核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)策略探究

吳麗香

摘?要：隨著新課程改革的推行，教育部門(mén)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重視程度越來(lái)越高，本文展開(kāi)了有關(guān)核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)策略的研究，通過(guò)對(duì)人工智能教學(xué)內(nèi)容及意義的闡述，來(lái)進(jìn)一步分析其在教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，最后從課程標(biāo)準(zhǔn)、師資培養(yǎng)、教學(xué)資源以及外部環(huán)境支持等多方面提出了核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)的策略，以其為我國(guó)中小學(xué)人工智能教學(xué)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)?人工智能?教學(xué)策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.67?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1003-9082（2020）10-0-02

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，世界各國(guó)國(guó)家開(kāi)始重視人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，并相繼推出了人工智能教育應(yīng)用政策，以期推動(dòng)教育教學(xué)改革創(chuàng)新，培養(yǎng)具有信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人工智能人才。在人工智能發(fā)展越來(lái)越成為當(dāng)下焦點(diǎn)的大背景下，積極建設(shè)并創(chuàng)新中小學(xué)人工智能教學(xué)體系，加快人工智能課程體系的建設(shè)，優(yōu)化人工智能教育服務(wù)，為培養(yǎng)適應(yīng)智能時(shí)代的人工智能高端人才，提升學(xué)生綜合素質(zhì)與能力是非常必要的。

一、核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)的內(nèi)容及意義

1.核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)的內(nèi)容

信息意識(shí)是學(xué)生需要掌握的信息技術(shù)核心素養(yǎng)的重要部分，因此培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)尤為關(guān)鍵。而人工智能就是一門(mén)專(zhuān)門(mén)研究人類(lèi)智能的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的新技術(shù)科學(xué)，可以有效地提升學(xué)生的信息意識(shí)。人工智能的發(fā)展正從科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域逐漸走入普通人們的日常生活。中小學(xué)應(yīng)開(kāi)設(shè)人工智能相關(guān)課程，逐步推進(jìn)程序設(shè)計(jì)教育，建設(shè)人工智能學(xué)科型人才，為我國(guó)人工智能的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。

2.核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)的意義

在中小學(xué)課程實(shí)施中運(yùn)用人工智能有利于促進(jìn)課程內(nèi)容體系的現(xiàn)代化。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的人工智能研究和教學(xué)體系的建立相對(duì)較晚，雖然當(dāng)前的人工智能教學(xué)發(fā)展還存在較多的不足，但是將教育和人工智能進(jìn)行有效的銜接和融合，不僅可以有效地提高我國(guó)中小學(xué)信息化課程的教育質(zhì)量，同時(shí)大大擴(kuò)展了科學(xué)的教育內(nèi)容和中小學(xué)的技術(shù)信息技術(shù)。因此，我們要堅(jiān)定不移地繼續(xù)推動(dòng)人工智能教學(xué)的發(fā)展，建立標(biāo)準(zhǔn)且體系化的人工智能課程，以此實(shí)現(xiàn)我國(guó)人工智能課程內(nèi)容體系的現(xiàn)代化，并確保中小學(xué)現(xiàn)代科學(xué)與信息技術(shù)的時(shí)代和進(jìn)步。

二、中小學(xué)人工智能教學(xué)存在的問(wèn)題

1.人工智能教育缺少統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)

雖然我國(guó)的人工智能教育政策提出了在中小學(xué)開(kāi)設(shè)人工智能課程的要求，但目前的人工智能教育主要依靠信息技術(shù)課程、STEM課程和創(chuàng)客課程，缺乏統(tǒng)一完整的人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)。中小學(xué)當(dāng)前開(kāi)展的人工智能課程，其教學(xué)模式一般為課外擴(kuò)展、選修模塊或者校本課程等，這樣的安排和設(shè)置嚴(yán)重地偏離了課程建設(shè)的初衷，同時(shí)也大大地降低了對(duì)學(xué)生人工智能信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。人工智能相關(guān)課程內(nèi)容零散，缺乏人工智能知識(shí)、技術(shù)和能力目標(biāo)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。中小學(xué)人工智能課程的教師大多缺乏專(zhuān)業(yè)性的人工智能專(zhuān)業(yè)背景，因此在教學(xué)的過(guò)程中只能按照其他學(xué)生的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行照搬式教學(xué)，降低了人工智能教學(xué)的質(zhì)量。人工智能教學(xué)缺乏素材，不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，也不能提高中小學(xué)生的人工智能知識(shí)和實(shí)踐水平。

2.人工智能教育缺少相應(yīng)的師資力量

師資短缺是中小學(xué)實(shí)施人工智能教育亟待解決的問(wèn)題。與傳統(tǒng)學(xué)科相比，人工智能本身相對(duì)較新，對(duì)學(xué)校師資力量和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。但是，目前很多中小學(xué)缺乏強(qiáng)有力的師資力量，與人工智能相關(guān)的教師數(shù)量很少，很多學(xué)校甚至沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的人工智能教師。在這種情況下，人工智能的教育教學(xué)很難真正得到發(fā)展，教學(xué)質(zhì)量也會(huì)受到一定的影響。一方面，中小學(xué)STEM與創(chuàng)客課程的數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科教師缺乏人工智能知識(shí)背景，無(wú)法準(zhǔn)確判斷課程中需要使用何種人工智能技術(shù)，不能用合適的技術(shù)來(lái)解決課程中的問(wèn)題。另一方面，從全國(guó)高校輸出的人工智能專(zhuān)業(yè)人才供不應(yīng)求，工資飛漲，而人工智能技術(shù)人員也缺乏教學(xué)理論和經(jīng)驗(yàn)。因此，中小學(xué)很難招到既懂人工智能又懂教育的跨學(xué)科人才。人工智能課程開(kāi)發(fā)建設(shè)的主力軍仍然是信息技術(shù)教師。

3.人工智能教育資源匱乏

人工智能技術(shù)的屬性相對(duì)較強(qiáng)。在這類(lèi)學(xué)科教學(xué)中，對(duì)教學(xué)資源的需求相對(duì)較大。但是，現(xiàn)有的中小學(xué)人工智能教材大多采用大學(xué)教材，嚴(yán)重不符合中小學(xué)教育的內(nèi)容。人工智能在我國(guó)起步較晚，現(xiàn)有教學(xué)資源不足，影響了教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)在人工智能課程開(kāi)展過(guò)程中，主要以教師教授為主，學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)，這樣的教學(xué)方式也使得學(xué)生的人工智能課程學(xué)習(xí)的熱情降低，對(duì)人工智能技術(shù)的探索失去興趣。

4.人工智能教育社會(huì)氛圍缺乏

人工智能是跨學(xué)科的，人工智能的順利教學(xué)需要社會(huì)、學(xué)校和家庭的合作。社會(huì)上一些教育機(jī)構(gòu)將人工智能課程簡(jiǎn)化為編程和機(jī)器人，并對(duì)課程的效果和作用進(jìn)行虛假夸大，不僅混淆了人工智能技術(shù)的真正核心，同時(shí)也嚴(yán)重地?fù)p害了學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情和欲望。目前中小學(xué)應(yīng)試教育的特點(diǎn)使得學(xué)生和教師對(duì)人工智能課程不重視，因此中小學(xué)開(kāi)設(shè)的人工智能課程一般和入學(xué)考試沒(méi)有直接聯(lián)系，這樣尷尬的局面也使得我國(guó)在素質(zhì)教育推動(dòng)中遇到較大的阻力。

三、核心素養(yǎng)視野下中小學(xué)人工智能教學(xué)的策略

1.統(tǒng)一制定課程標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家要加快制定中小學(xué)人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)，明確課程目標(biāo)和內(nèi)容，為各地人工智能課程教學(xué)提供指導(dǎo)，為教材編寫(xiě)提供依據(jù)，根據(jù)中小學(xué)不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字實(shí)踐能力、計(jì)算思維和信息意識(shí)，不斷提高他們的信息素養(yǎng)。例如，小學(xué)階段人工智能課程教學(xué)應(yīng)以引導(dǎo)學(xué)生熟悉人工智能為重點(diǎn)，教學(xué)的重點(diǎn)在于激發(fā)和喚起學(xué)生對(duì)人工智能學(xué)習(xí)課程學(xué)習(xí)的興趣和熱情;初中階段人工智能課程教學(xué)應(yīng)注重對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生可以自主地進(jìn)行深入地探索，并能激發(fā)其創(chuàng)新思維，獨(dú)立且自主地設(shè)計(jì)出更復(fù)雜的作品。同時(shí)，學(xué)校和教師要開(kāi)發(fā)和完善具有自身特色的人工智能課程，形成豐富的教學(xué)案例和成熟的課程體系。

2.加快師資的培養(yǎng)

面對(duì)中小學(xué)師資短缺的現(xiàn)狀，第一，需要解決人才來(lái)源的根本性問(wèn)題。在高等師范院校和有條件的其他高校，通過(guò)設(shè)立人工智能相關(guān)專(zhuān)業(yè)來(lái)解決市場(chǎng)需求，不斷加強(qiáng)對(duì)高校的學(xué)科專(zhuān)業(yè)體系的建設(shè)，使得人工智能專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生能夠更好地適應(yīng)中小學(xué)人工智能課程的教學(xué)要求。第二，國(guó)家可以出臺(tái)相應(yīng)的政策，鼓勵(lì)更多的高校人工智能專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生積極投身于中小學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)中，同時(shí)也可以吸納社會(huì)優(yōu)秀人力資源，鼓勵(lì)各類(lèi)科研機(jī)構(gòu)或企業(yè)的相關(guān)人工智能專(zhuān)家成為中小學(xué)兼職教師，為學(xué)校的人工智能課程的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量;第三，中小學(xué)管理者要加強(qiáng)對(duì)中小學(xué)人工智能課程建設(shè)的重視，加強(qiáng)對(duì)學(xué)校人工智能課程教師的培養(yǎng)和建設(shè)。對(duì)于人工智能課程教師自身而言，要重視并清醒的認(rèn)知自身教學(xué)的不足，豐富教學(xué)形式，合理規(guī)劃教學(xué)方案，讓人工智能技術(shù)和課堂內(nèi)容進(jìn)行緊密的銜接，以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的積極性。同時(shí)，教師還應(yīng)積極與其他教師交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高教師的綜合水平。為了促進(jìn)教師之間的交流，校長(zhǎng)可以舉辦一個(gè)研討會(huì)，讓教師在研討會(huì)上分享自己的經(jīng)驗(yàn)。

3.豐富人工智能教學(xué)資源

3.1通過(guò)闡明人工智能的概念和發(fā)展歷史，教師在選擇相關(guān)資源時(shí)，應(yīng)考慮這種教學(xué)資源是否更生動(dòng)地解釋人工智能。比如在選擇導(dǎo)航產(chǎn)品時(shí)，要選擇是否能支持客戶(hù)個(gè)性化需求，考察大數(shù)據(jù)、大計(jì)算、大決策的密集程度，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能產(chǎn)品信息的辨別能力。

3.2讓中小學(xué)生了解、感知和體驗(yàn)人工智能是人工智能課程教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。在學(xué)生體驗(yàn)中，可以選擇以學(xué)生手機(jī)APP的形式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，如形色APP，這是一款花草識(shí)別APP。通過(guò)在教學(xué)場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)制作識(shí)別方法，增強(qiáng)學(xué)生的產(chǎn)品體驗(yàn)感，讓學(xué)生了解產(chǎn)品的工作原理。

4.構(gòu)建良好的內(nèi)外部環(huán)境支持

國(guó)家要求中小學(xué)將人工智能課程納入日常教學(xué)活動(dòng)，建立教育教學(xué)評(píng)估管理制度，確保人工智能課程在學(xué)校的有效實(shí)施;鼓勵(lì)社會(huì)力量、科研機(jī)構(gòu)和有關(guān)企業(yè)參與人工智能的普及;規(guī)范教育市場(chǎng)上人工智能的培訓(xùn)課程和相關(guān)教育產(chǎn)品，正確引導(dǎo)學(xué)生及家長(zhǎng)對(duì)人工智能的認(rèn)知和態(tài)度;學(xué)校應(yīng)該推進(jìn)智能圖書(shū)館、智能實(shí)驗(yàn)室、智能教室等人工智能學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)，不斷構(gòu)建和完善智能教育教學(xué)平臺(tái)，使“人工智能”和學(xué)生的日常學(xué)習(xí)和生活進(jìn)行無(wú)縫連接，注重對(duì)師生隱私和數(shù)據(jù)安全的監(jiān)督和維護(hù)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的法律和道德引導(dǎo)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能的應(yīng)用必須遵守國(guó)家法律、社會(huì)道德和人類(lèi)道德。

結(jié)語(yǔ)

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，成為全球國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的新焦點(diǎn)。人工智能教育的目的是“育人”，即培養(yǎng)具有信息素養(yǎng)、計(jì)算思維和創(chuàng)新能力的學(xué)生，培養(yǎng)適應(yīng)智能時(shí)代的人工智能高端人才。如何切實(shí)有序地推進(jìn)人工智能教育政策的實(shí)施，需要政府、科研機(jī)構(gòu)、中小學(xué)校和社會(huì)企業(yè)的共同努力，加快人工智能課程體系的建設(shè)，優(yōu)化人工智能教育服務(wù)，構(gòu)建良好的內(nèi)外部環(huán)境支持，才能培養(yǎng)適應(yīng)智能時(shí)代的人工智能高端人才，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]韓勝.基于核心素養(yǎng)視角下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略探究[A].教師教育論壇（第五輯）[C].2019.

[2]蔡聯(lián)合.淺談人工智能在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].讀與寫(xiě)（教育教學(xué)刊），2020（33）：15-17.

[3]趙睿.論人工智能與教育教學(xué)的關(guān)系[J].科技風(fēng)，2018，365（33）：85.

[4]邵雪冰.基于問(wèn)題解決的”中學(xué)人工智能”教學(xué)實(shí)踐的研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2019.