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我国幼儿园应如何开展人工智能教育
——基于《美国5-6 岁儿童人工智能指南》的启示

2023-11-17

陕西学前师范学院学报 2023年9期
关键词:机器人工智能幼儿园

罗 枭

(华中师范大学教育学院,湖北武汉 430079)

人工智能是引领未来的战略性技术[1],人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界[2]。为拥抱第四次科技革命浪潮,顺应智能环境下发展的新要求,培养具备人工智能素养的普通公民和人工智能技术高级人才,一些发达国家不仅把人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略[1],而且正在制定或已经颁布了人工智能行动计划或人工智能教育指南,对本国教育的基本理念、基本结构、人才培养、课程体系、资源统筹、治理方式等方面提出了新的规划和要求。如今,我国政府高度重视人工智能教育在校园内的开展,并把人工智能教育内容纳入了小学科学、初中科学、普通高中信息技术、普通高中通用技术、中小学综合实践活动之中,在高等教育开设了人工智能专业。但从长远看,我国依旧缺少一个贯通全学段的人工智能教育行动指南或人工智能教育顶层实施标准。初中和小学仍未单独开设信息技术课程。由于我国学前教育国家课程的缺失,缺少一贯制的整体课程引领,我国幼儿园亦未将人工智能的教育内容统一纳入课程体系之中,并且对开展人工智能教育的课程、内容、方法,以及资源库建设缺乏明晰认识。而《美国5-6 岁儿童人工智能指南》则为我国幼儿园如何科学设定人工智能教育理念,合理设置人工智能教育目标,完善人工智能教育资源建设,开展人工智能教育提供了重要启示。

一、《美国5-6 岁儿童人工智能指南》简介

为应对日趋激烈的国际竞争并占领人工智能技术的制高点,提升美国公民的人工智能素养,培养大量掌握人工智能技术的高级人才,为各学段开展课程改革和教学活动指明行动方向和提供参考依据,2018 年5 月15 日,美国人工智能促进协会(Association for the Advancement of Artificial Intelligence,AAAI)、美国计算机科学教师协会(Computer Science Teachers Association,CSTA)共同发起了美国K-12 人工智能教育行动(AI for K-12 Initiative)。目前该项工作由卡内基梅隆大学计算机科学与认知神经科学中心(Computer Science and Centre for the Neural Basis of Cognition)研究教授大卫·图雷茨斯基牵头负责(David Touretzky ),组成了人工智能教育行动委员会。该行动委员会成员包括大卫·图雷茨斯基(Carnegie-Mellon University)、克里斯蒂娜·加德纳-麦库恩(University of Florida)、弗雷德·马丁(University of Massachusetts )、德博·拉西霍恩(Curriculum Committee of the American Association of Computer Science Teachers)以及致力于增加人工智能多样性和包容性的非营利组织AI4All 协会[3]。在行动委员会的努力下,2019 年7 月美国人工智能促进协会在费城发布了《K-12 人工智能指南》(下文简称《指南》)(K-12 Guidelines for Artificial Intelligence),其对构建一贯制的人工智能教育体系,夯实人工智能高级人才的培养基础,培养具备人工智能素养的美国公民具有重要意义。由于美国特殊的学制形式,Kindergarten 从属于小学教育阶段,性质上相当于国内为入小学做准备的学前班;而从招生对象来看,主要接纳5-6岁的儿童,相当于国内幼儿园的大班儿童。因此,了解美国针对5-6 岁儿童开展人工智能教育的基本理念、基本目标以及配套资源整合的做法,将有助于我国幼儿园开展人工智能教育工作,更有利于做好幼小衔接工作,进而发挥全学段培养人工智能人才和普及公民人工智能素养的作用。《指南》分K-2、3-5、6-8、9-12 四个阶段进行阐述,本文则重点介绍5-6 岁儿童开展人工智能教育的基本理念、基本目标以及开展人工智能教育活动的网络资源目录(AI Online Resource Directory)[4]。

二、美国5-6 岁儿童人工智能教育的基本理念

《指南》认为针对5-6 岁儿童开展的人工智能教育应秉持五大理念。这五大理念分别为基于传感器的计算机感知理念(Computers Perceive the World Using Sensors)、计算机建模、表征与推理理念(Agents Maintain Models/Representations Of The World And Use Them For Reasoning)、基于数据的计算机自适应学习理念(Computers Can Learn From Data)、人机交互理念(Making Agents Interact Naturally With Humans Is A Substantial Challenge For AI Developers)、人工智能伦理理念(AI Applications Can Impact Society In Both Positive And Negative Ways)[4]。

(一)基于传感器的计算机感知理念

目前人工智能取得的最重要成就之一就是提升了智能机器和智能软件的自适应能力,即通过更新、升级计算机传感器的软硬件水平,赋予智能机器和智能软件在日常生活中良好的“视觉”和“听觉”能力,最终使其更具“人性”和“灵性”。《指南》把5-6 周岁作为培养儿童对人工智能的兴趣,习得人工智能素养的启蒙和奠基阶段。因此,在此理念的引领下,《指南》认为此阶段的人工智能教育目标是:其一,应使5-6 岁的儿童真实体验到智能机器和智能功能的趣味性;其二,使儿童能够知晓日常生活中常见的智能机器和智能软件的简单知识,并了解如何区分计算机和智能机器人的入门知识;其三,初步懂得日常生活中常用的智能机器和智能软件在口语交互、图像识别等方面的常识;其四,能够掌握智能机器和智能功能的简单操作方法,并具备与常见的智能设备和智能软件进行简单人机交互的能力。如能够与亚马逊子公司Alexa Internet 开发的智能语音助手Alexa 或苹果公司开发的智能语音助手Siri 等智能语音助手进行顺畅交互的能力,并尝试着能够向智能语音助手发出指令,完成语音天气查询、语音指令设置闹钟、语音搜索自己感兴趣的资料等活动;其五,会使用摄像头和互联网应用程序对人脸或其他对象进行图像识别,能够运用诸如谷歌绘图等智能软件开展美术活动,如颜色涂鸦、造型绘制、图像演示等。

(二)智能设备的建模、表征与推理理念

无论是自然人或智能设备,表征与推理能力都是衡量其智力或智能高低的重要指标。智能设备能够利用其对真实世界的表征能力,来建构认知模型、展开认知推理、并根据认知推理做出相应的智能决策进行智能画像。研究表明,5-6 岁儿童已经具备了进行基础性、入门性的人工智能技术学习的能力。人工智能教育非常适合幼儿教育,因为它为幼儿提供了一个做中学、玩中学的开放式、项目式、跨领域的真实游戏环境[5]。因此,在此理念的引领下,《指南》认为此阶段的人工智能教育目标是:其一,要把人工智能技术嵌入到适合儿童发展的、基于游戏的早期学习实践中[6],并着重培养5-6 岁儿童的符号表征能力。例如,可以在杂货店游戏中将条形码进行分类归组,并通过各类颜色、形状等特征的变化,将各类符号进行可视化展示,进而引导儿童进行正确的符号识别。其二,可以通过简单编程(口头)语言对不同类型的模块标注不同的颜色,以初步理解符号(表征概念)与实物之间的对应关系。其三,应使儿童知晓地图各类坐标的基本含义,并能够对一些坐标含义进行正确解读;其四,应使儿童具备利用纸笔进行简单模型构建的能力,如能够绘制简单的地图,并能够用符号正确表征家庭住址、幼儿园、公园、社区、河流、桥梁等;最后,能尝试着将模型与实物进行比较,并找到二者的相同点和不同点。

(三)基于数据的机器学习的理念

基于数据的机器学习是指智能机器以海量的知识储备和宽领域的学科交叉理论作为支撑,强调机器对神经网络算法的掌握,并能从芜杂的数据中自动抓取、分析、挖掘目标数据,研判数据规律,创建数据表征、进行数据解读、绘制数据图谱、预测数据趋势、做出科学决策的过程。因此,为培养儿童基于数据的机器学习的理念,《指南》认为此阶段的人工智能教育目标有:第一,要开展丰富多彩的计算机涂鸦活动和简单编码活动,以增加5-6 岁儿童对编程活动的实际体验,提升其对真实世界和真实活动的感应和控制能力,并使其能够区分各类实物和表征,并尝试建立二者之间的正确关系,最终改善幼儿的思维习惯,提升儿童的逻辑思维能力。第二,鼓励幼儿园教师利用谷歌自动绘图软件或认知伙伴软件,如以麻省理工学院媒体实验室开发的Scratch 平台为支撑基础的Cognimate 软件,作为儿童人工智能教育的“脚手架”,支持儿童开展简单的编码训练,并鼓励、引导儿童将编程指令和智能机器Alexa、Cozmo 的功能模块进行映射联结,最终使机器实现指令化、程序化的自动涂鸦和自适应图像识别。儿童在讨论如何设计编码指令的过程中,将更了解机器是如何完成编码指令接收、自适应图像识别和开展涂鸦活动的。在编码的过程中,两名儿童可以形成小组,在计算机上共同工作,以解决小组任务或问题。其中,一人专注于控制计算机的操作并关注具体操作细节,而另一人则通过回答问题和寻找潜在的问题或错误来推进编程的进展。第三,强化儿童对顺序、序数的感知和理解。在计算机科学中,排序是机器算法的重要基础,算法是计算机完成特定任务所遵循的精确指令集。人们按照适当的顺序向机器下达指令,而机器则完全按照被编程的指令去开展相应的活动。因此,若编程指令没有正确地排序,那么机器算法就不会达到预期的结果。在排序的过程中,某些任务和行动都可以利用序数进行编码、排序。因此,《指南》建议幼儿园应注重培养儿童的逻辑思维能力,要经常性地组织儿童开展早期阅读活动、数字排序活动、动作程序化分解等活动,以强化儿童对编程指令前后顺序、排序、序数的理解和认知。例如,在向儿童讲故事时,应让儿童了解故事发生的时间顺序(如开始、中间、结束)。同样,为增强儿童对序数(如第一、第二、第三)以及大小(最小到最大)的理解,可组织有关数字信息的输入—输出游戏,让幼儿在游戏的过程中进一步加深对序数和程序的理解。此外,教师可以向幼儿介绍商店收银的基本程序。顺序为:第一步,放置一件商品;第二步,用收银机扫描;第三步,收银机显示商品价格。另外,可以让幼儿参加实物排序游戏,让幼儿在游戏中创建一组编程指令,接着智能机器读取命令来启动相应的功能,如移动、发声、变形和闪光等;第四,强化儿童对数字世界的感知。在数字世界中,人工智能科学家使用数字表示法与智能机器进行沟通。由于幼儿可在智能手机上看到各类形状的应用程序图标,每个图标代表着不同的应用程序。教师可以让儿童在课堂上认识计算设备上不同类型应用程序的形状;第五,引导幼儿在计算设备上使用简单的文字处理、绘图或照片编辑应用程序。幼儿园可以开展RGB 游戏(即用数字分别代表红色、绿色、蓝色),教师可以向幼儿演示计算机是如何用数字表示颜色,以及如何通过改变数字值来改变屏幕上出现的颜色,最终使幼儿建立数字与事物之间的表征联系。

(四)人机交互理念

按照现有人工智能技术的发展水平,智能机器或智能设备仍无法实现对人的思维、语言、表情、行为的及时、有效、完整的识别、解读、认知。因此,让智能机器读懂人类,实现智能机器与人类进行真实、无障碍的互动交流,并受到人们的广泛肯定与接受,就必须强化智能机器的深度学习能力,并提升人机互动的基本技能,如提升机器的自适应感知能力、图像自适应识别能力、语音自适应识别能力、自然语言自适应处理能力、动态人脸自适应识别能力、情绪感知能力等。目前,虽然智能机器能够在一定程度上理解人类的自然语言,但其一般推理和沟通能力甚至不及儿童。为培养儿童的人机交互理念,提升与机器进行交互的能力,《指南》要求针对5-6 岁儿童的人工智能教育做到:其一,应使儿童能够正确理解并区分故事(事件)中包含的积极或消极情绪或态度的词句;其二,应使儿童具备正确识别人脸表情,并正确标注、解释表情与情绪、情感之间的对应关系,如高兴、悲伤、愤怒等;其三,经过教师的操作指导,应使儿童能够简单使用人脸表情动态识别软件;其四,应使儿童能够正确描述智能机器呈现的表征符号的意义,并能够使用网络应用程序进行面部表情识别;其五,应使儿童能够正确区分聊天机器人和人类,并尝试着分析、判断、解释哪些自然语言是智能机器难以理解的;其六,以STEM 课程为载体,通过实验的形式,让幼儿体验人工智能的趣味性,激发他们对智能设备的探索兴趣。

(五)人工智能伦理理念

任何事物都有两面性,人工智能技术对社会的发展亦存在消极和积极的影响。在不久的将来,许多人将习惯于与智能机器一起工作。一方面,人工智能技术在把人类从繁杂的工作中解放出来的同时,可能导致大规模的结构性失业;另一方面,大规模使用智能机器人可能导致隐私暴露风险和“全景敞视”局面的出现。为使儿童简单了解人工智能伦理理念,《指南》建议在对5-6 岁儿童进行人工智能教育时,需要引导儿童对人工智能的伦理进行简单的讨论。第一,要求幼儿能够正确识别日常生活中遇到的人工智能应用,并介绍人工智能为他们的生活做出贡献的方式;第二,能够对人工智能产品的优点和缺点展开初浅的讨论;第三,能够对人工智能的应用领域和道德标准进行简单讨论。如讨论人工智能应用中的性别不平等问题,为什么一些语音助手都是以女性的形式呈现的,这其中可能存在巨大的性别偏见。

三、美国5-6 岁儿童人工智能教育的资源目录建构的目的和内容

美国构建5-6 岁人工智能教育资源目录的目的有三:第一,提供资源清单,为儿童发展提供资源支撑。美国提供的人工智能教育资源目录,可使5-6 岁的儿童在进行自主探究性学习时,获取种类多样、形式丰富的人工智能教育资源,增强对人工智能技术以及人工智能设备的体验,获得人工智能素养提供强力支撑。第二,强化工具支撑,为教师评估幼儿成长、开展教育活动及促进教师专业成长提供保障。资源目录为幼儿园教师开展人工智能教育活动,提升教师信息技术水平,提供人工智能教育相关的教学视频、演示软件和活动方案。人工智能技术可帮助教师真正的“认识”幼儿,精准判断幼儿的知识与能力发展水平、兴趣爱好、认知风格、学习动机、思维特点等,真正做到精准识材、科学施教、以学定教、个性发展,最终实现从“因材施教”向“可因材施教”的转变。第三,拓展资源获取渠道,为家长和社区开展人工智能教育活动提供帮助。资源目录可使社区、家长获得丰富的人工智能教育资源,实现人工智能教育资源的个性化推送,增强各类人工智能教育亲子活动的趣味性、科学性、丰富性。

美国5-6 岁儿童人工智能教育资源目录的内容一共分为六类,分别为自适应语音识别类设备与软件、图像自适应识别类软件、智能编程类软件、智能语音与图像识别综合类设备与软件、人工智能教育网络资源、多功能智能机器人[4]。其一,自适应语音识别类设备与软件。包括谷歌助手(Google Assistant)、苹果语音助手(Apple’s Siri)、微软小娜(Microsoft’s Cortana)等。通过对此类软件的了解与运用,学前儿童能够与具备人工智能功能的智能家电设备进行简单沟通。如谷歌智能家(Google Home)、亚马逊智能音响(Amazon Alexa)、苹果智能音响(Apple HomePod)、智能教育认知伙伴(Cognimates AI Education)等 。其二,自适应图像识别类智能软件。包括色拉布快照(Snapchat)、灵眸应用软件(Osmo App)。这类软件通过趣味性的游戏活动,加深了学前儿童对人工智能图像识别技术的了解。其三,智能编程类软件。如Scratch,该软件是由麻省理工学院设计开发的一款面向儿童的简易编程工具,并能提供对语音生成、语音识别、文本分类、对象识别和机器人控制的应用编程接口的访问。Calypso for Cozmo 则是一种基于规则的Cozmo 可视化编程软件,它添加了语音识别功能、基于地标的导航、全息世界地图以及对计算机编程的支持。其四,智能语音与图像识别软件。AI Experiments(谷歌研发的在线人工智能体验软件)、Teachable Machine(可教机器,主要提升儿童的视觉感知能力)、QuickDraw(快速绘图软件,专注于人机互动提升,智能机器的神经网络能够快速猜测儿童在画的什么)、AI and You(谷歌开发的为儿童提供人工智能视觉体验的软件)。其五,人工智能教育网络平台。如eCraft2Learn(受欧盟资助的一个项目,其核心是研究、设计、试验和验证基于数字制造和制造技术的生态系统,以创造计算机支持的工艺品。该项目旨在加强科学、技术、工程、艺术和STEM 教育方面的个性化学习和教学,并协助学习者发展21 世纪所需的技能)、Machine Learning for Kids(儿童机器学习网站,能够提供简易编程的在线演示和讲解,为儿童学习序数概念提供Web 应用程序或Scratch 扩展。该网站颜色鲜艳、内容有趣、任务简易、讲解详细,通过此网站的视频资源,学前儿童可以体验到编程活动的趣味性和丰富性,加强了对智能变成活动的理解)。其六,智能机器人。由Anki 公司发明的The Cozmo Robot 内置了计算机视觉,包括对象和自定义标记检测、人脸识别、对象操作、路径规划和语音生成,能够较好地与人类实现互动与交流,并能根据情境的变化,向外传递智能机器人的“情绪”。

四、《美国5-6 岁儿童人工智能指南》的特点

未来社会的竞争,核心是科技的竞争,本质是人才的竞争。美国针对5-6 岁儿童的人工智能教育指南具有立意高远、布局超前;重视一贯,全面具体的特点。其一,立意高远,布局超前。基础不牢,地动山摇。只有夯实人工智能的培养基础,才能研发出顶尖的人工智能技术,培养大量人工智能高级人才。美国把人工智能教育在学校的普及与推广作为提升国家未来整体科技实力的着力点,可谓极具前瞻性。目前把人工智能教育融入整个基础教育体系的国家仍是少数,而美国人工智能教育行动小组在较短的时间内就制定了各学段的人工智能教育指南,把人工智能教育延伸到了幼儿园教育,打通了各学段之间的壁垒,以整个教育体系之力来培养大量的人工智能技术人才和提升公民的人工智能素养,这对夯实美国人工智能人才的培养基础具有重要意义。其二,层级推进,全面具体。在《指南》中,对K-2、3-5、6-8、9-12四个学段的五大理念都分别进行了全面阐释。通过层次的递进,学习难度和任务要求的逐步提升,实现了人工智能教育的全学段贯通,全领域覆盖。同时美国注重引导儿童对人工智能技术的深层次的反思和客观审视。儿童通过讨论的形式,对人工智能技术的优缺点都能有一个初步的概念,这对根除“技术至上”理念和避免培养单向度的人具有重要意义。另外,儿童、家长、教师、社区通过6个块面的资源支撑,能够为日常的人工智能教育活动提供丰富而有力的资源支撑。

五、思考与启示

(一)立意高远,应从民族复兴和国家安全的角度来布局幼儿园人工智能教育

首先,国与国之间人工智能实力的竞争,表面上是技术之争、人才之争,本质上则是人才培养体系的较量,而人才培养体系的根本则在学校教育。学校不仅是现代社会培养人的主要场所,更是人工智能人才培养的主战场。人生百年,起于幼教。学前教育作为基础教育中的基础,理应在公民人工智能素养习得以及人工智能高级人才培养中扮演重要角色。我们要尽快明确幼儿园教育在承接国家人工智能发展战略中的地位、角色、作用和行动方向。其次,开展幼儿园人工智能教育,要从民族复兴和国家安全的角度回答如下问题:幼儿应具备怎样的人工智能素养和怎样培养其人工智能素养?幼儿园人工智能素养的普及教育有哪些规律?幼儿园教育在人工智能人才培养中的地位和作用应如何定位?如何做好幼儿园与中小学人工智能教育的衔接?如何构建幼儿园人工智能课程体系和资源保障体系?最后,学前教育不仅是实现个体全面发展的基础阶段,而且是我国基础教育的基础。政府要着力发挥学前教育承接国家重大战略的支撑作用,强化学前教育在各类重大战略中的使命感、责任感、存在感。换句话说,我国政府在制定《学前人工智能教育指南》时,就要将学前教育对接国家人工智能发展战略的使命感和责任感变成具体规划,形成政策文件,最终发挥学前教育在人工智能人才培养中的作用,如可增进儿童对人工智能技术的认知,激发儿童对人工智能技术的兴趣,培养儿童对常用的人工智能设备和软件的初步运用能力、初步的人机交互能力、入门编程和软件开发能力,进而培养公民的人工智能技术素养,夯实人工智能人才培养基础,有力衔接中小学阶段的人工智能培养体系等方面的重大作用,并最终在全社会的努力下,培养有理念、会设计、能动手、善创造的社会主义建设者和接班人[7]。我们必须从民族复兴和国家安全角度出发,加紧加快各类人工智能战略、规划、政策的出台,着力强化人工智能领域在“智能素养普及、核心技术研发、顶尖人才培养、标准规范拟定”等方面的部署,才能确保我国在新一轮国际科技竞争和国家安全保卫中以新技术掌握制高点和主导权,最终实现对科技、经济、社会发展和国家安全的全面支撑[1]。

(二)尽快出台《学前人工智能教育行动指南》,建构学前人工智能国家、地方、园本课程体系

首先,要从学前儿童全面发展的角度制定我国《学前人工智能教育行动指南》,要对标中小学关于通用技术学科核心素养的基本内容,重点从技术意识、工程思维、创新设计、图像表达、物化能力等五个块面构建幼儿园人工智能课程体系,并充分体现启蒙性、基础性、科技性、时代性、趣味性。其次,建构学前人工智能国家、地方、园本课程体系。课程是实现学前儿童全面发展的核心和灵魂。幼儿园要着力构建AI+STEM 的国家课程体系,着力突出STEM 课程的AI 特色。第三,充分考虑儿童思维和认知发展的年龄特点、个体差异。小班以开展各类人工智能的体验活动为主,通过向幼儿展示常见的人工智能产品,呈现人工智能的有趣案例,激发儿童对人工智能技术的兴趣;让儿童在人机交互的过程中,增进儿童对人工智能产品和技术的理解。中班在继续丰富儿童的人工智能体验活动的基础上,增加一些人工智能程序性知识的了解,并尝试进行简单的序数认知活动、排序活动、人机交互活动(如机器涂鸦、自适应图像和语音识别等)。大班则有目的地向儿童科普简单的人工智能程序性知识,增加儿童人工智能的各类实操活动,开设入门的编程课程和简单的软件开发课程。第四,要充分考虑东中西部、城乡之间发展学前人工智能教育的具体差异,把具有地方特色的科技成果、文化元素、风土人情、自然环境以人工智能的形式向幼儿展示,让幼儿体验,确保人工智能教育行动指南具有发展适宜性和地区针对性。最后,要注重家园合作、社区合作。公民人工智能素养的普及和人工智能高级人才培养重在全社会参与,关键在纵贯全学段的学校人工智能教育,要形成人工智能教育的合力,努力营造智能教育生态,在提升社区工作人员和家长人工智能素养的同时,要发挥社区、家庭的教育力量,统筹推进幼儿园人工智能教育的各类活动。

(三)强化供给,补齐配优学前人工智能教育的线下和线上资源

《教育信息化2.0 行动计划》指出,为顺应智能环境下的教育发展,要加快建成国家教育资源公共服务体系[8]。从宏观层面来看,要尽快顺应智能教育环境,大力宣传智能教育理念,努力营造智能教育生态,加快构建国家“互联网+人工智能教育”资源共享网络平台,打造线上人工智能资源云空间,确保“人人有空间”“人人用空间”[8],要整合线下各类人工智能资源,发挥科技场馆、人工智能企业的作用,为全国各地区的幼儿园、社区、家长开展各类人工智能教育活动以及幼儿自主学习提供智能教育理念引领、智能教育文化熏陶、智能教育生态培育、智能教育技术支撑、智能教育资源共享的途径。从微观层面看,幼儿园要尽快完成数字幼儿园的转型和升级工作,要着力构建幼儿园智能教育微生态,推进幼儿园的智能治理,营造幼儿园的智能文化,为幼儿成长提供丰富多彩的智能环境,为教师专业发展提供智能理念、智能文化、智能技术、智能设备、智能软件支撑。同时,要立足本土,放眼国外。在专注开发具有本土特色的幼儿园人工智能教育资源的同时,要及时了解世界发达国家在构建人工智能教育指南或规划的动向和趋势,并广泛吸取国外相关的先进经验和成果。改变我国数字教育资源开发与服务能力不强,信息化学习环境建设与应用水平不高,教师信息技术应用能力基本具备但信息化教学创新能力尚显不足的局面。最终实现以数字化助推幼儿园教育的个性化、智能化、网络化、终身化,并形成开放、适宜、平等、人本、可持续发展的学前教育体系。

(四)及早行动,强化人工智能对儿童早期的学习与发展的支持

其一,培养学前儿童对人工智能活动、产品的兴趣。幼儿园应鼓励儿童与智能机器进行简单对话、互动,通过人工智能类产品介绍和运用,鼓励儿童在日常生活中操作小度、天猫精灵、SIRI、火火兔、扫地机器人、未来小七、阿尔法蛋、猫贝乐、半兽人、物灵LK、巴巴腾小腾、优必选悟空智能机器人等人工智能机器或产品,通过简单的语音、功能键操作,体验人工智能产品、机器的趣味性。其二,幼儿园应丰富儿童的人工智能场景体验,增强儿童的人工智能感知。由于学前期尤其是学前早期,儿童认知世界的主要方式为感知觉,因此,幼儿园要在儿童感知真实世界的基础上,丰富儿童的各类人工智能体验,让儿童体验人工智能的不同运用场景,如向儿童展示全息投影,增强儿童的人工智能具身体验。通过介绍儿童日常生活运用的人工智能产品的外观、形状、功能,加深儿童对人工智能产品的认知。其三,鼓励儿童利用人工智能产品解决一些低难度问题,尝试与故事机、朗读机、绘本机以及各类人工智能运用软件进行简单的互动、对话。同时,幼儿园应开展专门的人工智能教育活动,在科学活动中根据儿童的年龄特点、认知特点,适度引入人工智能知识、技术、产品,强化“AI +STEM”理念,培养儿童的人工智能素养。幼儿园可让儿童在科学活动中体验语音输入、手势征集、人像识别、镜像生成、趣味编程、数字画像等低阶人工智能产品或活动,通过人工智能产品介绍、功能运用,增加儿童对人工智能产品的认知,提升儿童的人工智能素养。其四,在其他活动中融入人工智能教育元素。幼儿园可在大型节庆活动、户外拓展、参观体验等活动中引入人工智能产品和应用的介绍,使活动更具有趣味性、科技感,强化活动中的人工智能元素。

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