力量，为学生创造良好的学习环境，从而提高我国中小学人工智能教育质量。
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