小学高年段学生的人工智能学习观念研究——基于图画的认知网络分析.pdf

Vol.34No.82024

小学高年段学生的人工智能学习观念研究*

——基于图画的认知网络分析

高晗蕊1张屹1[通讯作者]王康2王莹1赵苏楠1从相淼3

（1．华中师范大学人工智能教育学部，湖北武汉430079；

2．武汉市教育科学研究院，湖北武汉430070；

3．华中师范大学附属小学，湖北武汉430079）

摘要：随着人工智能基础教育的持续推进，小学高年段学生对人工智能学习萌发了更多的思考，但当前对小学

高年段学生的人工智能学习观念及其与计算思维关系的研究仍不充分。因此，文章收集了285名五年级学生的

现实和理想中人工智能学习的图画，采用基于图画的认知网络分析方法，将学生的图画编码为6个维度19个元

素，并可视化学生的人工智能学习观念元素之间的关系结构。研究发现，小学高年段学生的人工智能学习观念

现实状态偏重编程实践；小学高年段学生的人工智能学习观念理想状态偏重智能技术的体验与应用；计算思维

高分组学生关注学习活动，低分组学生关注学习材料，期待参与学习活动。文章通过呈现小学高年段学生对现

有人工智能学习的感知与理解，以及对未来人工智能学习的期待，旨在为推动小学人工智能教育的改革与创新

提供参考。

关键词：小学高年段；人工智能学习观念；计算思维；认知网络分析；图画分析

【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009—8097（2024）08—0090—11【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2024.08.010

随着国务院发布《新一代人工智能发展规划》，鼓励广大科技工作者投身于人工智能的科

[1]

普与推广，并在中小学阶段设置人工智能的相关课程，诸多研究者开始针对小学人工智能教育

困境、核心内容与教学目标、实施路径、人工智能课程等问题展开广泛探索[2][3][4][5]。学习观念

作为一项能够呈现学生学科认识的心理变量，也是研究者及教育工作者在开发人工智能课程或

[6]

干预措施时不可忽视的因素。学生的人工智能学习观念是其在学习过程中对人工智能学习形成

[7][8]

的系统性认识和理解，与学习方法与策略、学业成绩等具有显著联系。先前研究发现，随着

教育水平的提高，小学高年段学生面对现实状态下的人工智能学习呈现出复杂的人工智能学习

[9][10]

观念。学习经历的逐渐丰富，促使高年段的学生对人工智能学习萌发了更多的思考，但现

有研究缺少对小学高年段学生人工智能学习观念的深度探究。因此，本研究聚焦小学高年段学

生，从现实与未来两个时态全面刻画学生的人工智能学习观念，洞察学生的学习状态和需求，

以及学生计算思维高低与人工智能学习观念的关系，以期为小学人工智能教育的改革与创新提

供参考。

一文献综述

1小学人工智能教育

小学人工智能的核心内容包括人工智能基础、开发与应用、伦理等方面，但是当下以编程

为中心的知识与技能占据小学人工智能课堂的核心位置，如UNESCO针对51个会员国的人工

智能课程内容调查结果显示，各国人工智能课程中算法和编程课时占据全部人工智能课时的0～

90

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[11][12]

75%不等；张志新等针对新一线城市小学人工智能教育现状的调查中发现，将近90%的人

[13]

工智能任课教师认为编程是小学人工智能教育的关键内容；于颖等对小学人工智能教育指导

性文件的扎根研究也发现，小学人工智能的教育内容主要包括AI系统体验、AI设计与开发等

方面。综上可知，小学人工智能内容编程占据显著比重，智能技术的体验与应用、智能伦理等

常被忽视。