佛山市中小学人工智能教育现状及发展路径.docx

?

?

佛山市中小学人工智能教育现状及发展路径

?

?

胡胜华

摘要：文章通过问卷及访谈等方式，从师资情况、教学内容、教学设备与资源、课时数量、教学模式、评价方式六个维度，调研了佛山市中小学人工智能教育开展的情况。针对人工智能教育开展中的问题，结合人工智能知识体系和教育产品，文章提出了佛山市中小学人工智能教育发展的三点建议：理清人工智能知识体系，开展师资培训;配置适量的人工智能软件、硬件和课程资源;与创客教育中机器人、创意电子等内容结合开展人工智能教育。

关键词：人工智能教育;教育产品;创客教育;项目案例

：G465;G433????文献标志码：A?????：1673-8454（2021）02-0040-04

一、引言

为抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国，国务院于2017年7月印发了《新一代人工智能发展规划》，指出实施全民智能教育项目，在中小学设置人工智能相关课程[1]。2018年4月，教育部发布的《高等学校人工智能创新行动计划》中要求构建人工智能多层教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育[2]。发展人工智能已经成为国家战略的需要。那么人工智能教育在中小学开展的现状如何？中小学应该如何开展人工智能教育？这些都是教育工作者亟需了解和面对的问题。笔者以佛山市为例开展了人工智能教育现状调查，并针对佛山当前的情况提出了建议。

二、佛山市人工智能教育现状

本研究以佛山五区的中小学信息技术教师为研究对象，采用分层抽样，以问卷调查为主要研究方法，配合访谈调研，从人工智能教育的师资情况、教学内容、教学设备与资源、课时数量、教学模式、评价方式六个维度开展调查。调查问卷通过网络、现场两种途径发放，共回收问卷297份，有效问卷282份，有效率95%，样本覆盖佛山市五区中小学校。通过调查，本研究了解到目前佛山市人工智能教育的现实情况归纳为以下几点：

1.师资学历水平较高，但对人工智能知识普遍把握不准确

从调查对象来看，约18%的受访者具有硕士及以上学历，约81%为本科学历，学历水平较高。但对于vb语言、Scratch编程这类程序设计工具，分别有37%和75%的受访者认为其含有人工智能知识，约87%的受访者没有听说过BP算法，约62%的受访者不清楚决策树算法和指纹识别，约50%的受访者不了解语音识别。由此可见，受访者对人工智能知识的认识不准确，且“泛人工智能”深入人心。

2.人工智能的教学内容尚未统一

高中的人工智能教学内容以信息技术课程中的人工智能知识为主，但不同的学校讲授的重点和形式有所不同。初中、小学的人工智能教学内容并不统一，教学内容涉及机器学习、图像识别、Python语言、Scratch编程等，各个学校有所差异。

3.人工智能课时数量少

人工智能教学主要依托信息技术课或创客教育课程开展，人工智能课时数量少。绝大部分学校每周的课时数量小于5节，只有部分初中课时在5到10节之间，有23%的受访者表示其所在的学校没有开展人工智能教学。

4.缺少专门的教学场地及资源

受访学校都还没有建设专门的人工智能教学场地、实验室或课程资源，人工智能的教学多在多媒体教室、创客工作室或计算机房进行。

5.传统讲授式教学是人工智能教学中主要使用的教学模式

约65%的受访者采用传统讲授式进行教学，75%的受访者认为案例教学、基于问题的教学、项目式学习等教学模式更适合中小学人工智能的教学，但因缺少人工智能实验设备或课程资源，很多教学内容无法实施。

6.作品、成果评价是人工智能教学评价中最常用的方式

在学生成绩评定方面，50%的受访者使用学生作品、成果评价，25%的受访者根据教学过程中学生的表现评定，有12%受访者使用笔试评价，有个别学校以学生参加相应比赛的结果评价。

三、中小学人工智能发展路径

人工智能的研究开始于20世纪50年代，近年来人工智能在计算机科学、金融、医药、诊断、重工业、交通等方面应用十分普遍。但我国的人工智能本科专业2018年才获批建立[3]，目前还没有毕业生。虽然大部分的信息技术教师都是计算机或相关专业毕业，但对人工智能的了解都是非常有限的。要切实发展中小学人工智能教育，既要考虑人工智能知识的特点，也要考虑目前人工智能非主科、课时少的现实情况，笔者认为发展中小学人工智能教育可遵循以下路径：

1.理清人工智能知识体系，开展师资培训

（1）人工智能知识体系

要合理实施中小学人工智能教育，必须先理清人工智能本身的知识结构和关系。因人工智能包含内容广泛，很多知识需要有良好的数理基础才能理解。笔者依据目前人工智能的研究情况，从基础知识、核心知识、应用领域三个层面梳理了人工智能领域的相关知识。

①人工智能基础知识，包含数学知識和计算机知识。数学知识中微积分、线性代数、矩阵