課改視角下的高中人工智能課程分析

【摘要】“人工智能初步”選修模塊是我國(guó)高中信息技術(shù)新課程的亮點(diǎn)之一，然而諸多因素導(dǎo)致了該課程的推進(jìn)十分艱難。文章在分析我國(guó)高中人工智能課程現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了影響該課程推進(jìn)的因素，最后對(duì)該課程的建設(shè)進(jìn)行了反思。

【關(guān)鍵字】人工智能；課程改革；高中；信息技術(shù)；課程實(shí)施

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097 (2008) 10—0043—04

教育部在2003年頒布的高中信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)中，首次把“人工智能初步”設(shè)置為選修模塊，與多媒體、網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等一起列入信息技術(shù)課程體系[1]。此舉曾被視作信息技術(shù)課程改革的亮點(diǎn)之一。然而，在如今高中信息技術(shù)新課改已經(jīng)全面鋪開之際，人工智能選修課程的推進(jìn)仍然舉步維艱，面臨諸多困難和問題。

一 高中人工智能課程的現(xiàn)狀分析

自2004年我國(guó)部分省級(jí)實(shí)驗(yàn)區(qū)開始推進(jìn)高中新課程改革以來(lái)，信息技術(shù)課程改革已經(jīng)開展了四年之久。從目前的總體情況來(lái)看，信息技術(shù)課程的基礎(chǔ)模塊與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、算法與程序設(shè)計(jì)三個(gè)選修模塊的實(shí)施情況較好，而數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能初步兩個(gè)選修模塊的推進(jìn)情況相對(duì)不佳。特別是人工智能課程，至今在全國(guó)范圍內(nèi)正式開設(shè)該課程的學(xué)校寥寥可數(shù)，少數(shù)高中展開了一定的探索和實(shí)驗(yàn)，而大多數(shù)學(xué)校仍持有觀望態(tài)度。以下分別從實(shí)施取向和實(shí)施層次的角度分析該課程的現(xiàn)狀：

（1） 課程實(shí)施的取向

由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)行的是全國(guó)統(tǒng)一的課程與教材，按照統(tǒng)一規(guī)定執(zhí)行教學(xué)計(jì)劃，對(duì)學(xué)校和學(xué)生的評(píng)價(jià)也是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與方式實(shí)施的，因此我國(guó)以往的課程實(shí)施基本上都采用了忠實(shí)觀的取向[2]。本次新課改中信息技術(shù)課程的實(shí)施過程難免受到這種取向的影響。然而，新課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)信息技術(shù)技術(shù)各個(gè)模塊的具體實(shí)施并沒有明確而詳細(xì)的規(guī)定，從而使教師對(duì)包括人工智能模塊在內(nèi)的課程實(shí)施缺乏長(zhǎng)期慣于依賴的參照和依據(jù)，增加了課程實(shí)施的難度，造成部分模塊的課程難以開設(shè)的情況。

（2） 課程實(shí)施的層次

課程實(shí)施包括五個(gè)層面的變化，即教材的改變、組織方式的改變、角色和行為的改變、知識(shí)與理解的改變、價(jià)值的內(nèi)化[3]。目前高中人工智能課程在教材改變的層面已經(jīng)做出了一定的努力。在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，現(xiàn)已出版的五套教材在體例、版面、學(xué)習(xí)活動(dòng)、評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了多樣化的設(shè)計(jì)，基本上貫徹了新課標(biāo)所倡導(dǎo)的課程目標(biāo)和理念。在組織方式的層次，少數(shù)已經(jīng)開設(shè)人工智能課程的學(xué)校結(jié)合學(xué)生的興趣與學(xué)校的實(shí)際情況，有針對(duì)性地開展了課程的組織。然而，仍然有一些地區(qū)或?qū)W校不愿或不習(xí)慣打破原有的課程組織方式，而是采用硬性規(guī)定的方式，人為指定兩三門課程，將選修變?yōu)楸匦蓿拗茖W(xué)生的自由選擇，依然維持原有的固定班級(jí)授課的形式。教材的改變僅僅是課程實(shí)施的開始，在組織方式、角色或行為、知識(shí)與理解、價(jià)值等層次，大部分學(xué)校還未發(fā)生變化或變化還很小。

（3） 課程實(shí)施的典型個(gè)案

目前國(guó)內(nèi)開展人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒?yàn)的典型學(xué)校如表1所示。總體來(lái)看，這兩所學(xué)校都地處東南沿海地區(qū)，且學(xué)校本身比較積極參與高中新課改的實(shí)踐探索，屬于“敢于吃螃蟹”的類型。考慮到課程本身的要求較高，兩所學(xué)校都選取了基礎(chǔ)較好的學(xué)生開展教學(xué)。到目前為止，兩所學(xué)校均已開展了三期的教學(xué)或?qū)嶒?yàn)探索，任課教師及時(shí)總結(jié)教學(xué)心得體會(huì)，并在相關(guān)教學(xué)刊物或課程研修活動(dòng)中與廣大一線教師分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

二 高中人工智能課程的影響因素

根據(jù)Snyder的研究，可以把課程實(shí)施的影響因素歸納為四個(gè)方面：課程改革自身的性質(zhì)、校區(qū)的整體情況、學(xué)校的水平以及外部環(huán)境[4]。結(jié)合高中人工智能課程的現(xiàn)狀，本文分別從以上四個(gè)方面來(lái)探討影響該課程的主要因素。

（1） 課改自身的性質(zhì)

課程改革本身的性質(zhì)是影響課程實(shí)施的第一要素。它包括課程改革的必要性及其相關(guān)性、改革方案的清晰程度、改革內(nèi)容的復(fù)雜性以及改革方案的質(zhì)量與實(shí)用性。結(jié)合信息技術(shù)新課程改革的相關(guān)調(diào)查研究，廣大信息技術(shù)教師和教研人員對(duì)課改的必要性應(yīng)該認(rèn)識(shí)得比較到位，然而他們對(duì)信息技術(shù)課程中是否有必要單獨(dú)開設(shè)人工智能模塊存有疑惑。其次，不少教師對(duì)課程改革方案（課程標(biāo)準(zhǔn)）的認(rèn)識(shí)并不是非常清晰。他們認(rèn)為新課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)理念、實(shí)施建議等內(nèi)容相對(duì)抽象，不易把握和理解，缺乏具體的針對(duì)性，可操作性不強(qiáng)。再次，人工智能課程的實(shí)用性相比其他模塊并不明顯，課程內(nèi)容也相對(duì)難度較高。這些因素造成課程設(shè)置的必要性不強(qiáng)、實(shí)施難度大、實(shí)用性不高，直接影響人工智能課程在學(xué)校的順利設(shè)置。

（2） 校區(qū)的整體情況

校區(qū)的整體情況主要包括地區(qū)的適應(yīng)性、地方管理部門的支持、教學(xué)隊(duì)伍的培養(yǎng)、教學(xué)研討和交流等等。各地區(qū)對(duì)課程改革的需要程度會(huì)直接影響人們實(shí)施課程的積極性和主動(dòng)性。我國(guó)東西部地區(qū)的學(xué)校對(duì)課程改革的需求程度不同，從而造成了課程實(shí)施的地區(qū)差別。從目前開設(shè)人工智能課程或教學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校來(lái)看，均分布于東南沿海較為發(fā)達(dá)的地區(qū)。這些學(xué)校的共同特點(diǎn)是基礎(chǔ)條件較好，對(duì)課程改革的積極性高，敢于進(jìn)行教學(xué)嘗試和革新。此外，地方管理部分的支持對(duì)課程實(shí)施也有很大影響，如廣東省為了推動(dòng)信息技術(shù)課程改革，專門出臺(tái)了關(guān)于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)指導(dǎo)意見[5]。其中強(qiáng)調(diào)“要特別注意人工智能初步”，并針對(duì)人工智能課程提供了較為具體的教學(xué)建議，從而促使該省出現(xiàn)了全國(guó)最早正式開設(shè)人工智能課程的學(xué)校。師資隊(duì)伍也是影響課程的因素之一。目前大多數(shù)高中缺乏熟悉人工智能課程內(nèi)容和教學(xué)方法的專業(yè)教師，使得學(xué)校無(wú)法開設(shè)該課程。因此，有關(guān)人工智能課程的研討和學(xué)習(xí)交流顯得尤為重要，然而目前這些方面的活動(dòng)總體上相對(duì)缺乏。

（3） 學(xué)校的水平

學(xué)校水平對(duì)課程實(shí)施的影響因素包括校長(zhǎng)的作用、教師的個(gè)人特征和教師集體的行為取向。學(xué)校是課程改革的基本單位，校長(zhǎng)和教師是學(xué)校課程改革的動(dòng)因。校長(zhǎng)對(duì)課改理念的理解，以及對(duì)課改的支持、參與程度都會(huì)影響課程的順利實(shí)施。校長(zhǎng)通常會(huì)根據(jù)上級(jí)主管部門的意見，結(jié)合本校的實(shí)際情況，權(quán)衡課程改革可能對(duì)學(xué)校形成的各種影響。在高考的影響下，信息技術(shù)課程在高中各科中長(zhǎng)期存在地位“低人一等”的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)課時(shí)常被“侵占”的現(xiàn)象。如果校長(zhǎng)對(duì)信息技術(shù)課程本身不重視，那么要求學(xué)校開設(shè)人工智能選修課無(wú)疑是一種奢望。此外，一所學(xué)校教師個(gè)人和集體的改革意識(shí)的強(qiáng)弱也會(huì)影響課程的實(shí)施。從人工智能課程的現(xiàn)狀來(lái)看，恰好印證了這一點(diǎn)：改革意識(shí)強(qiáng)的教師個(gè)人或教研組即使沒有上級(jí)的硬性指令，也能積極展開各選修模塊的教學(xué)嘗試和探索，并自覺地從教學(xué)者成長(zhǎng)為研究者，而思想保守的學(xué)校即使具備了課程實(shí)施的基本條件，也不愿積極開設(shè)相關(guān)的選修課程，長(zhǎng)期停留于課程的“忠實(shí)執(zhí)行者”的層次。

（4） 外部環(huán)境

外部環(huán)境因素主要包括政府部門的重視、外部機(jī)構(gòu)的支持以及社區(qū)與家長(zhǎng)的協(xié)助。各國(guó)課程改革的經(jīng)驗(yàn)表明，教育行政部門和相關(guān)機(jī)構(gòu)的態(tài)度在很大程度上影響到新課程的順利實(shí)施。特別是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)受到前蘇聯(lián)教育模式的影響，課程改革通常是自上而下的模式，新課程的實(shí)施主要依靠各級(jí)政府教育行政部門的政策和指令的推動(dòng)。本次新課程改革同樣繼承了這一模式，但是整個(gè)教育體制和評(píng)價(jià)體系未能及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此在某些方面造成各級(jí)教育部門的政策抵觸，出現(xiàn)“上有政策、下有對(duì)策”的情況。此外，社區(qū)與家長(zhǎng)對(duì)新課改的認(rèn)識(shí)和態(tài)度也影響到人工智能課程的實(shí)施。研究表明，社區(qū)與家長(zhǎng)更加關(guān)心的是新課改是否有助于提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，是否會(huì)給學(xué)生造成更大的負(fù)擔(dān)，而對(duì)學(xué)生能力的全面發(fā)展和個(gè)性的培養(yǎng)則是其次的考慮。因此，要使社區(qū)與家長(zhǎng)認(rèn)識(shí)和了解課程改革的意義和目標(biāo)，引導(dǎo)其關(guān)心新課程、支持新課程才能更好的促進(jìn)新課改的健康發(fā)展，進(jìn)而才可能使得包括人工智能在內(nèi)的高中各科選修模塊得以全面開設(shè)與實(shí)施。

三 高中人工智能課程的反思

通過調(diào)查訪談以及與相關(guān)授課教師的交流，筆者了解到高中人工智能課程的教學(xué)情況和教師的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。總體來(lái)說(shuō)，該課程的推進(jìn)情況不如預(yù)期理想，需要從課程的設(shè)計(jì)、管理、教學(xué)以及評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行反思。

（1） 課程設(shè)計(jì)

本次高中信息技術(shù)課程改革將原來(lái)的一門課程分解為1個(gè)必修模塊和5個(gè)選修模塊，從而給學(xué)生提供多樣化的選擇。“人工智能初步”選修模塊是作為智能信息技術(shù)處理專題設(shè)置的，以反映信息技術(shù)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，體現(xiàn)教育的時(shí)代性要求。課程設(shè)置的目的在于使學(xué)生在技術(shù)掌握與使用的過程中，逐漸領(lǐng)會(huì)信息技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用以及對(duì)科學(xué)技術(shù)和人類發(fā)展的深遠(yuǎn)意義[6]。然而，以上的描述更多是該模塊的隱性價(jià)值，相比其他模塊該課程的顯性價(jià)值并不是很直觀。而一線的信息技術(shù)教師較多關(guān)注的是該課程的顯性價(jià)值：課程能給學(xué)生帶來(lái)些什么？學(xué)生的實(shí)踐能力能否有較大提高？教師們?cè)跊]有找到一個(gè)合理的價(jià)值依托之前，一般不會(huì)貿(mào)然開課。這一點(diǎn)值得課程設(shè)計(jì)者和教研人員的深刻思考。

通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，不少教師認(rèn)為人工智能課程在高中開設(shè)是有一定必要性的[7]，但并不意味著所有的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)該課程。課程應(yīng)面向?qū)θ斯ぶ悄苡幸欢ㄅd趣的學(xué)習(xí)者，且最好有一定的基礎(chǔ)。事實(shí)上，相對(duì)于其他選修模塊，選擇人工智能課程的學(xué)生并不是很多。因此，結(jié)合我國(guó)目前的情況，可以考慮優(yōu)先在發(fā)達(dá)地區(qū)條件較好的部分學(xué)校開設(shè)，再進(jìn)一步利用其示范作用，以點(diǎn)帶面，逐步鋪開培訓(xùn)、指導(dǎo)、交流的規(guī)模和影響面，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)高中人工智能課程的建設(shè)。

（2） 課程管理

課程的有效管理有助于提高課程實(shí)施的質(zhì)量。上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)的中小學(xué)課程由原來(lái)的中央集權(quán)管理體制逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)家、地方、學(xué)校的三級(jí)管理體制。國(guó)家負(fù)責(zé)課程的總體規(guī)劃，省級(jí)教育部門結(jié)合本地區(qū)實(shí)際制定課程計(jì)劃或?qū)嵤┓桨福鴮W(xué)校也將有權(quán)根據(jù)學(xué)校傳統(tǒng)或?qū)W生興趣開發(fā)適合本校的課程。目前人工智能課程雖然已被列入國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，但在地方管理層面并未得到應(yīng)有的認(rèn)可。部分地區(qū)考慮到高考因素，直接將人工智能模塊排除在學(xué)生的選擇范圍之外，無(wú)疑成為阻礙該課程順利實(shí)施的一個(gè)重要原因。

目前我國(guó)高中了解熟悉人工智能教學(xué)內(nèi)容、方法的教師十分缺乏，相關(guān)教育主管部門需加強(qiáng)該課程的師資培養(yǎng)，邀請(qǐng)教材編寫人員和相關(guān)專家，積極開展各級(jí)培訓(xùn)、研討和交流活動(dòng)，以務(wù)實(shí)的態(tài)度來(lái)聽取學(xué)科教師的意見，為他們提供一些明確的、可操作的指導(dǎo)和建議。也可以開展優(yōu)秀教學(xué)案例的征集和評(píng)獎(jiǎng)，通過公開課的觀摩和點(diǎn)評(píng)活動(dòng)，或吸納中學(xué)教師參與有關(guān)課程改革和教學(xué)研究的課題，以此提高教師參與改革的積極性。此外，國(guó)內(nèi)高等師范院校信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)應(yīng)該對(duì)新課改作出及時(shí)的反應(yīng)，針對(duì)高中信息技術(shù)各選修模塊為師范生開設(shè)相關(guān)的課程，為課改的成功實(shí)施提供后備師資力量的支持。

（3） 課程教學(xué)

從已開展的人工智能課程教學(xué)或?qū)嶒?yàn)情況來(lái)看，主要的教學(xué)體會(huì)包括：教學(xué)對(duì)象選取時(shí)要有針對(duì)性，不宜硬性指定，應(yīng)結(jié)合學(xué)習(xí)者自己的興趣和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)供其自由選擇；由于課程的理論和技術(shù)的要求較高，不宜大量采用“講授法”進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)設(shè)計(jì)一些有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)供學(xué)生實(shí)踐；為保證教學(xué)進(jìn)度有序進(jìn)行，可通過課堂小測(cè)及時(shí)鞏固所學(xué)內(nèi)容；應(yīng)提供良好的網(wǎng)絡(luò)條件和計(jì)算機(jī)設(shè)備以支持課程教學(xué)和實(shí)踐的順利開展。

國(guó)外一些高校通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的手段與中學(xué)合作開展人工智能教學(xué)，加快了課程建設(shè)的步伐，并提高了教學(xué)質(zhì)量。大學(xué)負(fù)責(zé)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)維護(hù)，主持與中小學(xué)的討論答疑，中學(xué)則負(fù)責(zé)課程教學(xué)的具體實(shí)施。文中個(gè)案也印證了這種做法的有效性：讓一些致力于高中人工智能課程研究的高校和部分條件較好的中學(xué)建立共同體，協(xié)作推動(dòng)課程的實(shí)施。一方面，高校研究人員能為中學(xué)提供教學(xué)指導(dǎo)建議、技術(shù)和資源的支持；另一方面，中學(xué)的教學(xué)實(shí)踐也為高校進(jìn)行課程教學(xué)研究提供了材料和依據(jù)。

（4） 課程評(píng)價(jià)

研究表明，評(píng)價(jià)目前已成為影響高中信息技術(shù)新課程實(shí)施的一個(gè)重要問題[8]。從本次課改的動(dòng)因來(lái)看，針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行教育體制下的高考選拔制度在很多方面呈現(xiàn)的弊端，新課改力圖在一定程度上改變這一局面，努力使學(xué)習(xí)者能夠真正獲得全面的發(fā)展。但是，在目前情況下以高考為“指揮棒”的評(píng)價(jià)體系短期內(nèi)仍然無(wú)法發(fā)生質(zhì)的變化。高中新課改實(shí)施以來(lái)，部分省份相繼將信息技術(shù)課程納入了高考的范疇，以往信息技術(shù)課程不受重視的情況逐漸得到了一些改善。然而，高考是否解決信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)問題的一劑良藥，進(jìn)而為人工智能課程的實(shí)施及其評(píng)價(jià)帶來(lái)新的希望，目前仍是值得懷疑和思考的問題。特別是當(dāng)前高考科目已經(jīng)較多，再增加科目無(wú)疑會(huì)加重學(xué)習(xí)者的負(fù)擔(dān)，且很容易回到應(yīng)試教育的老路上。

其次，雖然新課程標(biāo)準(zhǔn)中提供了關(guān)于課程評(píng)價(jià)的建議，但是其中的內(nèi)容仍然比較抽象，可操作性不夠。如在信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)建議中，提倡評(píng)價(jià)主體的多元化，關(guān)注學(xué)生的個(gè)別差異，綜合應(yīng)用多種過程性評(píng)價(jià)方式，適當(dāng)滲透表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的理念，等等。這些內(nèi)容從理念上來(lái)講都是很好的，但是如何在教學(xué)實(shí)踐中加以操作實(shí)施，對(duì)一線教師而言仍是不夠明確和難以把握的問題。而且，信息技術(shù)課程的每個(gè)模塊各有特色，然而課程標(biāo)準(zhǔn)并未就此提供專門的評(píng)價(jià)建議。因此，一套科學(xué)合理、適合人工智能課程的評(píng)價(jià)體系和方法仍需要教研人員在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)。

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