青少年人工智能素质教育课程体系研究及实践

陈社育　张春兰　朱寅非

摘要：人工智能当前比较热门，文章以青少年人工智能素质教育课程体系为研究视角，在阐述青少年人工智能素质教育课程教学现状基础上，探索分析确立青少年人工智能素质教育课程体系的依据、构建青少年人工智能素质教育课程体系的基本原则，在实践研究过程中对青少年人工智能素质教育课程体系建设提出科学合理化建议。

关键词：人工智能;素质教育;青少年;课程体系

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）16-0240-02

一、人工智能概述

人工智能，指能够模拟人类智能活动的智能机器或智能系统。如今，伴随着大数据、云计算等信息技术的发展，人工智能迅速渗透到社会的各个方面。2017年11月16日，美国波士顿动力公司发布了其开发的类人机器人Atlas，该机器人能够完成跳跃、旋转以及后空翻等一连串高难度动作，宛如体操运动员。同年的10月19日，《自然》杂志刊文，报告了谷歌下属DeepMind公司的终版围棋程序AlphaGo Zero，这个程序从空白状态学起，迅速自学围棋，已经以100∶0的战绩击败老版AlphaGo。此前，老版AlphaGo人工智能机器人通过输入人类棋谱进行强化训练，以5∶0完胜欧洲围棋冠军。而在之前的8月8日晚，我国四川阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生7.0级地震，“中国地震台网”公众号随即发布了一则由写稿机器人编写的详细报道，而完成这篇报道的时间仅为25秒。由此带来的人工智能时代教育的理念及知识的认知、结构、获取都必须面临某种意义上的转变，这种转变势必对传统的知识教育和素质教育产生冲击。

二、青少年人工智能素质教育课程教学现状

人工智能作为新兴的信息科技，具有广阔的前景，开设青少年人工智能素质教育课程，既可以丰富学生的知识，又可以培养学生逻辑思维及分散思维能力，更好地引导学生通向应用领域、紧跟科学发展前沿。这对于青少年的素质教育课程提出了新的要求。

當前，江苏地区青少年人工智能的素质教育课程还有很多待完善的地方，缺乏系统性的教学体系。在例如苏北农村及乡镇地区的中小学校园内涉及人工智能素质教育课程内容知识的偏少;在苏北县级以上中小学校园内，仅有相关教育主管部门下达文件要求，象征性地开设一两次人工智能素质教育科学课程等。在经济发达的苏南地区，人工智能素质教育课程内容知识在中小学科学课、实践课中已有体现，但在课程教材、课程体系等方面缺乏体系。

三、确立青少年人工智能素质教育课程体系的依据

（一）素质教育目标要求

教育要为社会发展服务，就必须面向世界，着眼于人类社会发展对人的素质的要求;目标体系应具有时代性，就必须面向未来，预见整个世界的前景及整个人类社会发展的趋势，要使学生的素质适应未来人类社会发展的要求;目标体系要具有超前性，就必须面向改革开放、加速四化建设的需要，使素质发展目标体系符合国情和省情，具有现实性、可行性。

（二）青少年身心发展水平

个体身心的发展在整体上具有一定的顺序，身心发展的个别过程和特点的出现也具有一定的顺序。美国心理学家柯尔伯格证明，皮亚杰的发生认识论在个体的道德认知过程中，也具有普遍的推广意义，人的道德认知遵循着从前世俗水平到世俗水平，再到后世俗水平的发展过程。个体在不同年龄阶段表现的身心发展不同的总体特征及主要矛盾，面临着不同的发展任务，这就是身心发展的阶段性。

（三）青少年智力发展水平

智力是指人认识、理解客观事物并运用知识、经验等解决问题的能力，包括记忆、观察、想象、思考、判断等。分析性智力、创造性智力、实践性智力提高，青少年期的思维发展水平属于形式运算水平，其主要特点是思维活动不再受思维内容的局限，可以依据假设进行逻辑推理，能运用形式运算解决诸如组合、包含、比例、排除、概率及因素分析等逻辑课题。这就是说，青少年期学生的思维具有抽象逻辑性。

四、构建青少年人工智能素质教育课程体系的基本原则

（一）系统化与灵活性相结合的原则

在课程构建过程中，我们应该结合青少年的教育特点，注重统一性原则，进行系统化教学，让青少年能够把握课程重点，通过多样性原则、灵活化教学，让青少年能够体会到课程乐趣。设置青少年人工智能素质教育课程应遵循的原则为：①设置的青少年人工智能素质教育课程必须适应对象的特点。②设置的青少年人工智能素质教育课程必须符合校园管理与校园资源的特点。③设置的青少年人工智能素质教育课程必须统一性与灵活性相结合。④设置的青少年人工智能素质教育课程要中心明确、主旨相符、通俗易懂、寓教于乐。

（二）突出基础与反映时代特征相结合的原则

对于人工智能，我们的教育体系还缺乏系统化的构架，即便是老师对于这一概念也缺乏足够的了解，这就要求我们在构建课程时要突出基础，进行基础化教学。同时我们处在一个日新月异的时代，必须将教育与时代特征相结合，才能让学生把握科技前沿。突出基础与反映时代特征相结合的原则，是指教学的内容、方法和进度要适合学生的发展水平，但又有一定的难度，需要他们经过努力才能掌握，以便有效地促进学生的身心发展。

（三）理论性与实践性相结合的原则

课程教育首先注重于对理论概念的教授，同时结合人工智能教育的特点，传统单一的理论性教学是不足以满足要求的，这就需要教师们注重培养学生的实践能力，同时通过实践性教学帮助学生学习。理论性与实践性相结合的原则，是指教学要按照学科的逻辑系统和学生认识发展的顺序进行，使学生系统地掌握基础知识、基本技能，形成严密的逻辑思维能力。

五、青少年人工智能素质教育课程体系建设的对策

（一）课程目标结构化以适应素质教育发展需求

通过将课程目标结构化，青少年才能一步步学习理解，通过基础素质教育让他们在未来有一个好的人工智能专业素养。然而目前中小学实施还处于起步阶段，师资配备和相关教学活动还不够完善。因此，第一步通过人工智能的展示活动，让青少年知道人工智能可以做什么，让他们结合自己的生活和学习，说一说看到过什么、知道什么。第二步让学生体验人工智能的神奇效果。如自动作文打分、自适应学习和智能辅导方面，可以启发他们说出体验结果。第三步是学校教师可以定期组织学生到一些教育实践基地或人工智能实验室预约参观和体验。

（二）课程内容科学化以重视学生内驱力发展

在基础学科广泛开展，将人工智能的通识性知识有效地与数学、科学、英语等课程结合起来教授;在信息技术课堂，开展基础性人工智能专题学习，通过体验人工智能产品增加学生对人工智能学习的兴趣，并学习基于可视化的简单编程内容;以社团的形式，组织那些对人工智能有极大兴趣的学生进行項目式学习，开展基于简单算法和动手实践的编程机器人学习，使学生的创新思维、组织沟通能力、动手操作能力、自我认知能力等在团队协作活动中得到锻炼和提升。

（三）课程结构系列化以贯彻协同育人的原则

由于学生的基数庞大，每个学生有自己的特长与不足，所以课程结构系列化显得尤为重要，因为唯有如此才能够贯彻协同育人的原则。教师要帮助学生建立对于人工智能技术的多样性理解，要根据具体情况灵活运用。

（四）课程教学资源体系化以保障可持续发展

设置课程时，确保教学资源体系化，可以保障学生自主学习意识可持续发展。例如优质的教育资源、优秀的教师队伍、专业的教学团队能够帮助学生自主学习;实施个性化教育，让因材施教真正实现;教师分析学生学习情况，有效提高教学效率，让教学的改进有的放矢;帮助学生能够课下高效预习和复习，调整教学策略。技术的发展证明，学校和教师的不可替代性，师生之间面对面互动交流不可代替，优秀的教师队伍让基础教学锦上添花，如虎添翼。

参考文献：

[1]佚名.简论中小学人工智能课程的建构[J].教育研究与实验，2018，（4）：37-43.

[2]王成如.中小学开展智能机器人教育的实践研究[J].中国信息技术教育，2008，（5）：49-50.

Research and Practice of the Curriculum System of Artificial Intelligence Quality Education for Teenagers

CHEN She-yu，ZHANG Chun-lan，ZHU Yin-fei

（Nanjing City Vocational College，Nanjing，Jiangsu 210002，China）

Abstract：The current popular artificial intelligence，artificial intelligence based on teenagers quality education curriculum system as the research Angle of view，in this paper based on artificial intelligence quality education courses teaching，explore the analysis to establish the quality education curriculum system based on artificial intelligence youth，build the basic principles of youth quality education curriculum system of artificial intelligence，in the process of practice research on youth quality education curriculum system construction of artificial intelligence science and rationalization proposal is put forward.

Key words：rtificial intelligence;quality education;teenagers;curriculum system

收稿日期：2019-05-28

基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点自筹课题“江苏地区青少年人工智能教育课题体系构建”阶段性成果，课题批准文号：B-b/2018/03/28

作者简介：陈社育（1963-），男，江苏省苏北发展专家，研究员，硕导，研究方向：教育学;张春兰（1984-），女，讲师，本科，研究方向：思政教育、教育管理;朱寅非（1974-），女，副教授，本科，研究方向：软件工程、人工智能。