青少年人工智能素質教育課程體系研究及實踐

陳社育　張春蘭　朱寅非

摘要：人工智能當前比較熱門，文章以青少年人工智能素質教育課程體系為研究視角，在闡述青少年人工智能素質教育課程教學現狀基礎上，探索分析確立青少年人工智能素質教育課程體系的依據、構建青少年人工智能素質教育課程體系的基本原則，在實踐研究過程中對青少年人工智能素質教育課程體系建設提出科學合理化建議。

關鍵詞：人工智能;素質教育;青少年;課程體系

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0240-02

一、人工智能概述

人工智能，指能夠模擬人類智能活動的智能機器或智能系統。如今，伴隨著大數據、云計算等信息技術的發展，人工智能迅速滲透到社會的各個方面。2017年11月16日，美國波士頓動力公司發布了其開發的類人機器人Atlas，該機器人能夠完成跳躍、旋轉以及后空翻等一連串高難度動作，宛如體操運動員。同年的10月19日，《自然》雜志刊文，報告了谷歌下屬DeepMind公司的終版圍棋程序AlphaGo Zero，這個程序從空白狀態學起，迅速自學圍棋，已經以100∶0的戰績擊敗老版AlphaGo。此前，老版AlphaGo人工智能機器人通過輸入人類棋譜進行強化訓練，以5∶0完勝歐洲圍棋冠軍。而在之前的8月8日晚，我國四川阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣發生7.0級地震，“中國地震臺網”公眾號隨即發布了一則由寫稿機器人編寫的詳細報道，而完成這篇報道的時間僅為25秒。由此帶來的人工智能時代教育的理念及知識的認知、結構、獲取都必須面臨某種意義上的轉變，這種轉變勢必對傳統的知識教育和素質教育產生沖擊。

二、青少年人工智能素質教育課程教學現狀

人工智能作為新興的信息科技，具有廣闊的前景，開設青少年人工智能素質教育課程，既可以豐富學生的知識，又可以培養學生邏輯思維及分散思維能力，更好地引導學生通向應用領域、緊跟科學發展前沿。這對于青少年的素質教育課程提出了新的要求。

當前，江蘇地區青少年人工智能的素質教育課程還有很多待完善的地方，缺乏系統性的教學體系。在例如蘇北農村及鄉鎮地區的中小學校園內涉及人工智能素質教育課程內容知識的偏少;在蘇北縣級以上中小學校園內，僅有相關教育主管部門下達文件要求，象征性地開設一兩次人工智能素質教育科學課程等。在經濟發達的蘇南地區，人工智能素質教育課程內容知識在中小學科學課、實踐課中已有體現，但在課程教材、課程體系等方面缺乏體系。

三、確立青少年人工智能素質教育課程體系的依據

（一）素質教育目標要求

教育要為社會發展服務，就必須面向世界，著眼于人類社會發展對人的素質的要求;目標體系應具有時代性，就必須面向未來，預見整個世界的前景及整個人類社會發展的趨勢，要使學生的素質適應未來人類社會發展的要求;目標體系要具有超前性，就必須面向改革開放、加速四化建設的需要，使素質發展目標體系符合國情和省情，具有現實性、可行性。

（二）青少年身心發展水平

個體身心的發展在整體上具有一定的順序，身心發展的個別過程和特點的出現也具有一定的順序。美國心理學家柯爾伯格證明，皮亞杰的發生認識論在個體的道德認知過程中，也具有普遍的推廣意義，人的道德認知遵循著從前世俗水平到世俗水平，再到后世俗水平的發展過程。個體在不同年齡階段表現的身心發展不同的總體特征及主要矛盾，面臨著不同的發展任務，這就是身心發展的階段性。

（三）青少年智力發展水平

智力是指人認識、理解客觀事物并運用知識、經驗等解決問題的能力，包括記憶、觀察、想象、思考、判斷等。分析性智力、創造性智力、實踐性智力提高，青少年期的思維發展水平屬于形式運算水平，其主要特點是思維活動不再受思維內容的局限，可以依據假設進行邏輯推理，能運用形式運算解決諸如組合、包含、比例、排除、概率及因素分析等邏輯課題。這就是說，青少年期學生的思維具有抽象邏輯性。

四、構建青少年人工智能素質教育課程體系的基本原則

（一）系統化與靈活性相結合的原則

在課程構建過程中，我們應該結合青少年的教育特點，注重統一性原則，進行系統化教學，讓青少年能夠把握課程重點，通過多樣性原則、靈活化教學，讓青少年能夠體會到課程樂趣。設置青少年人工智能素質教育課程應遵循的原則為：①設置的青少年人工智能素質教育課程必須適應對象的特點。②設置的青少年人工智能素質教育課程必須符合校園管理與校園資源的特點。③設置的青少年人工智能素質教育課程必須統一性與靈活性相結合。④設置的青少年人工智能素質教育課程要中心明確、主旨相符、通俗易懂、寓教于樂。

（二）突出基礎與反映時代特征相結合的原則

對于人工智能，我們的教育體系還缺乏系統化的構架，即便是老師對于這一概念也缺乏足夠的了解，這就要求我們在構建課程時要突出基礎，進行基礎化教學。同時我們處在一個日新月異的時代，必須將教育與時代特征相結合，才能讓學生把握科技前沿。突出基礎與反映時代特征相結合的原則，是指教學的內容、方法和進度要適合學生的發展水平，但又有一定的難度，需要他們經過努力才能掌握，以便有效地促進學生的身心發展。

（三）理論性與實踐性相結合的原則

課程教育首先注重于對理論概念的教授，同時結合人工智能教育的特點，傳統單一的理論性教學是不足以滿足要求的，這就需要教師們注重培養學生的實踐能力，同時通過實踐性教學幫助學生學習。理論性與實踐性相結合的原則，是指教學要按照學科的邏輯系統和學生認識發展的順序進行，使學生系統地掌握基礎知識、基本技能，形成嚴密的邏輯思維能力。

五、青少年人工智能素質教育課程體系建設的對策

（一）課程目標結構化以適應素質教育發展需求

通過將課程目標結構化，青少年才能一步步學習理解，通過基礎素質教育讓他們在未來有一個好的人工智能專業素養。然而目前中小學實施還處于起步階段，師資配備和相關教學活動還不夠完善。因此，第一步通過人工智能的展示活動，讓青少年知道人工智能可以做什么，讓他們結合自己的生活和學習，說一說看到過什么、知道什么。第二步讓學生體驗人工智能的神奇效果。如自動作文打分、自適應學習和智能輔導方面，可以啟發他們說出體驗結果。第三步是學校教師可以定期組織學生到一些教育實踐基地或人工智能實驗室預約參觀和體驗。

（二）課程內容科學化以重視學生內驅力發展

在基礎學科廣泛開展，將人工智能的通識性知識有效地與數學、科學、英語等課程結合起來教授;在信息技術課堂，開展基礎性人工智能專題學習，通過體驗人工智能產品增加學生對人工智能學習的興趣，并學習基于可視化的簡單編程內容;以社團的形式，組織那些對人工智能有極大興趣的學生進行項目式學習，開展基于簡單算法和動手實踐的編程機器人學習，使學生的創新思維、組織溝通能力、動手操作能力、自我認知能力等在團隊協作活動中得到鍛煉和提升。

（三）課程結構系列化以貫徹協同育人的原則

由于學生的基數龐大，每個學生有自己的特長與不足，所以課程結構系列化顯得尤為重要，因為唯有如此才能夠貫徹協同育人的原則。教師要幫助學生建立對于人工智能技術的多樣性理解，要根據具體情況靈活運用。

（四）課程教學資源體系化以保障可持續發展

設置課程時，確保教學資源體系化，可以保障學生自主學習意識可持續發展。例如優質的教育資源、優秀的教師隊伍、專業的教學團隊能夠幫助學生自主學習;實施個性化教育，讓因材施教真正實現;教師分析學生學習情況，有效提高教學效率，讓教學的改進有的放矢;幫助學生能夠課下高效預習和復習，調整教學策略。技術的發展證明，學校和教師的不可替代性，師生之間面對面互動交流不可代替，優秀的教師隊伍讓基礎教學錦上添花，如虎添翼。

參考文獻：

[1]佚名.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.

[2]王成如.中小學開展智能機器人教育的實踐研究[J].中國信息技術教育，2008，（5）：49-50.

Research and Practice of the Curriculum System of Artificial Intelligence Quality Education for Teenagers

CHEN She-yu，ZHANG Chun-lan，ZHU Yin-fei

（Nanjing City Vocational College，Nanjing，Jiangsu 210002，China）

Abstract：The current popular artificial intelligence，artificial intelligence based on teenagers quality education curriculum system as the research Angle of view，in this paper based on artificial intelligence quality education courses teaching，explore the analysis to establish the quality education curriculum system based on artificial intelligence youth，build the basic principles of youth quality education curriculum system of artificial intelligence，in the process of practice research on youth quality education curriculum system construction of artificial intelligence science and rationalization proposal is put forward.

Key words：rtificial intelligence;quality education;teenagers;curriculum system

收稿日期：2019-05-28

基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃重點自籌課題“江蘇地區青少年人工智能教育課題體系構建”階段性成果，課題批準文號：B-b/2018/03/28

作者簡介：陳社育（1963-），男，江蘇省蘇北發展專家，研究員，碩導，研究方向：教育學;張春蘭（1984-），女，講師，本科，研究方向：思政教育、教育管理;朱寅非（1974-），女，副教授，本科，研究方向：軟件工程、人工智能。