在中小学阶段开设人工智能课程的思考及建议

王克胜 束永存

2017年7月8日，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》(国发〔2017〕35号，以下简称《规划》)。《规划》中明确提出：逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，建设人工智能学科，形成我国人工智能人才高地[1]。其实，早在十几年前的第一轮新课程改革中，人工智能就已作为高中信息技术学科5个选修模块之一。但是，由于人工智能课程在实际教学中，受到硬件设施不足、师资力量薄弱、社会认可度低、教学评价体系不完善、学业水平考试导向性以及高考指挥棒等因素的影响，导致人工智能课程在高中各学校开设基本上形同虚设。

今天，面对汹涌而至的人工智能化浪潮，国家再次提出在中小学阶段开设人工智能课程，并将它提到重要的议程上，足见在中小学阶段开设人工智能课程的必要性，也是新时代发展的必然选择。为此，笔者结合二十多年一线高中信息技术学科教学经验与体悟，对在中小学阶段开设人工智能课程进行深入思考，提出自己的建议，以期与同仁们商榷。

一、在中小学阶段开设人工智能课程的意义

1.有利于国家抢占人才培养制高点

随着人工智能时代的到来，人工智能将成为继“互联网+”、虚拟现实之后的又一个互联网技术的爆发点[2]，给各行各业带来巨大的机遇和挑战，将是引领未来的战略性技术。世界上主要发达国家已把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略。为此，我国把发展人工智能作为重要的战略手段，其作用和意义不言而喻。在中小学阶段开设人工智能课程是为未来做人才储备，是抢占人工智能时代人才培养战略制高点，也是能否打赢这场人工智能战役的重要保障。因此，在中小学阶段开设人工智能课程具有非常重要的现实意义和战略意义。

2.有利于培养学生的创新和逻辑思维能力

人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，它涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等内容[3]，与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上都有其独特的风格。

在信息化飞速发展的今天，人工智能的应用已进入寻常百姓的生活、学习和工作中，对人类的发展产生了重要的影响。因此，把人工智能课程引入到中小学阶段，可以让学生在体验、认识人工智能知识与技术的过程中获得对问题解决过程的理解，改变学生固有的思维模式，帮助他们从强因果性的“公式性思维”转变为大数据时代的“相关性思维”[4]，从而培养学生的多种思维方式，达到提高学生信息素养的目的。

3.有利于激发学生科学探索精神

人工智能技术在一定程度上代表着信息技术前沿，通过人工智能课程的学习，学生将了解人工智能语言的基本特征，学到智能化问题求解的基本策略，了解人工智能的基本原理，掌握基本方法与技能，使学生具有较强的人工智能意识和思维模式[5]。让中小学生对信息技术发展前沿知识有一定程度的了解，有助于提高学生学习人工智能兴趣，开阔视野，激发科学探索精神，为今后更进一步学习人工智能知识打下坚实的基础，埋下求知的种子。

二、对在中小学阶段开设人工智能课程的几点建议

1.对课程进行准确的定位

中小学阶段开设人工智能课程，应该充分考虑到学生的认知特点和我国的实际国情，也要考虑到地域和城乡学校之间的差距。应该选择那些与中学生学习、生活关系密切的，学生看得见、摸得着的人工智能实际应用问题作为案例开展教学。在知识学习上，不是完全以学生掌握多少高深的理论知识为目的，而是重点培养学生的兴趣、思维和意识。可通过情景式教学、任务导向、问题导向[6]，让学生用人工智能技术解决简单的应用问题，体验人工智能技术的丰富魅力，感受人工智能技术对人类学习、生活的重要作用，以此培养学生独立思考和解决实际问题的能力，并激发他们对信息技术发展与未来生活的追求和向往。

2.培养课程师资队伍

一门课程能否成功开设，关键在于教师。没有一支师资过硬的教师队伍，一定难以培养出优秀的人才。在我国，由于人工智能教育起步较晚，目前还无人工智能专业方面的师范类毕业生。所以，师资培训效果如何将直接关系到课程开设的成败。也有人会说：人工智能课程师资完全可以由信息技术教师兼任，担心师资问题是杞人忧天。由于人工智能技术日新月异，原先掌握的一点知识已不能适应新时代的要求，况且我们不仅仅欠缺专业知识，其教学理念、教学方法和教学手段等都难以适应智能时代在时空、内容、对象上的深刻变迁。

因此，拥有一批技术过硬、理念先进、教法与时俱进、热爱人工智能推广的教师队伍，才能真正让人工智能课程在广大中小学校生根发芽。否则，盲目开设，匆匆上马，一定会在实施过程中困难重重。还有可能会出现“雷声大，雨点小”式的应付开设，把课程“写”在课表上，而实际教学成了一张“空头支票”。最后，其开设效果一定不言自明。

3.提供必要的实验设施

一门课程开设，不仅需要科学的理论体系、明确的课程标准、准确的课程定位，必要的实验设施也是不可缺少的。俗话说：“巧妇难为无米之炊”，人工智能课程开设亦是如此。例如人工智能跟机器人结合起来，跟智能家居、医疗、教育等结合起来，会出现什么样的结果？这些都要借助实验的方式，让中小学生有一个直观的概念。

当然，在“互联网+”时代，也可借助虚拟软件替代。总之，必要的实验设备和实验模拟软件也是必不可少的。否则，一味的“纸上谈兵”，学生一定会不感兴趣，也使得人工智能脱离了生活实际，成了一门“空中楼阁”式的课程。

4.建立科学的评价体系

科学的评价体系对课程开设具有导向作用，也是这门学科得以健康发展的保障。因此，要想使人工智能课程在我国中小学阶段得以可持续发展，就必须建立一套科学、完善、合理的评价体系。要打破原先陈旧的、行政化式的评价制度。否则，将不利于课程的良性发展，甚至还有很多教师“穿新鞋，走老路”，把人工智能课程上成知识化、应试化的教学，在教育教学的模式上仍然完全给学生讲知识、讲概念，而忽视培养学生的思维和学习习惯。这将严重影响和制约人工智能课程的开设和新时代对人才培养的要求。

当然，要想建立科学的学科评价体系，不仅需要专家、学者和一线教师的共同努力，更需要“大数据”的参与和帮助，通过大数据使得评价更加科学、精准，也更符合国情、校情和学情。因此，在人工智能课程开设前，建立一套科学的评价体系是确保课程正常开设的前提。

5.试点开设 积累经验 稳步推进

一门全新课程的开设是一项繁杂的系统工程，其课程标准、师资力量、教学理念、实验设施、评价机制、课程资源等都是制约该门学科能否健康发展的关键。如果我们不能很好解决相关问题，盲目整体推进，势必会在实施过程中出现“夹生饭”，既达不到课程目标，又不利于该课程的后续发展，也容易导致该课程走入“死胡同”。

因此，在课程开设前期，一定要慎重操作，做好详细的调研，制订科学的课程实施方案。笔者认为，应该在经济发达、教育资源相对丰富，并走在教育改革前列的地区学校先行试点，积累课程开设经验，建设课程资源，发现并解决课程开设过程中遇到的问题，然后以“点”带“面”，循序渐进，最后才能全面铺开。这也给人工智能课程全面开设，在教材编写、师资培训、教学理念转变等方面提供一定的时间缓冲，也有效避免课程开设前“轰轰烈烈”，课程开设过程中“走走过场”，课程开设结果“不了了之”的尴尬局面。

三、结语

在中小学阶段开设人工智能课程，是关系到国家全局和长远未来的前瞻性谋划，具有划时代的意义。但是，由于人工智能课程在我国才刚刚起步，其课程资源十分缺乏、教学理念亟待转变、师资队伍严重不足、评价体系有待健全。因此，在中小学阶段开设人工智能课程的难度将不容小觑。但笔者相信：只要有国家的大力扶持，有高等教育人工智能课程的引领，有我们广大一线教育工作者的大力支持。本着对国家负责、对民族负责、对祖国未来负责的精神和态度，刻苦钻研、与时俱进，我们就一定能化解人工智能课程开设过程中遇到的任何难题。

[1]国务院.新一代人工智能发展规划[Z].2017.

[2]刘青.四问人工智能，对教育有何影响？[EB/OL].[2017-03-29].http://www.iyiou.com/p/41986.

[3]国务院文件:即日起，全国中小学全面开设人工智能相关课程[EB/OL].http://www.sohu.com/a/180004664_764234.

[4]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术,2013(4):397-400.

[5]冀勇庆.人工智能来了，学校如何应对？[R].人工智能与未来教育高峰论坛,2017-05-13.