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中小学人工智能教育存在的问题与对策

作者：王长华

来源：《中小学信息技术教育》2020年第10期

人工智能教育在中小学普遍开展是必然选择，但如何让人工智能教育真实有效落地，目前

还存在诸多问题需要探索和研究。本文将对中小学人工智能教育存在的主要问题进行分析，并

提出相应的对策。

人工智能与人工智能教育

人工智能是什么？在长达半个世纪的人工智能研究历程中，大量学者对其概念进行了不同

维度的界定。综合梳理，主要可分为两类：一是从行为和功能的角度出发，定义人工智能机器

的外在行为和能够实现的功能，即人工智能是通过机器来模拟人类认知能力的技术。二是将人

工智能定义为一门学科或新科學，即“人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能

的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。”[1]上述两类定义集中反映人工智能的

本质是人类赋予机器的未来形态，即机器具有人类智能。

人工智能教育是学校以人工智能为教育资源、内容或课程，以提升学生的人工智能素养为

目标对学生开展的教育。中小学人工智能教育的开展需具备五个基本条件：教师、课程、设

备、时间和环境。所以，要提高人工智能教育的质量，就必须不断完善这五个基本条件，并做

到协调联动，才能促进中小学人工智能教育的开展。

中小学人工智能教育存在的主要问题

专业教师匮乏。目前，绝大部分中小学校的人工智能教学由信息技术教师或科学教师担

任，短时间内专业教师不可能得到及时有效的补充。这说明中小学人工智能教育专业教师严重

匮乏，农村和边远地区尤为突出，这已成为中小学开展人工智能教育面临的最大挑战。

课程资源短缺。中小学人工智能教育，应有统一的课程标准，因为没有统一的课程标准，

课程在构建过程中，教学目标的确定、教学内容的选择、教学课时的安排和调整、教学模式和

教学策略的遴选、课程评价和综合教学场建设等方面，都存在着或大或小的分歧。如有的学校

将大学的人工智能课程稍加梳理就搬到了中小学，各种复杂的算法和公式、生僻的概念充斥着

课堂;有的学校则只关注应用、体验，很少涉及人工智能理论知识;有的学校甚至把人工智能教

育窄化为编程教育、创客教育、STEM教育、机器人教育和无人机教育。上述诸多现象，突出

暴露了适合中小学人工智能教育的课程资源短缺，尤其是既能满足社会现实和长远需求又能促

进学生个性充分发展的课程资源。

课时难以保障。《义务教育课程设置实验方案》规定，九年义务教育中学校总课时数是

9522节，小学一、二年级每周26节，三至六年级每周30节，初中阶段的课时总数应为3502

节，即每周安排34节左右。高中阶段每周的课时约为30节。从表面上看课时是充裕的，实际

实施中会发现课时是严重紧缺的：一是科学技术类课程在学校课程体系中始终没有得到充分重

视，课时少且得不到保证。二是学校对国家课程、地方课程和校本课程的课时安排缺少顶层设

计，有机融合不够，同时又受到学校特色发展思路的制约，想从传统的考试科目中争取到课时

基本是不可能。这就造成在中小学开展人工智能教育，在时间上很难得到保障。

设备缺少集成。人工智能教育具有很强的实践体验性，离不开教学设备的支持。人工智能

设备大体上可分为三类：一是基础性设备，如计算机、网络、大屏幕、云桌面及相关的软件系

统;二是紧贴AI课程需求的教学体验设备，如智能开源拼插硬件、无人驾驶小车、智能编程机

器人、编程无人机、智能音箱等;三是有利于项目学习的课桌椅，异形展示柜、套件箱、大型

操作展示平台等。目前，有条件的地区，中小学开展人工智能教育所需的基础设备、教学体验

设备基本具备，但大多数在散点使用，缺乏有机整合，更谈不上系统的集成，设备的功能没有

得到有效的发挥，制约了人工智能教育质量的提升。

中小学人工智能教育存在问题的解决策略

高位1.统筹资源，构建专兼职教师队伍

教育行政部门制定相应政策，积极鼓励高等学校、科研院所、人工智能产业相关人员和人

工智能专业的毕业生到中小学担任兼职教师[2]。从中小学遴选部分信息技术和科学教师参加

人工智能理论和实践的培训，考核后担任人工智能教师。教育行政部门加强顶层设计，长远规

划，渐进实施，要求并鼓励有条件的综合性大学，特别是各省市的高等师范院校调整专业结

构，尽快开设人工智能教育专业，培养面向中小学的专业师资，确保我国中小学人工智能教育

的健康开展，满足国家未来人才发展的需要。

求取课程2.价值，开发人工智能校本课程

当下中小学人工智能教育还没有全国统一的课程标准，这就需要学校在深入理