“互聯網+”背景下高校助力中小學推動青少年人工智能教育培養模式的研究

常生德

【摘要】2014年馬化騰首次公開提出“互聯網+”的概念，他強調互聯網+的“+”不是簡單的互聯網+各行業，而是利用互聯網平臺，變革和創新傳統各行業?；ヂ摼W+與教育的融合，產生了一種新型的教育形態，實現教育的高效化、智能化和自主化。它可以實現教育資源的共享，學習者可以按需索取?；ヂ摼W+教育更加重視培養學習者的自主學習?；ヂ摼W+教育就是利用互聯網平臺和信息技術，促進教育的變革和效率的提升，以增強教育的創新力和發展教育的新生態。本文的研究內容是人工智能知識在教育領域中的推廣與普及。在我國，隨著國家對發展人工智能的政策引導，人工智能教育得到了蓬勃發展。許多高校設立人工智能學院，開設人工智能專業。而在基礎教育領域，人工智能教育也開始得到重視，很多地方開始積極探索在義務教育階段開展人工智能教育。

【關鍵詞】互聯網+教育;人工智能教育

一、國內外相關研究的學術史梳理及研究動態

隨著互聯網高速發展，人工智能成為引領科技的新興技術，成為各國發展競爭的新焦點。在“互聯網+教育”大環境推動下，人工智能教育迅速發展起來。在一些發達國家，以互聯網為基礎的人工智能教育已經普及到大中小學，并且已經形成了相對完善的課程體系。早在1999年英國就將人工智能課程作為選修課出現在中學的信息與通訊技術課程中，許多中小學還通過開展人工智能相關的競賽活動來激發中小學生學習人工智能的興趣。美國也根據各州實際情況，在計算機課程的基礎下延伸出人工智能課程，并對其教學提出不同的要求。目的是通過互聯網+人工智能教學，培養學生互聯網思維的基礎上，提高學生的動手能力和發現問題解決問題的能力。

2003年，我國教育部頒布了《普通高中技術課程（實驗）標準》，首次在高中的信息技術課程中設立了人工智能模塊，這是互聯網背景下，首次單獨提出人工智能教育。2017年國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中提出了我國人工智能發展的戰略目標，提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。2018年，教育部進一步明確，要“構建人工智能多層次教育體系，在中小學階段引入人工智能普及教育”。這標志著人工智能已上升國家戰略高度，人工智能與教育相融合的時代已開啟。隨著互聯網的不斷推行，人工智能教育在我國中小學教育中已初步開展和應用。但是，我國人工智能教育的起步較晚，許多中小學只是把人工智能課程作為選修課程，以社團或競賽形式開展活動，只有極少部分的學生參與課程的學習。

本文作者通過對淄博市張店區、高新區部分中小學的調研發現，各中小學對“互聯網+”背景下的人工智能教育普遍有了較高認識，有些學校開設了社團課、實踐課等，將與互聯網相融合的人工智能教育體現到了學生的日常培養中，中小學生也普遍對人工智能有了概念性的了解。但對于如何利用互聯網優勢開發人工智能教育資源思路并不清楚，對于通過人工智能教育有效促進中小學生創新思維能力發展效果還不明顯，線上線下相結合的教育教學模式還沒有建立，有效的在線資源共享、優勢互補平臺還未形成。

作者擬積極探索利用在“互聯網+”背景下，高校利用特有資源和優勢，助力中小學開展人工智能教育，搭建有效的聯合培養模式。

二、研究的總體框架

在中小學、高校、政府的共同參與下，積極探索“互聯網+”背景下，高校和中小學聯合培養青少年人工智能教育模式。開發內容涵蓋3D打印技術、機器人研發教育和數字媒體技術的人工智能網絡教育課程，建立中小學人工智能師資培訓網絡交流中心，實現實踐平臺的資源共享，以學定做，促進中小學生創新能力、邏輯思維和團隊協作精神的培養。

三、本文的基本思路

本文根據“理論一實施一總結”的思路，設計基于機器人、3D打印、數字媒體三個主題的人工智能項目教學案例，探索由中小學專任教師與高校兼職教師聯合培養的模式，并將其應用于試點學校的課堂實踐之中，進而驗證教學內容及培養模式的可行性和優越性，逐步總結和完善出利用互聯網平臺的中小學人工智能教育課程體系與學生培養模式。

具體實施步驟如下：

（一）全面調研分析人工智能教育在中小學實施的現狀

以區域內可輻射中小學為重點，開展調研，針對學生、教師進行細致、全面的問卷調查和訪談，并對人工智能相關科研人員、教育管理部門、企業和社會組織人員進行訪談，研究分析目前中小學人工智能普及教育中學生、教師的現狀、問題。

（二）提出切實可行的問題解決方案

在充分調研的基礎之上，圍繞課程、教師、硬件資源共享開展系統研究，分析借鑒英國、美國、澳大利亞等發達國家相應課程標準，開發適合中小學階段的涵蓋機器人教育、3D打印技術及數字媒體技術的綜合課程，豐富教學手段和形式，借助人工智能競賽和形式多樣的人工智能科普創作;重點分析研究人工智能教育對師資隊伍的需求，按照教育部教師工作司發布的《教育部教師工作司2018年工作要點》啟動的“人工高智能+教師隊伍建設行動”計劃，明確“教什么、怎么教”等關鍵問題，對建設一支能夠勝任人工智能相關課程的教師隊伍提出思路;探索搭建人工智能教育資源共享平臺的有效途徑，分析高校在人工智能教育方面的軟硬件資源優勢，探索共建科學實驗室，線上資源共享等路徑，為缺少課程資源和軟硬件資源的中小學提供普惠性服務。

（三）搭建人工智能教育師資培訓交流平臺

2018年一份《中小學階段人工智能普及教育現狀調研報告》顯示，只有35.2%的教師有過人工智能相關教學經驗，而其中10%的老師認為自己非常不能勝任此項工作，21.4%的教師認為自己有點不能勝任。參與此項調研的學校還是來自中東部條件較好的示范學校，可見大部分中小學缺乏懂專業的技能型教師，缺乏科研文化底蘊。

就目前情況，解決中小學人工智能教育師資不足的最快方式是，利用高校的專業教師資源，建立人工智能教育專業化兼職教師隊伍，形成師資共享常態化機制，有效補充中小學人工智能教育師資力量的短板，聯合其他駐淄高校、合作企業不定期舉辦研討會、研修會。共同促進人工智能教育在基礎教育中的發展。

充分利用高校軟硬件資源和技術優勢，舉辦人工智能師資培訓班，培訓包括線上、線下兩部分課程，課程內容涵蓋3D打印技術、機器人、數字媒體等內容的人工智能學習課程。搭建網絡共享平臺，實現資源共享，為提升中小學教師人工智能相關知識水平和教育教學能力創造條件，為人工智能教育實施創造基礎條件。

（四）建設人工智能教育教學資源共享庫

本課題將依托人工智能教育培訓、清華在線等平臺，整合高校、企業優質資源和實用案例，建設人工智能教育資源共享庫，實現教學資源共享共建。利用互聯網信息化優勢，打破學校限制，開通共享網絡課程，通過慕課、在線網絡課堂，實現跨學校共享教學資源。課題組擬聯合中小學教育專家，利用高校的師資、教材、儀器設備等優勢，共同開發一套貫通中小學的一體化課程體系，建設優質課程資源庫，并實現高效共享。這些舉措都將一定程度解決目前中小學人工智能教育的普及面臨的缺乏系統的教材、專業的教師、硬件配套等現實問題。

（五）打造人工智能教育共享實踐平臺

在中小學缺失課程資源的情況下，與高校共享人工智能教育實踐平臺不失為一種有效途徑。共享是在保證高校正常教學的前提下，聯合的中小學有使用人工智能創新教育實踐平臺場地和設備的權力，同時，借助高校專業的人工智能教學團隊的人才優勢，來實施中小學的人工智能教學，這是一種雙贏。一方面提高了資源設備的利用率，另一方面也加強了高校與中小學的合作與互動。同時，讓相關專業學生參與到聯合培養實踐中，可以實現不同培養對象的互動和有機融合，實現“雙促進”。

（六）建立區域輻射長效機制

建立人工智能教育平臺“大資源”概念，打造開放式平臺，打通平臺數據共享通道，讓更多社會機構和專家參與到人工智能教育中來，讓中小學和廣大學生能夠最便捷的參與和接受人工職能教育，提高高校在人工教育領域的輻射作用和引領作用，促進人工智能教育遍地開花。

參考文獻：

[1]熊晨.多主題聚焦創新人才與新時代同頻共振——創新人才教育研究會2018年年會綜述[J].創新人才教育，2018（1）：90-93.

[2]楊韻.人工智能與職業教育融合的新商科人才培養模式研究[J].現代職業教育，2020（2）：14-15.

[3]鐘佩儀.基于人工智能和STEAM教育的無人機專業人才培養模式研究[J].科教導刊（下旬），2019（7）：49-50.

[4]任友群，萬昆，馮仰存.促進人工智能教育的可持續發展——聯合國《教育中的人工智能：可持續發展的挑戰和機遇》解讀與啟示[J].現代遠程教育研究，2019，31（5）：3-10.