中小學人工智能課程教學的優化策略探析

劉靜　鄭蕾

摘要：隨著人工智能的飛速發展，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，廣州、深圳等地率先在中小學試點人工智能課程，各地在開展人工智能課程的過程中，面臨著思想認識不足、教學條件有限、教材匱乏等諸多困難。本文通過分析人工智能課程在中小學實踐中的困境，提出了解決問題的對策，以期為提升人工智能課程教學的有效性做出努力。

關鍵詞：中小學人工智能優化策略有效性

2015年6月我國將人工智能列為重點發展目標，2017年7月，國務院印發并實施了《新一代人工智能發展規劃》。當前，人工智能的發展進入了一個嶄新的階段，各國將人工智能作為綜合國力競爭的新焦點。在中小學階段開設人工智能課程，普及全民人工智能教育，對培養人工智能尖端人才具有重要的戰略意義。2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，提到要全面提升信息素養，完善課程方案和標準，添加人工智能和編程方面的內容，以適應信息化、智能化時代的發展需要。自該文件實施后，廣州、深圳兩地率先開展人工智能課程試點，這是對人工智能課程的一個積極探索。本文以中小學階段的學生為研究對象，探索人工智能課程在教學中的發展現狀、問題以及對策，為廣大一線教師提供教學參考，以共同促進人工智能課程在中小學教學中的普及和發展。

一、人工智能課程在中小學階段的發展現狀和問題

人工智能課程在中小學的試點時間較短，筆者通過搜索引擎能查找到的關于中小學人工智能課程的資料極少，這反映了人工智能課程在中小學目前還處于起步階段。筆者經調查，歸納總結現階段人工智能課程開展所面臨的問題如下：

（一）思想認識不深

人工智能對于大多數中小學生來說是一個新鮮事物，既神秘又深奧。同時教師普遍對人工智能的認識不夠深入。在淺顯地了解了人工智能的部分理論、應用知識后就給學生開展人工智能的教學顯然是不切實際的。甚至還有部分教師對人工智能的理解存在偏差，這不利于教師向學生正確地宣傳人工智能的趨勢和未來，阻礙了人工智能課程在中小學課堂的全面推廣。

（二）教學條件不足

在人工智能課程中，除了互聯網之外還需要智能硬件、軟件的輔助才能夠實現教學。例如，可跟蹤臉部的視覺攝像頭、高傳輸速率的5G模塊等。但是，目前的中小學信息化教學設備較為簡陋，一般只有計算機這樣的傳統設備，在這種缺乏人工智能實驗設備的背景下，人工智能課程很難順利開展。另外，如果學校不重視對于硬件、軟件方面的資金投入，教師在有限的條件下就很難開展教學。

（三）專業教材不全

人工智能課程在中小學尚處于普及推廣階段，教學內容、教學體系都仍需探索，缺乏成熟的教輔材料可供使用?，F階段的中小學教師只能從網絡上尋找一些經典的案例或者項目作為教學內容，但是，這樣的教學不一定適合中小學學生對于人工智能知識的需求，研究如何將人工智能教學同學生的生活緊密聯系，建立科學性、系統性的教學體系是當前教師面臨的一個重要難題。

（四）教學成效不高

在中小學人工智能課程教學中，學生對于信息技術知識掌握程度不夠，大部分學生覺得人工智能的理論深奧難懂，長期下去容易對理論知識學習失去耐心和動力。學生更加傾向于通過自己動手實踐，操作人工智能設備，達到學習的目的。因此，幫助學生掌握人工智能的理論知識，提升實踐操作水平是每一位教師需要考慮的問題。

二、優化中小學人工智能課程的對策

（一）提高思想認識，強化能力提升

對于中小學階段學生來說，人工智能的學習主要實現以下目標：一是初步認識人工智能的概念、人工智能的發展歷史等;二是了解人工智能主要的發展領域、運用場景以及對社會經濟的重要影響。因此，教師在開展人工智能教學時要幫助學生建立正確的認識，認識到中小學人工智能課程是一門具有前沿性、實踐性、發展性的課程，幫助學生建立跨學科的思維，鍛煉其動手實踐能力。在師資隊伍建設方面，各校要積極組織教師參加省市區組織的專項培訓。教師間要加大人工智能課程方面的交流，刻苦鉆研、學習，掌握更豐富的人工智能方面的知識，在人工智能課程設計上做到更加細致、專業、高效。同時，要加強人工智能普及與宣傳，讓家長、社會對人工智能有一個新的認識，支持鼓勵學生參與到人工智能課程的學習中。

（二）普及軟硬件設施，豐富教學資源

人工智能課程的開展離不開硬件和軟件的配合，硬件是人工智能實施的載體，而軟件就是人工智能的“大腦”。學校要加大對計算機、網絡設備、智能硬件方面的投入，建立專用的人工智能實驗室，在空間布局上以小組為單位建立討論區，劃分活動區、展示區等。實驗室應配置高性能計算機、移動手持終端、3D打印機、傳感器、攝像頭等智能硬件，在軟件上配置電子教師管理系統、語言控制系統、云計算平臺、視覺處理系統等。另外，在教學的過程中，還需要配套相應的信息化教學資源，如微課、視頻、電子資料等，讓教學變得更加豐富、高效。

（三）緊跟時代潮流，創新教材編寫

人工智能技術最終的發展目的是運用于生產生活，為我們的衣食住行提供便利。因此，在編寫人工智能教材、實施教學時，應將知識的學習融入到活動、問題、思考之中，盡量選擇與中小學學生生活相近的案例或者項目作為教學內容，如人工智能中的人臉識別技術、智能掃地機器人、無人駕駛等，利用這些學生感興趣的事物來闡釋人工智能的原理，避免直白、空洞地講解理論知識。另外，各省市可以根據本地區的特點，組織專家到教學一線開展調研工作，吸納教師對于現有教材的建議和意見，與時俱進，及時對現有教材做出補充或者修改，緊跟時代發展的潮流，適應人工智能蓬勃發展的變化需求。

（四）保障課程時間，靈活課堂形式

在應試教育的背景下，學習時間不足已經成為阻礙人工智能課程在中小學普及的一大障礙，學校在課程安排上應當保證每周至少一節課的時間。教師要科學、合理地分配理論和實踐課程的比例，把握教學重點，確保每一節課都能高效、高質量完成。人工智能是一門極具創造性和實踐性的課程，教師在傳授完理論知識之后，要注重聯系實際，倡導在“做中學”，靈活地運用翻轉課堂、小組協作、深度學習等教學模式，提高學生使用人工智能解決問題的能力。要讓學生盡量接觸到目前最為先進的人工智能科技，如語音識別、VR、人機交互等。

結語

作為教師，我們要深刻認識到培養人工智能人才的重要性，努力豐富自身在人工智能領域的專業知識，積極應對中小學人工智能教學中出現的問題并提出對策，促進中小學人工智能課程的普及和開展。

參考文獻：

[1]張宏，朱彩蘭.“人工智能”進課堂，中小學教師該如何教？[J].中國信息技術教育，2019（9）：5255.

[2]謝學斌.中小學人工智能教學初探——以“挖掘數據‘金礦”為例[J].教育與裝備研究，2020（11）：3033.

[3]汪瓊，李文超.人工智能助力因材施教：實踐誤區與對策[J].現代遠程教育研究，2021（3）：1217.

[4]朱志剛.探究基于人工智能技術的個性化體驗式學習[J].教師博覽，2021（3）：5657.

責任編輯：唐丹丹F0C3FF2E-AF10-4176-B2EA-13349B00E34F