高校服务地方中小学人工智能教育的研究与实践

摘 要：普及青少年人工智能教育，师资队伍培养是关键，课程资源建设是前提，引起社会的普遍重视是保障。高校教师在专业基础、实践条件、教学研究等方面具有先天优势，本文分析了青少年编程教育的现状以及制约因素，针对问题分析了高校教师参与中小学人工智能教育研究的可行性，分享笔者基于高校工作室，在青少年编程教育研究方面所做的课程建设、课程推广以及人才培养方面的努力。

关键词：青少年编程;工作室;中小学人工智能教育

2017年7月8日，国务院《新一代人工智能发展规划》中提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程;2019年3月教育部《2019年教育信息化和网络安全工作要点》提出启动中小学生信息素养测评，并推动在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。可见，国家对中小学人工智能教育的重视，和在全国范围内推广中小学人工智能教育的决心。本文以中小学人工智能教育课程青少年编程为例，探讨为什么要鼓励地方高校参与这个国家教育战略，以及可以发挥的推动作用。

一、青少年编程教育现状分析

2018年，中国青少年科技辅导员协会人工智能普及教育专业委员会在全国范围内做了一次调查，形成了《中小学阶段人工智能普及教育现状调研报告》，报告中显示，对应青少年人工智能普及教育，政策层面高度重视，但是中小学生对人工智能的理解程度较浅，对人工智能的理解也不够准确，且地域差异非常明显;而教师教学经验不足，近半数只有不到1年经验，教学胜任力受学科背景和经验影响。

虽然在国家的号召和要求下，很多中小学已经在信息技术课上开设编程课程，但是因为师资、实训条件、教学模式等的局限，普及面和学习效果都难以保证;同时家长认识的局限性也导致编程教育无法真正得到推广。

二、制约青少年编程教育推广的因素分析

（一） 缺少贯穿各学段的系统性课程体系

不同于中小学的传统学科，编程教育是一门全新的学科。事实上，编程应用在行业一线，其教学实施和教学研究在大学，因此到目前为止还没有推出教材编写方案，更没有制定出与现有学科相结合的课程体系和课程标准。

（二）师资培养、培训机制不成熟，师资极度匮乏

在中小学实行人工智能普及教育的一大瓶颈是师资问题，培养培训教师是当务之急。目前人工智能方面专业化师资培养体系尚未建立。编程不同于传统学科，与生产和科技发展紧密联系，中小学信息技术教师长期与行业脱节，在知识储备、实践经验方面严重欠缺。

（三）需求与资源衔接不足

目前，一二线城市已经认识到青少年编程教育的重要性，其他城市认识先进的家长也开始为孩子寻找课外学习资源，但相对于传统教育学科的遍地开花，编程教育专业性更强，资源更少，其神秘性也是造成教育资源物以稀为贵，学费高昂的原因。据调查，日照市青少年编程教育年学费超过5000元，市中心超过7000元，一二线城市学费超过15000万元，高额的学费局限了编程教育的推广。

（四）家长认可度低

家长对教育的认知，多数来自于自身的成长经验和参考身边人群的影响。为什么在一二线城市编程教育能够得到较高的重视？这是因为一二线城市从业人员受教育水平较高，能够预见人工智能的发展，能认识到编程在未来的重要性，能理解编程在培养孩子逻辑思维、创新能力等方面的作用。而在小城市，多数家长不会关心科技的飞速发展，甚至不能正确理解什么是人工智能，更不知道什么是编程，甚至将编程和玩电脑游戏等同起来，落后的认识局限了编程教育的推广。

三、高校教师参与中小学人工智能教育的研究的可行性分析

2018年4月10日，教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》，对高校在人工智能方面的创新研究做出了要求。其中提到，高校需加强人工智能基础理论研究，还要求高校需加快人才队伍和创新团队的建设，鼓励、支持高校牽头或参与建设人工智能领域战略研究基地，建立面向青少年和社会公众的人工智能科普公共服务平台，积极参与科普工作。

相比于中小学信息技术教师，专业出身又长期从事专业教学的高校教师，在研究中小学人工智教育方面具有更多优势：

（一）更好的知识储备

高校教师在专业教学中要不停的充实自己，学习前沿技术，才能满足专业的发展和教学的需要。因此，相对于中小学信息技术教师，高校教师要拿出更多的时间来更新自己的知识储备，才能面向思维成熟、学习能力更强的大学生，教学相长，让专业技能不断提升。

（二）更多的实践经验

编程不只是一项技术，更是一种思想。短期的培训学习只能学会一种编程语言或某一项编程技术，却远远不能达到用编程的思维思考问题，用算法的思想指导解决问题的要求。高校教师长期从事专业教学，且国家和学校在高校教师成长中，都要求高校教师顶岗实践，鼓励高校教师创新创业，通过技能大赛等手段让教师在实践中提升专业技能，丰富实践经验。

（三）对先进的教学手段和模式的研究

相对于编程从业人员，高校教师除了具备较高的专业技能外，为了取得更好的教学效果，会深入研究先进的教学手段、教学方法、教学模式，并将之应用于教学实践中。相对于中小学，高校信息化教学和实践教学条件更有利于教师开展先进教学模式;国家面向高校开展的一系列精品课程、教学资源库、在线课程的评审，也大大激励了高校教师课程设计能力、信息技术能力、教学资源开发能力的提升。

四、高校教师参与中小学人工智能教育推广实践

笔者在日照职业技术学院任教，从事编程教育十余年。自2015年学校组织的教学能力测评活动中，首次有意识的在教学单元设计中，用Scratch辅助Java教学，用来讲原理、理思路。自2016级新生开始，第一次在教学实践中用Scratch辅助编程基础课程的教学，第一轮实践就取得良好的教学效果，在后续几届学生中，继续深入研究，提出了“基于Scratch辅助教学的编程基础课程‘423模式”，进而完善教学设计、开发教学资源。在教学研究过程中，开始关注青少年编程教育的推广，2017年成立飞码工作室，立足高职软件技术专业，研究青少年编程教育。

（一）课程探索：基于工作室社会服务实践，研究青少年编程教育

相比于中小学教师，高校教师在研究青少年编程教育最大的问题就是，长期面向大学教学，对青少年学习能力、接受能力以及学习特点缺乏研究。因此，笔者在日照市范围内面向中小学生开展青少年编程社会服务活动，累计培训100余人，开展义务讲座5次，开展义务课程推广100余课时。通过实践，深入了解了不同年龄阶段、不同家庭、不同性别的青少年的学习能力、学习兴趣等，在此基础上遵循学生学习的规律，设计了100余个教学项目。

（二）课程实施：基于开设编程通识课的实践，助力青少年编程推广

针对社会对青少年编程认可度不高的问题，笔者认为，在高校普及人工智能通识课程，让未来的父母认识到人工智能在将来的重要性，让更多学生认识编程，了解编程，认可编程，喜欢编程，只有这样，青少年编程才能得到真正的重视和推广。

笔者在软件技术专业推广 “423模式”教学改革过程中，将Scratch应用于编程基础课程的教学，不但课程改革成效显著，还涌现出大量的优秀、创新的作品。同时也发现了一批对Scratch感兴趣的学生，这些学生被推荐在地方青少年培训机构兼职助教。

2018年起，笔者与智慧树平台签约制作的人工智能通识课程《玩游戏学编程》上线，在高职院校作为选修课得到推广。根据访谈，学习过的同学都认为这门课程非常有趣，開发思维，启发创造，表示要推荐亲友家的小朋友学习。

（三）课程建设：基于在线开放课程，针对不同教学目标开发课程资源

2018年起，笔者开始梳理在青少年编程教育和通识课程开设的过程中开发的研究心得和体会，按照趣味编程课程包、算法编程课程包、微应用编程课程包、课程建设指导课程包四个大类，面向中小学生、大学及社会编程爱好者、编程教育工作者等人群，开发课程资源。

（四）人才培养：基于工作室，遵循“培训师”职业能力提升，实践“现代学徒制”模式培养青少年编程教育讲师

基于飞码工作室，在教师的带领和指导下，制作课件、项目、微课等课程资源，参加青少年编程教育实践和工作室运营。建设资源库和面向青少年开放的在线开放课程。鼓励工作室学生毕业创业青少年编程培训机构，将工作室的做法、资源带走，播种和推广青少年编程教育，逐渐形成“作品创新-课程开发-社会服务-创业指导”一体化的工作室生态运营模式。

综上所述，发展青少年人工智能普及教育，师资队伍培养是关键，课程资源建设是前提，引起社会的普遍重视是保障。只有引起社会的广泛重视，让更多家长认识到青少年教育的重要性，而且又有足够的社会资源，推广才能得到真正的实施。高校教师在专业基础、实践条件、教学研究等方面都更有研究优势。而鼓励高校教师研究青少年人工智能科普教育研究和投身科普教育活动，依赖于行政部门的政策支持和高校的支持和投入。

参考文献：

[1] 蔡学镛.编程ING：人人都能学会程序设计[M]. 电子工业出版社，2012

[2]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知. 国发〔2017〕35号.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm

[3] 汤如松.Scratch程序设计课程培养高职学生创新能力探索[J].中国教育信息化， 2016（12）：4-7

[4] 雷静.Scratch软件在高职基于计算思维的计算机应用基础课程中的教学辅助实践[J]. 教育教学论坛， 2015（51）：234-235

作者简介：

盛雯雯（1982—），女，硕士，日照职业技术学院，讲师，计算机软件技术，山东省日照市日照职业技术学院（276826），13561956284，13561956284@163.com

基金项目：2018年山东省青少年研究规划项目“高校服务地方中小学STEAM教育研究与实践”（项目编号：SDYSB180306）