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中小學(xué)人工智能教育如何走穩(wěn)走遠(yuǎn)

發(fā)布時間:2023-10-14 作者:本報記者 黃璐璐 來源:中國教育報

■本期關(guān)注:中小學(xué)人工智能教育

“大家好,請欣賞我們的‘歌舞’。”伴隨著左右搖擺的雙腿和手臂,9個呆萌的小機(jī)器人“穿著”校服,排著整齊的隊列在桌子上載歌載舞。近日,在全國科普日主場活動中,不少小學(xué)生、中學(xué)生化身科普小達(dá)人,向觀眾講解他們的“科技成果”。火星車、智能輪椅、軟體章魚機(jī)械手……很難想象,這些成果出自十幾歲的中學(xué)生之手。

2022年,教育部印發(fā)的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出將人工智能作為課程內(nèi)容。其實,早在2017年,國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,就將在中小學(xué)開設(shè)人工智能課程的相關(guān)要求寫入其中。如今,6年過去了,中小學(xué)人工智能教育進(jìn)展如何?哪些問題需要引起我們的關(guān)注與反思?如何更好地為中小學(xué)開展人工智能注入新動力?記者在采訪中尋求答案。

人工智能教育走上良性發(fā)展道路

2017年,人工智能圍棋系統(tǒng)阿爾法狗(Alpha Go)戰(zhàn)勝人類世界實時排名第一的棋手柯潔,這一事件引發(fā)了人們對人工智能的高度關(guān)注,也引發(fā)了中小學(xué)人工智能教育的熱潮。從教24年的江蘇省南京市電化教育館應(yīng)用推廣部副主任馬睿回憶道:“在這波熱潮下,南京開始了中小學(xué)人工智能教育建設(shè)的起步。”

從早期“南京市AR/VR學(xué)生讀本”課程,到中期以機(jī)器人、STEM項目化學(xué)習(xí)為主題的智能課程群,再到現(xiàn)在逐步形成“智能學(xué)習(xí)伙伴:支持兒童學(xué)習(xí)變革的人工智能課程基地建設(shè)”的主題研究課程,“經(jīng)過幾年的探索,南京初步構(gòu)建了適合本地區(qū)的中小學(xué)人工智能教育課程體系。”馬睿說。

“我們地處西部,但也很重視包括人工智能在內(nèi)的科技教育,積極調(diào)動高校、科技館、科技企業(yè)支持區(qū)域中小學(xué)人工智能教育建設(shè)。”寧夏回族自治區(qū)教育信息化管理中心副主任李永濤介紹,寧夏大學(xué)和科技公司合作推進(jìn)的“科技小學(xué)堂”項目,讓寧夏偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村中小學(xué)也有了人工智能課。

“在我們鄉(xiāng)村小學(xué)課堂上,學(xué)生可以扮作機(jī)器人,執(zhí)行工程師的指令,接觸算法、了解編程;也可以和小伙伴一起通過編程,模擬快遞蜂巢系統(tǒng)……”李永濤說,現(xiàn)在越來越多的師生接觸到智能技術(shù),人工智能課程普及化的趨勢日益明顯。

“6年來,我國中小學(xué)人工智能教育從開始的零星到‘全國開花’,很多地方實現(xiàn)了從無到有的突破,總體推進(jìn)力度和課程質(zhì)量都有了很大的提升。”教育部義務(wù)教育信息科技課標(biāo)組組長、對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)信息學(xué)院院長熊璋教授說。

同時,隨著2022年新課標(biāo)將信息科技設(shè)為義務(wù)教育階段的一門獨立科目,各地方教育部門積極吸收社會力量,研發(fā)地方課程和校本課程。在熊璋看來,近幾年,我國中小學(xué)人工智能教育逐步走上科學(xué)、健康發(fā)展的道路。

中國人工智能學(xué)會副理事長、清華大學(xué)教授孫富春也表示,我國中小學(xué)人工智能教育逐步走上良性發(fā)展之路。

“過去十多年間,中小學(xué)科技教育的關(guān)注和投入與科技熱點的興起呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系,如機(jī)器人、3D打印、VR/AR、人工智能等都曾在科技教育領(lǐng)域掀起不小的波瀾。”孫富春說,但是,近幾年在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,北京、浙江、深圳等地區(qū)的學(xué)校、教師已經(jīng)在向著學(xué)生能夠通過使用人工智能技術(shù)解決生活中實際問題的目標(biāo)努力,欠發(fā)達(dá)地區(qū)也在逐步實現(xiàn)人工智能課程普及,“整體來說,我國中小學(xué)人工智能教育正在穩(wěn)步推進(jìn)。”

調(diào)整課程研發(fā)模式補(bǔ)“短板”

“剛開始時,真的是無從下手。”來自山西省運(yùn)城市的科技教師葛老師說道,2020年,他和身邊的科技教師剛接觸人工智能相關(guān)內(nèi)容,開課時毫無章法,就把編程、機(jī)器人、開源硬件等內(nèi)容打包到了人工智能課程中,“這雖然吸引了小學(xué)生對人工智能的興趣,但也導(dǎo)致課程內(nèi)容變得無序。”

除此之外,系統(tǒng)性教材的缺失,也影響了中小學(xué)人工智能教育的開展。“各學(xué)科都有明確的教材和教學(xué)用書。”北京市海淀區(qū)五一小學(xué)信息科技教師張雨涵坦言,新出版的一批人工智能教材,數(shù)量是不少,但很多是偏向編程工具使用的圖書,或者是將大學(xué)人工智能教材簡單刪減移植到中小學(xué)使用的圖書。在五一小學(xué),張雨涵和她的同事們一直在摸索中自主設(shè)計校本人工智能課程。

課程內(nèi)容淺顯、教材資源不足,促使教育管理者不得不調(diào)整策略,通過規(guī)范課程、優(yōu)質(zhì)資源供給等重構(gòu)課程研發(fā)模式,推動中小學(xué)人工智能教育在困境中尋求轉(zhuǎn)變。

今年上半年,《深圳市義務(wù)教育人工智能課程綱要》下發(fā),梳理了適合在義務(wù)教育階段開展的人工智能知識模塊,提煉了各學(xué)段的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求,總結(jié)了重難點內(nèi)容的教學(xué)提示。深圳市教育信息中心主任張惠敏介紹,《綱要》的初衷就是為教師具體實施人工智能教學(xué)提供指南。

“前段時間,我們還在深圳教育云資源平臺上線了‘人工智能教育’專欄,接入三家人工智能學(xué)習(xí)平臺,匯聚全市名師建設(shè)優(yōu)質(zhì)線上資源。”張惠敏告訴記者,深圳由市級提供基礎(chǔ)資源包與托底學(xué)習(xí)平臺,并聯(lián)動社會各界開發(fā)人工智能教育資源包、模型庫與工具集,“課程指南、優(yōu)質(zhì)資源都很受一線教師歡迎。”

“深圳的做法值得很多地區(qū)借鑒。”承擔(dān)人教版高中信息技術(shù)教材《人工智能初步》分冊撰寫工作的首都師范大學(xué)教授方海光表示,好的人工智能教育核心在于讓學(xué)生通過實踐和探究來學(xué)習(xí)人工智能的原理和應(yīng)用,增強(qiáng)他們的實際操作和解決問題的能力。“中小學(xué)人工智能教材的開發(fā)、課程內(nèi)容的制定等,應(yīng)該與人工智能行業(yè)、學(xué)校、科研院校及機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊密合作,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研一體化結(jié)合。這樣可以及時反饋實際應(yīng)用需求和最新的科研成果,確保教材內(nèi)容的準(zhǔn)確性和前沿性;同時在教學(xué)場景設(shè)計上盡量緊貼生活實際,這樣才能讓學(xué)生在分析問題、解決問題中感受人工智能的魅力,科學(xué)構(gòu)建人工智能知識體系。”方海光說。

抓住教師培養(yǎng)這個“牛鼻子”

上好人工智能課程的關(guān)鍵,還是在于教師。

“目前,我國人工智能方面畢業(yè)的研究生不多,能進(jìn)入到中小學(xué)人工智能教育的研究生就更少了。而對于人工智能教育,需要5—10年的深度研究才能有所體會,才會對學(xué)生學(xué)習(xí)起到真正效果。”在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)智能控制與機(jī)器人系副主任、北京上地實驗小學(xué)科學(xué)副校長趙建偉看來,我國中小學(xué)人工智能教師總量不足、專業(yè)化程度不高,是當(dāng)前非常顯著的問題。

“由于信息科技課的增設(shè),大多數(shù)學(xué)校信息技術(shù)教師數(shù)量有限,常常會讓理科教師兼任,甚至文科教師兼職的情況也很普遍。”中部某地區(qū)一名小學(xué)校長告訴記者。

對此,趙建偉認(rèn)為,現(xiàn)階段要提倡培養(yǎng)專兼結(jié)合的人工智能教育教師隊伍。“專業(yè)化的師資培養(yǎng)是必要的,然而針對目前情況,很可能一段時間內(nèi)還是以兼職和社會力量為主。”在他看來,學(xué)校可以用增設(shè)社會工作崗位的機(jī)會引入社會師資,還可以合理充分利用校外素養(yǎng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu),輔助學(xué)校社團(tuán)建設(shè)、社會實踐等,豐富學(xué)生人工智能體驗與深度參與。

與數(shù)量缺口相比,更深層次的問題在于教師素質(zhì)和教學(xué)能力的不足。

“既要做好教師隊伍數(shù)量加法,也要做好教師素養(yǎng)提升加法。”熊璋認(rèn)為,一方面,應(yīng)著力加強(qiáng)教師專業(yè)化培訓(xùn),建立一線教師對信息科技新課標(biāo)的認(rèn)識、對人工智能教育健康推進(jìn)的認(rèn)識,特別是將正確的價值觀很好地融入自身課程教學(xué)中;另一方面,通過教學(xué)研究和交流,梳理多年來積累的優(yōu)秀教學(xué)案例,形成一系列的優(yōu)質(zhì)課程,通過推廣優(yōu)質(zhì)課程,讓更多的教師參考和利用,引領(lǐng)更多的一線教師走到一條正確的道路上來。

孫富春則建議,還應(yīng)該科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建信息科技教師專業(yè)成長體系:“研制信息科技教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和課堂教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn),以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)現(xiàn)有信息科技教師持續(xù)精進(jìn)。針對不同地區(qū)、學(xué)校以及不同學(xué)段的人工智能教育課程,構(gòu)建評價體系,從而幫助教研部門和學(xué)校對人工智能教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評價,突出教師實踐成果,力爭使每一位中小學(xué)人工智能教師的數(shù)字素養(yǎng)和教學(xué)素養(yǎng)都有顯著提升。”

《中國教育報》2023年10月14日第3版 

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