中小学人工智能课程教学的优化策略探析

刘静　郑蕾

摘要：随着人工智能的飞速发展，教育部印发《教育信息化2.0行動计划》，广州、深圳等地率先在中小学试点人工智能课程，各地在开展人工智能课程的过程中，面临着思想认识不足、教学条件有限、教材匮乏等诸多困难。本文通过分析人工智能课程在中小学实践中的困境，提出了解决问题的对策，以期为提升人工智能课程教学的有效性做出努力。

关键词：中小学人工智能优化策略有效性

2015年6月我国将人工智能列为重点发展目标，2017年7月，国务院印发并实施了《新一代人工智能发展规划》。当前，人工智能的发展进入了一个崭新的阶段，各国将人工智能作为综合国力竞争的新焦点。在中小学阶段开设人工智能课程，普及全民人工智能教育，对培养人工智能尖端人才具有重要的战略意义。2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，提到要全面提升信息素养，完善课程方案和标准，添加人工智能和编程方面的内容，以适应信息化、智能化时代的发展需要。自该文件实施后，广州、深圳两地率先开展人工智能课程试点，这是对人工智能课程的一个积极探索。本文以中小学阶段的学生为研究对象，探索人工智能课程在教学中的发展现状、问题以及对策，为广大一线教师提供教学参考，以共同促进人工智能课程在中小学教学中的普及和发展。

一、人工智能课程在中小学阶段的发展现状和问题

人工智能课程在中小学的试点时间较短，笔者通过搜索引擎能查找到的关于中小学人工智能课程的资料极少，这反映了人工智能课程在中小学目前还处于起步阶段。笔者经调查，归纳总结现阶段人工智能课程开展所面临的问题如下：

（一）思想认识不深

人工智能对于大多数中小学生来说是一个新鲜事物，既神秘又深奥。同时教师普遍对人工智能的认识不够深入。在浅显地了解了人工智能的部分理论、应用知识后就给学生开展人工智能的教学显然是不切实际的。甚至还有部分教师对人工智能的理解存在偏差，这不利于教师向学生正确地宣传人工智能的趋势和未来，阻碍了人工智能课程在中小学课堂的全面推广。

（二）教学条件不足

在人工智能课程中，除了互联网之外还需要智能硬件、软件的辅助才能够实现教学。例如，可跟踪脸部的视觉摄像头、高传输速率的5G模块等。但是，目前的中小学信息化教学设备较为简陋，一般只有计算机这样的传统设备，在这种缺乏人工智能实验设备的背景下，人工智能课程很难顺利开展。另外，如果学校不重视对于硬件、软件方面的资金投入，教师在有限的条件下就很难开展教学。

（三）专业教材不全

人工智能课程在中小学尚处于普及推广阶段，教学内容、教学体系都仍需探索，缺乏成熟的教辅材料可供使用。现阶段的中小学教师只能从网络上寻找一些经典的案例或者项目作为教学内容，但是，这样的教学不一定适合中小学学生对于人工智能知识的需求，研究如何将人工智能教学同学生的生活紧密联系，建立科学性、系统性的教学体系是当前教师面临的一个重要难题。

（四）教学成效不高

在中小学人工智能课程教学中，学生对于信息技术知识掌握程度不够，大部分学生觉得人工智能的理论深奥难懂，长期下去容易对理论知识学习失去耐心和动力。学生更加倾向于通过自己动手实践，操作人工智能设备，达到学习的目的。因此，帮助学生掌握人工智能的理论知识，提升实践操作水平是每一位教师需要考虑的问题。

二、优化中小学人工智能课程的对策

（一）提高思想认识，强化能力提升

对于中小学阶段学生来说，人工智能的学习主要实现以下目标：一是初步认识人工智能的概念、人工智能的发展历史等;二是了解人工智能主要的发展领域、运用场景以及对社会经济的重要影响。因此，教师在开展人工智能教学时要帮助学生建立正确的认识，认识到中小学人工智能课程是一门具有前沿性、实践性、发展性的课程，帮助学生建立跨学科的思维，锻炼其动手实践能力。在师资队伍建设方面，各校要积极组织教师参加省市区组织的专项培训。教师间要加大人工智能课程方面的交流，刻苦钻研、学习，掌握更丰富的人工智能方面的知识，在人工智能课程设计上做到更加细致、专业、高效。同时，要加强人工智能普及与宣传，让家长、社会对人工智能有一个新的认识，支持鼓励学生参与到人工智能课程的学习中。

（二）普及软硬件设施，丰富教学资源

人工智能课程的开展离不开硬件和软件的配合，硬件是人工智能实施的载体，而软件就是人工智能的“大脑”。学校要加大对计算机、网络设备、智能硬件方面的投入，建立专用的人工智能实验室，在空间布局上以小组为单位建立讨论区，划分活动区、展示区等。实验室应配置高性能计算机、移动手持终端、3D打印机、传感器、摄像头等智能硬件，在软件上配置电子教师管理系统、语言控制系统、云计算平台、视觉处理系统等。另外，在教学的过程中，还需要配套相应的信息化教学资源，如微课、视频、电子资料等，让教学变得更加丰富、高效。

（三）紧跟时代潮流，创新教材编写

人工智能技术最终的发展目的是运用于生产生活，为我们的衣食住行提供便利。因此，在编写人工智能教材、实施教学时，应将知识的学习融入到活动、问题、思考之中，尽量选择与中小学学生生活相近的案例或者项目作为教学内容，如人工智能中的人脸识别技术、智能扫地机器人、无人驾驶等，利用这些学生感兴趣的事物来阐释人工智能的原理，避免直白、空洞地讲解理论知识。另外，各省市可以根据本地区的特点，组织专家到教学一线开展调研工作，吸纳教师对于现有教材的建议和意见，与时俱进，及时对现有教材做出补充或者修改，紧跟时代发展的潮流，适应人工智能蓬勃发展的变化需求。

（四）保障课程时间，灵活课堂形式

在应试教育的背景下，学习时间不足已经成为阻碍人工智能课程在中小学普及的一大障碍，学校在课程安排上应当保证每周至少一节课的时间。教师要科学、合理地分配理论和实践课程的比例，把握教学重点，确保每一节课都能高效、高质量完成。人工智能是一门极具创造性和实践性的课程，教师在传授完理论知识之后，要注重联系实际，倡导在“做中学”，灵活地运用翻转课堂、小组协作、深度学习等教学模式，提高学生使用人工智能解决问题的能力。要让学生尽量接触到目前最为先进的人工智能科技，如语音识别、VR、人机交互等。

结语

作为教师，我们要深刻认识到培养人工智能人才的重要性，努力丰富自身在人工智能领域的专业知识，积极应对中小学人工智能教学中出现的问题并提出对策，促进中小学人工智能课程的普及和开展。

参考文献：

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责任编辑：唐丹丹F0C3FF2E-AF10-4176-B2EA-13349B00E34F