创客理念下中小学人工智能科技教育探索

    廖拥红

    2017年，我国将人工智能纳入中小学的课程设置，并逐步推广了编程教育。2018年形成了以人工智能应用软件、编程平台及智能机器人三大模块为主的中小学人工智能教育体系。就目前我国中小学所实行的人工智能教育课程标准来看，中小学人工智能课程的深度和广度仍在不断地提升。

    ● 目前我国人工智能课程的教育问题

    虽然我国已经把人工智能课程纳入教育体系，但就实际教学现状来看，将近一半的学校并没有开设人工智能课程，即便是已经开设人工智能课程，其课时也较少，内容比较浅显，并没有形成完整的课程体系，各地区的教材也没有做到统一，因此其培养的方向也各有不同。然而，人工智能学习是一个长期学习的过程，它需要学生从小学、初中到高中，持续不断地根据学习能力的变化来进行学习，就目前的学习状况来看，中小学的人工智能课程相互之间并没有进行连接，各课程之间的关联性较低，也没有与大学的相关课程进行衔接，这导致学生在学习的过程中无法形成完整的体系，不利于其在未来进行更深层次的学习。

    ● 创客理念指导下中小学人工智能教育的措施

    1.理性看待人工智能教育

    就目前的教学体系来看，培养学生逻辑思维能力，主要是依靠数学等基础学科来进行的，但其教育效果一般。但在创客理念下进行的人工智能教育，能够很好地提高学生的逻辑思维能力，锻炼学生的问题解决能力及创造能力，所以在中小学的人工智能教育过程中，教师要注重培养学生的思维能力，让学生能够利用人工智能进行思考和解决生活中的问题。

    2.重视基础阶段的人工智能教育

    人工智能作为未来科技的发展方向，连接着未来的教育，因此人工智能教育的开展要从基础阶段开始，特别是在青少年学生中开展人工智能教育，能够使其思维方式发生很大的转变，从而为今后的学习生活打下坚实的科学基础。例如，除了设置人工智能相关课程外，学校还可以设立编程社团等。

    3.制订完整的课程标准，明确教学的目标和内容

    要想制订出完整的人工智能课程标准，首先要明确中小学教学的目标和内容。

    首先，在小学阶段，人工智能课程的主要学习目标是提高学生的学习兴趣，以体验人工智能产品为重点，要求掌握简单的工具应用，培养提出问题和解决问题的初步能力。在初中阶段，则是要进一步提升学生的学习热情，要求掌握低难度的软件，增加课程的理论性，培养其实践动手能力和创新能力。在高中阶段，要求学生能够掌握难度比较大的软件，学习并且能够掌握人工智能技术，培养其独立思考和解决问题的能力，树立社会责任感。

    其次，在基础教育阶段，要根据学生的学习需求及学习能力，设计内的容，其设计的结果要有可行性和实效性。课程内容要包含基础概念、典型案例等，基础概念可以包括概念以及发展历程、应用范围和实践基础等，典型案例应包括人工智能的技术，让学生能够通过实践理解生物识别、语音识别等技术，通过编程了解Python编程语言等。

    最后，在小学阶段要注重体验，主要是侧重于基础知识的学习和人工智能的体验，在初中阶段主要侧重于理论知识和伦理知识的学习，能够实现简单的编程学习，高中阶段则侧重于理解和创新，对理论知识进行深入的学习，基于项目来学习编程内容，思考人工智能的伦理问题。

    4.提高教学环境，建设师资队伍

    相较于其他课程来说，人工智能对教学环境的要求会更高，需要学校配备专门的软硬件设施。但据调查，目前将近50%以上的学校并没有建立专门的人工智能教室，其软硬件设施方面也没有满足教学的需求，所以学校方面要努力改善教学的环境，保证为师生提供良好的教学氛围，进而增加学生的实践动手能力。

    例如，学校可以申请专项的经费，建设相关的人工智能实验室，提供教学资源。通过教学环境的改善，有效地提高学生的上课体验感，增加学生的动手实践机会，并且将书本中的案例通过设备呈现在学生眼前，帮助学生更好地掌握课本中的知识。另外，学校还可以和高科技企业合作建立学校的教育实验室，让学生能够通过社会中实际的案例展开实践和学习，以保证人工智能教学的有效开展。同时，学校也要加强对教师的职业培训，开展深层次的教研活动，以提高教师的专业素养。例如，学校可以利用国培省培等，各种教师培训项目，打开教师的视野提升教师的能力，还可以建立学校之间的交流，或者与高校合作提高教师教学能力。

    5.完善课程体系，建立教师激励机制

    中小学在开发人工智能课程时，应从创客的理念出发，开发具有本校特色的人工智能课程。开发力量较薄弱的学校可以借助外部的力量，结合本校特色进行课程搭建。自身实力比较雄厚的学校则可以开发自主课程，如邀请人工智能课程领域的专家参与到课程的研发中，听取教师、学生和家长三方意见，综合考虑开发出符合本校实际情况的人工智能课程。另外，学校要积极地调整资源分配，利用激励机制提高教师的工作热情。

    6.改变教学评价方式

    就目前人工智能课程的教学现状来看，其教学的目标各不相同，因此评价的方式也不同。评价方式应向科学化、多元化和综合性的方向来进行转变，要让学生、家长、社会等都参与进来。例如，建立电子档案，利用各种平台记录学生平时的学习狀态。同时，还要设置各种开放性的题目，来考查学生的能力、态度等。

    总之，在创客理念的指导下，中小学人工智能课程应研制出完整的课程标准，明确其教学的目标和内容，建立起一支人工智能专业素质过硬的教师队伍，完善其评价制度，鼓励学校与企业及社会进行合作，完善课程的体系以及教学资源，为人工智能教育保驾护航。

    参考文献：

    [1]张丹，崔光佐.中小学阶段的人工智能教育研究[J].现代教育技术，2020，30（01）：39-44.

    [2]中国青少年科技辅导员协会.构建教育资源聚合平台推进人工智能普及教育——《中小学人工智能普及教育现状调研报告》发布[J].中国科技教育，2019（01）：3-4.