人工智能走進高中課堂

王乾

摘要：在智能時代下，唯有跟上時代步伐，懂人工智能、能夠靈活運用人工智能的孩子，才能在未來更好地生活。新一代信息技術(shù)的發(fā)展為中國教育帶來了新的發(fā)展契機。隨著人工智能技術(shù)的不斷升級換代與創(chuàng)新變革，人工智能也在潛移默化改變著生活的方方面面。人工智能在人類社會中所起到的作用將越發(fā)重要，培養(yǎng)人工智能人才將成為教育的重要使命，同時教育方式也將隨著人工智能的發(fā)展而產(chǎn)生變化，并對深化教育體制改革產(chǎn)生深遠影響。

關(guān)鍵詞：人工智能;計算機基礎(chǔ);計算思維

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

作為新一輪科技革命的核心推動力，人工智能正深刻地改變?nèi)祟惿鐣睢Ｊ澜缰饕l(fā)達國家都爭先恐后地把發(fā)展人工智能上升為國家戰(zhàn)略。

2018年7月由華東師范大學出版社出版的《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》正式發(fā)布，意味著人工智能有了相關(guān)課程，人工智能也會在不久的將來進入高中課堂。如何在高中階段進行人工智能教學，將是擺在我們教育工作者面前的又一嚴峻問題，下面我將結(jié)合自己在人工智能方面的一些了解談?wù)勗鯓釉诟咧须A段開展人工智能教學。

1重視人工智能基礎(chǔ)，深入了解人工智能大賽

人工智能技術(shù)需要數(shù)學、計算機等基礎(chǔ)學科的支撐。中科院院士、北京航空航天大學教授鄭志明認為，作為一門交叉學科，人工智能需要有扎實的基礎(chǔ)知識。數(shù)學在人工智能的研發(fā)中，起到?jīng)Q定性的作用。目前人工智能發(fā)展的主要領(lǐng)域有深度學習、自然語言處理、計算機視覺、智能機器人、自動化程序設(shè)計、數(shù)據(jù)挖掘等方面，整個算法高度融合了高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論等方面的數(shù)學知識，做得好的話還得再學習一些額外的統(tǒng)計方面的數(shù)學知識。總之可以說要從事人種智能方面的工作，首先數(shù)學知識必須非常全面和扎實，同樣，計算機基礎(chǔ)是保障，如果不會操作計算機，不懂得安裝軟件，人工智能的支撐軟件就無法搭建，自然也就無法進行人工智能的相關(guān)設(shè)計，還需要掌握接口技術(shù)的相關(guān)知識，能夠?qū)鞲衅髋c主板正確連接，才能保證傳感器的觸發(fā)事件。

我國每年都有“人工智能”方面的各項賽事，要讓學生了解各項賽事的競賽規(guī)則，通過人工智能大賽平臺為所有學生打開了一扇了解人工智能、學習人工智能的窗戶，也給了年輕人展示自己潛力的機會，未來一定會有越來越多的青少年參與其中，也將會誕生更多的中國科技人才，用中國技術(shù)造福全人類！人工智能大賽，倍受全社會的關(guān)注，通過全社會各界力量的支持，引導中國的年輕一代，通過學習和分享，將最前沿的科學技術(shù)和中國蓬勃發(fā)展的各行各業(yè)的應(yīng)用場景相結(jié)合，真正培養(yǎng)出能夠影響世界的中國科技人才。

2017年，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要完善人工智能教育體系，隨后在2017版的《高中信息技術(shù)課程標準》的必修模塊中增加了人工智能模塊，本模塊具體內(nèi)容包括“人工智能基礎(chǔ)”“簡單人工智能應(yīng)用模塊開發(fā)”“人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用”三部分內(nèi)容。通過這一模塊的學習，學生可以了解一些人工智能的基本概念與基本特征;知道人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程、典型應(yīng)用與發(fā)展趨勢。再通過一些具體案例的設(shè)計，掌握人工智能的核心算法，熟悉人工智能技術(shù)應(yīng)用的基本過程和原理;熟悉人工智能的開發(fā)工具和開發(fā)平臺;通過搭建簡單的人工智能應(yīng)用模塊，讓學生能根據(jù)實際需要配置適當?shù)沫h(huán)境、參數(shù)及自然交互方式等，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

人工智能的快速發(fā)展，必將改變我們的學習和生活，如何進行人工智能教學，我們拭目以待……

2體驗人工智能產(chǎn)品，學會與智能工具打交道

現(xiàn)實生活中的人工智能產(chǎn)品非常多，要讓學生注意觀察，親身體驗人工智能產(chǎn)品的運行情況及原理，要讓學生明白人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬，在學習和生活中要讓學生多注意觀察與思考，發(fā)現(xiàn)這些工具及產(chǎn)品還有什么地方可以改進，還有沒有提升空間，要讓學生學會思考，善于動手。人工智能產(chǎn)品已經(jīng)進入我們生活和家庭，智能工具給我們帶來了巨大的便利，如智能音箱，它可以對智能家居設(shè)備進行語音控制，還可以點歌、播放天氣預(yù)報：掃地機器人，憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成清掃、吸塵、擦地等工作;智能門鎖，可以通過手機APP、指紋等方式解鎖;智能手環(huán)，不僅可以顯示時間，還具有運動量統(tǒng)計和健康管理的作用。

我們在學習與生活當中已經(jīng)了解了一些關(guān)于人工智能方面的知識，比如語音識別、人臉識別、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，基于人工智能的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以讓學生沉浸在歷史和虛構(gòu)的世界中，讓他們在無限的遐想中萌生創(chuàng)意。

3實施編程教學，用編程解決實際問題

編程是人工智能的基礎(chǔ)，全世界都在深入推動編程教育，在國外已有超過24個國家將編程作為最基礎(chǔ)的學科，歐洲多個國家，已經(jīng)將編程教育納入K12課程大綱。在英國，5歲以上學生都必須學編程;在美國，67.5%的中小學生都接受編程教育;在新加坡，中小學考試科目中已加入編程。在美國，少年編程已經(jīng)成為繼聽、說、讀、寫、算之外的第六項必備技能。編程已經(jīng)是這個時代基本素養(yǎng)，就像看書識字一樣重要，所以學校從小就開始培養(yǎng)孩子的編程思維。

青少年編程針對的是6-16歲的孩子，以體驗、互動、探索式課堂為教學特點，系統(tǒng)學習與編程有關(guān)的跨學科知識，有效運用編程思維，解決實際問題。目前國內(nèi)青少年編程課程分成兩大類型：軟件編程教學與硬件編程培訓。軟件編程教學體系主要是遵循“圖形-代碼-算法”的三階段編程體系，也就是說小學階段學習Scratch圖形化編程培養(yǎng)編程興趣和啟蒙編程思維，從小學高年級到初中開始接觸代碼編程學習Python，等到高中階段可以進一步學習VB以及NOIP算法編程，旨在培養(yǎng)學生的計算思維。硬件編程培訓主要是在PicoBoard、Arduino等開源硬件平臺上進行電子元件等部件的DIY拼搭，以及通過編程語言進行操作指令的編寫和發(fā)布，從而培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。編程語言是計算思維的物質(zhì)外殼，是理解科技世界的一把鑰匙，其實質(zhì)是一種思考和理解方式。只有掌握這種語言才能與人工智能這種工具更好地溝通。隨著技術(shù)的發(fā)展，編程語言的可接受年齡不斷降低，特別是Scratch圖形化編程，它跳過了高級語言中那些繁難的概念和語法，用圖形化的表現(xiàn)和拖拽的交互來完成編程的核心邏輯和成果交付，讓學習的過程不枯燥，并及時地獲得結(jié)果反饋，非常適合青少年的心智水平和認知能力;學編程就像搭積木一樣簡單，像玩游戲般學習，了解算法，懂得創(chuàng)作，解決實際問題！這為人工智能進校園奠定了很好的基礎(chǔ)。

4結(jié)束語

教育強則國家強，教育興則民族興。2017年7月，我國正式印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出，國家支持開展形式多樣的人工智能科普活動，鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會對人工智能的整體認知和應(yīng)用水平。鼓勵更多的人特別是廣大青少年參與人工智能科普。勢必將人工智能、教育相結(jié)合，深化教育特色內(nèi)涵，給孩子帶來智能時代嶄新體驗，希望廣大青少年通過動手完成實際任務(wù)，對人工智能的內(nèi)涵和外延有直接的體驗和深入的認知，從而更好地接受人工智能相關(guān)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提升創(chuàng)造能力。人工智能在高中階段，還是新生事物，我們要應(yīng)認真探索、不斷總結(jié)。