人工智能走进中小学课堂

摘 要：人工智能作为新一代信息技术，在我国教育领域被广泛应用。本文首先从人工智能对我国教育领域发展重要性出发，阐述了人工智能的概念、关键技术及其教育应用，通过分析人工智能在教育教学中所存在的问题，提出了人工智能在教育教学中的应对策略，主要从更新教师观念、合理开设课程、完善硬件设施、加强师资队伍这四个方面展开论述。

关键词：人工智能;教学应用;应对策略

Abstract：As a new generation of information technology，artificial intelligence is widely used in the field of education in China.Starting from the importance of AI to the development of education in our country，this paper expounds the concept，key technology and educational application of AI.By analyzing the problems of AI in education and teaching，it puts forward the Countermeasures of AI in education and teaching，mainly from renewing teacher ideas，offering courses reasonably，improving hardware facilities and strengthening teachers' team.These four aspects are discussed.

Key words：AI; Teaching application; Coping strategies

一、绪论

随着5G时代的到来，人工智能作为新一代信息技术，在各行各业被广泛应用，不仅影响着我们的工作、生活，也在教育领域占有一席之地。2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出在中小学阶段设置人工智能相关课程，旨在完善人工智能教育体系，建设人工智能学科。[1]2019年5月18日，清华大学和北京大学举办校园开放日双双宣布，将分别设立人工智能学堂班和机器人工程专业，并且将在2019年秋季开始招收本科生。在《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中，有关人工智能的课程内容在必修模块和选修模块中也都有所体现。由此可见，人工智能技术在教学上的应用以及人工智能相关课程的开设为我国高等教育培育人工智能专业人才提供机会，并奠定基础，也是今后我国中小学信息技术教育的发展方向之一。

二、人工智能概述

国内外学术界普遍认为，未来科技社会将铺满人工智能技术的影子，人工智能将渗透在人们日常生活中的方方面面。早在1956年人工智能学科就被国外科学家约翰·麦卡锡等人首次提出。目前为止，人工智能没有统一、明确的定义。最早人工智能被定義为是拥有模拟能够被精确描述的学习特征或智能特征的能力的机器。[2]我国学者茹丽娜等人认为人工智能是一门融合计算机科学、学习科学、脑科学、教育神经科学、仿生学、社会科学等前沿综合学科的一门新的技术科学。[3]笔者认为人工智能是一门以计算机科学学科为主，融合多种学科，依靠其机器学习、人机交互等核心技术，通过使用计算机研究智能工作任务的一门新型技术。在2018年发布的《人工智能白皮书（2018年版）》中将人工智能关键技术分为七类，主要包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉、生物特征识别和虚拟现实/增强现实。[2]人工智能依靠其关键技术在我国教育领域被广泛应用，例如智慧校园、智能评价、智能阅卷等。其中智慧校园中的智能安全预警，即在校园门口安装摄像头，如果校外非法分子想进入校园，就会被识别出来，发出警报。智能评价能够分析学生在学习过程中的掌握知识的程度、学生的身心健康状况等，实现对学生全方位的评价，这种评价使得老师的工作大幅度减轻。智能阅卷是将学生试卷数据，通过智能扫描仪对数据进行采集，实现试卷智能批改，批改后对成绩进行多维度分析，帮助老师根据每位学生的学情，更好地进行个性化辅导，也能够减轻教师的工作负担。

三、人工智能在教育教学中所存在的问题

人工智能在教育教学中的应用不仅能使学生掌握人工智能专业的基础知识和基本技能，还能利用人工智能技术实现学习环境、学习过程、学习评价等更加智能化，优化课堂教学质量，辅助教师更好地进行教学，提高教师工作效率等。但就目前而言，我国人工智能技术应用于教学中仍处于探索阶段，教学过程中存在诸多问题，比如教师观念陈旧、课程开设不合理、硬件设施缺乏、专业型师资不足等，这些问题都是教学上不可忽视的环节。因此，笔者主要针对以上四种教学问题，提出人工智能在教学应用中的应对策略，以供参考。

四、人工智能在教育教学中的应对策略

（一）更新教师观念

随着人工智能技术的日益成熟，人工智能在教育领域发挥越来越大的作用，许多教师可能会产生一种心理：在未来教育行业中人工智能将取代教师。笔者认为教师永远不会被取代，缺少人类教师的教学必然是不完整的，即便人工智能机器的在教学某些方面的工作效率高于教师。教师的天职是教书育人，在教学过程中，教师不单单是传授给学生知识技能，更重要的是师生之间的语言沟通和情感交流，培养学生在成长道路上解决问题的能力，而这些工作是机器无可取代的。因此，人工智能技术根本目的帮助教师能够高效开展课堂教学。例如，教师如果带好几个班级，就会有大批量的作业需要批改，在短时间内工作量非常大，由于教师精力有限，很难做到针对每个学生提供及时反馈。如果教师在人工智能技术的帮助下，能够节省很多时间，实现为学生提供个性化及时反馈，减少教师工作负担。

（二）合理开设课程

目前国内许多学校已经开设人工智能课程，但并没有统一教材。笔者认为开设人工智能课让学生提早接触到人工智能基础知识，能够为学生以后学习人工智能专业知识做好铺垫。但在中小学的各个阶段，每个学段的学生认知能力有很大差异，在学习中遇到困难时，他们可能会产生很大的消极心理。比如有些小学开设人工智能课，选用的教材里面包含许多专业术语，小学生理解非常吃力，高中生花费几个小时就能理解，但小学生需要几天的时间，这就会造成小学生产生消极情绪。因此，学校在开设人工智能课程时，应考虑不同年龄段学生的认知特点，对于低年级的学生应以浅显易懂的知识为主，对于高年级的学生可以适当的提高难度。

（三）完善硬件设施

教学资源的缺乏将直接影响到人工智能教育的推广，尤其对学校的硬件设施要求比较高。目前各个学校的教育条件有很大差异，课堂上所需的硬件设备无法达到教学标准，学生更没有机会进行实践操作。在教学过程中，学生基本上都需要借助计算机等硬件设备来完成相应的课程内容。因此，学校应加大对硬件设施投入资金，至少应达到满足基本教学要求的配置。还可以通过实行“校企合作”的模式，借助企业对学校硬件设施的投入，以确保为教学提供先进的硬件设施。只有硬件设施的完善，教师的教学手段才得以施展，也为学生进行实践操作提供可能，才能真正体验技术为教学带来的便捷。

（四）加强师资队伍

目前我国人工智能学科人才匮乏，人工智能学科的中小学教师更为紧缺。对于人工智能在教育领域的推广，教师是至关重要的一个环节。在我国教育部发布的《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》中，“教师主动适应信息化、人工智能等新技术的变革，积极有效开展教育教学”作为教师队伍的新时代改革目标。[4]人工智能作为一门新兴学科，在许多学校并没有人工智能专业的教师，在国内一些不发达城市尤为突出。学校在安排课程时，就会委托计算机专业教师上课，这很可能导致教学质量下降。因此，学校在进行教师招聘时，应适当调整招收教师专业比例，加强人工智能学科师资力量。与此同时，应对学校原有教师进行专业培训，丰富人工智能方面专业知识，提高专业实践能力，以此来满足人工智能课程需求。

五、结语

在人工智能时代背景下，教育领域将产生深刻的变化。人工智能在教育领域中，无论是作为一门人工智能课程，还是辅助教师教学的一种技术工具，都有着很高的应用價值。但相比于人工智能技术本身的发展而言，人工智能在教育教学上的应用仍处于初步探索阶段。因此，当人工智能走进中小学课堂，教师要改变自身观念，提高自身专业知识水平，合理运用人工智能技术，突破人工智能与教育相结合的瓶颈，以此来培养人工智能教育领域的领军人才。

参考文献：

[1]任昕.基于AI开放平台的人工智能教学初探——以情感倾向分析项目为例[J].中国信息技术教育，2019（08）：52-55.

[2]王有学，高洁.论人工智能技术发展及其在教育中的应用[J].中小学电教，2019（04）：6-9.

[3]茹丽娜，唐烨伟，王伟，钟绍春.我国教育人工智能研究综述[J].中国信息技术教育，2019（07）：90-93.

[4]教育部积极推动人工智能支持教师队伍建设行动[J].基础教育参考，2019（03）：80.

作者简介：孟庆雪（1996-），女，汉族，辽宁铁岭人，教育硕士，牡丹江师范学院2018级现代教育技术专业。