人工智能與中小學教育

王椿明

摘 要：人工智能已成為國際競爭的新焦點。國家實時提出了智能教育，為教育與人工智能融合指明了方向。就人工智能的定義、人工智能與中小學教育的融合進行了簡要介紹。

關鍵詞：人工智能;中小學教育;教學模式

人工智能（簡稱AI），是當今世界的熱門技術之一，各國對其發展十分重視。根據Linkdin“The 10 most in-demand skills of 2019”顯示，人工智能名列2019年最需要掌握的5種硬技能。專業從事AI技術人員的素質和人數，是決定一個國家AI發展的核心要素。根據2019版本的《全球AI人才報告》，發表AI論文最多的學者中，44%擁有美國博士學位，畢業于中國的僅有11%。缺乏專業AI技術人員成為影響我國AI發展的關鍵因素。因此，我國于2016年正式將AI概念寫入“十三五”重大工程;2017年7月，國務院正式發布《新一代人工智能發展規劃》，2017年12月，發布《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020）》，對AI發展進行了國家頂層設計。

一、人工智能的概念

“人工智能”（Artificial Intelligence，AI）最早是由麥卡錫1956年夏天在Dartmouth College召開的一次研討會中被提出，當時的定義為，“AI是擁有模擬能夠被精確描述的學習特征或智能特征的能力的機器”[1]。隨著時代的發展，人們對其認識的進一步深入，對AI的定義也越來越精細。美國人工智能協會前主席尼爾遜教授認為：“人工智能是一門關于如何表達知識、如何獲取知識和使用科學知識的學科。”麻省理工學院溫斯頓教授對AI有一個簡單易懂的定義，他認為：“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”[2]在國際權威百科全書《麥克米倫百科全書》中，AI被定義為：“設計計算機程序借以完成由人執行時需要智能的任務。由人工智能完成的任務包括游戲、學習、運用自然語言和口語、制訂計劃、證明定理，以及視覺感知。”[3]

二、人工智能與中小學教育

人工智能人才的培養要從娃娃抓起，國務院在2017年7月印發《新一代人工智能發展規劃》，明確指出：要逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。現在的中小學生，成生于互聯網環境中，是天然的“數字土著”，但“數字土著”不等于“數字居民”[4]，如何讓孩子們更好地適應人工智能新時代，是一個更加具有全局性的問題，是人工智能課程需要真正解決的根本問題。[5]

智能教育課程的設置與人工智能專業教師隊伍的建設是中小學人工智能教育的關鍵。

中小學人工智能課程體系的建構與完善，需要政府、科研院所、中小學校及廣大師生共同的探討和實踐[5]。

課程建設既要符合國家創新人才培養的戰略需求，又要尊重人工智能技術發展規律，與教育實際相結合，在有限的時空范圍內達到最好的教育效果[6]。

首先，國家相關機構要進行人工智能課程的頂層設計，制定相關標準、實施方案;其次，要集中人工智能專家、教育專家等各方力量，廣泛開展人工智能教育資源開發，教學模式創新、技術平臺研發;第三，要在中小學大力營造使用人工智能技術的環境，把各種先進技術應用于教學上，大量增加人工智能技術情感交流式教學，提高學生對人工智能技術的認知能力;最后，要深度開發基于人工智能的教育技術平臺，促進產學研一體化發展，最終實現人工智能與教育的深度融合。

高水平、大群體的人工智能教育專業教師隊伍，是發展人工智能的關鍵。一些人認為人工智能教育的應用，可以對學習者進行評估，實現個性化教學、答疑、評價與管理，從而將替代傳統的教育環境、教學模式，教師將會被取代。雖然人工智能的應用可以實現智能化、自動化，但老師可以為學生提供情感交互、學習輔導和教學法設計，這是人工智能無法實現的。因此，應該強調應用系統與教師的協作而非取代教師來優化效能[7]。對于教師而言，一方面要努力提高自己的素養，通過不斷學習和培訓，逐步適應新的教學模式、教育軟件;另一方面，也要提高教師的參與度。教師在使用人工智能教育系統、軟件，不斷發現問題不足，實時反饋，便于開發出更加人性化的教育軟件，從而實現教師與人工智能系統協同共存。

三、結束語

人工智能教育作為以一種新型的教育方式，在我國尚處于起步階段，存在許多問題需要去解決。但應該相信，未來社會，人工智能教育的發展將會越發快速，人工智能技術在中小學教育中的應用前景也將是廣闊的。

參考文獻：

[1]Mccarthy J， Minsky M L， Rochester N， et al. A proposal for the Dartmouth Summer Research Project on Artificial in telligence [J]. Journal of Molecular Biology，2006（1）：279-289.

[2]李思睿.淺談人工智能技術及其應用發展[J].電子測試，2019（1）：137-138.

[3]艾倫·艾薩克斯.麥克米倫百科全書[M].郭建中，江昭明，毛華奮，等，譯.杭州：浙江人民出版社，2002.

[4]任友群，隋豐蔚，李鋒.數字土著何以可能：也談計算思維進入中小學信息技術教育的必要性和可能性[J].中國電化教育，2016（1）：1-8.

[5]王本陸，千京龍，盧億雷，等.簡論中小學人工智能課程的建構[J].教育研究與實驗，2018（4）：37-43.

[6]周建華，李作林，趙新超.中小學如何開展人工智能教育：以人大附中人工智能課程建設為例[J].人民教育，2018（22）：72-75.

[7]宋來.人工智能教育面臨的問題與對策探索[J].產業與科技論壇，2018，17（11）：184-187.