“互联网+”背景下高校助力中小学推动青少年人工智能教育培养模式的研究

常生德

【摘要】2014年马化腾首次公开提出“互联网+”的概念，他强调互联网+的“+”不是简单的互联网+各行业，而是利用互联网平台，变革和创新传统各行业。互联网+与教育的融合，产生了一种新型的教育形态，实现教育的高效化、智能化和自主化。它可以实现教育资源的共享，学习者可以按需索取。互联网+教育更加重视培养学习者的自主学习。互联网+教育就是利用互联网平台和信息技术，促进教育的变革和效率的提升，以增强教育的创新力和发展教育的新生态。本文的研究内容是人工智能知识在教育领域中的推广与普及。在我国，随着国家对发展人工智能的政策引导，人工智能教育得到了蓬勃发展。许多高校设立人工智能学院，开设人工智能专业。而在基础教育领域，人工智能教育也开始得到重视，很多地方开始积极探索在义务教育阶段开展人工智能教育。

【关键词】互联网+教育;人工智能教育

一、国内外相关研究的学术史梳理及研究动态

随着互联网高速发展，人工智能成为引领科技的新兴技术，成为各国发展竞争的新焦点。在“互联网+教育”大环境推动下，人工智能教育迅速发展起来。在一些发达国家，以互联网为基础的人工智能教育已经普及到大中小学，并且已经形成了相对完善的课程体系。早在1999年英国就将人工智能课程作为选修课出现在中学的信息与通讯技术课程中，许多中小学还通过开展人工智能相关的竞赛活动来激发中小学生学习人工智能的兴趣。美国也根据各州实际情况，在计算机课程的基础下延伸出人工智能课程，并对其教学提出不同的要求。目的是通过互联网+人工智能教学，培养学生互联网思维的基础上，提高学生的动手能力和发现问题解决问题的能力。

2003年，我国教育部颁布了《普通高中技术课程（实验）标准》，首次在高中的信息技术课程中设立了人工智能模块，这是互联网背景下，首次单独提出人工智能教育。2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中提出了我国人工智能发展的战略目标，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。2018年，教育部进一步明确，要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”。这标志着人工智能已上升国家战略高度，人工智能与教育相融合的时代已开启。随着互联网的不断推行，人工智能教育在我国中小学教育中已初步开展和应用。但是，我国人工智能教育的起步较晚，许多中小学只是把人工智能课程作为选修课程，以社团或竞赛形式开展活动，只有极少部分的学生参与课程的学习。

本文作者通过对淄博市张店区、高新区部分中小学的调研发现，各中小学对“互联网+”背景下的人工智能教育普遍有了较高认识，有些学校开设了社团课、实践课等，将与互联网相融合的人工智能教育体现到了学生的日常培养中，中小学生也普遍对人工智能有了概念性的了解。但对于如何利用互联网优势开发人工智能教育资源思路并不清楚，对于通过人工智能教育有效促进中小学生创新思维能力发展效果还不明显，线上线下相结合的教育教学模式还没有建立，有效的在线资源共享、优势互补平台还未形成。

作者拟积极探索利用在“互联网+”背景下，高校利用特有資源和优势，助力中小学开展人工智能教育，搭建有效的联合培养模式。

二、研究的总体框架

在中小学、高校、政府的共同参与下，积极探索“互联网+”背景下，高校和中小学联合培养青少年人工智能教育模式。开发内容涵盖3D打印技术、机器人研发教育和数字媒体技术的人工智能网络教育课程，建立中小学人工智能师资培训网络交流中心，实现实践平台的资源共享，以学定做，促进中小学生创新能力、逻辑思维和团队协作精神的培养。

三、本文的基本思路

本文根据“理论一实施一总结”的思路，设计基于机器人、3D打印、数字媒体三个主题的人工智能项目教学案例，探索由中小学专任教师与高校兼职教师联合培养的模式，并将其应用于试点学校的课堂实践之中，进而验证教学内容及培养模式的可行性和优越性，逐步总结和完善出利用互联网平台的中小学人工智能教育课程体系与学生培养模式。

具体实施步骤如下：

（一）全面调研分析人工智能教育在中小学实施的现状

以区域内可辐射中小学为重点，开展调研，针对学生、教师进行细致、全面的问卷调查和访谈，并对人工智能相关科研人员、教育管理部门、企业和社会组织人员进行访谈，研究分析目前中小学人工智能普及教育中学生、教师的现状、问题。

（二）提出切实可行的问题解决方案

在充分调研的基础之上，围绕课程、教师、硬件资源共享开展系统研究，分析借鉴英国、美国、澳大利亚等发达国家相应课程标准，开发适合中小学阶段的涵盖机器人教育、3D打印技术及数字媒体技术的综合课程，丰富教学手段和形式，借助人工智能竞赛和形式多样的人工智能科普创作;重点分析研究人工智能教育对师资队伍的需求，按照教育部教师工作司发布的《教育部教师工作司2018年工作要点》启动的“人工高智能+教师队伍建设行动”计划，明确“教什么、怎么教”等关键问题，对建设一支能够胜任人工智能相关课程的教师队伍提出思路;探索搭建人工智能教育资源共享平台的有效途径，分析高校在人工智能教育方面的软硬件资源优势，探索共建科学实验室，线上资源共享等路径，为缺少课程资源和软硬件资源的中小学提供普惠性服务。

（三）搭建人工智能教育师资培训交流平台

2018年一份《中小学阶段人工智能普及教育现状调研报告》显示，只有35.2%的教师有过人工智能相关教学经验，而其中10%的老师认为自己非常不能胜任此项工作，21.4%的教师认为自己有点不能胜任。参与此项调研的学校还是来自中东部条件较好的示范学校，可见大部分中小学缺乏懂专业的技能型教师，缺乏科研文化底蕴。

就目前情况，解决中小学人工智能教育师资不足的最快方式是，利用高校的专业教师资源，建立人工智能教育专业化兼职教师队伍，形成师资共享常态化机制，有效补充中小学人工智能教育师资力量的短板，联合其他驻淄高校、合作企业不定期举办研讨会、研修会。共同促进人工智能教育在基础教育中的发展。

充分利用高校软硬件资源和技术优势，举办人工智能师资培训班，培训包括线上、线下两部分课程，课程内容涵盖3D打印技术、机器人、数字媒体等内容的人工智能学习课程。搭建网络共享平台，实现资源共享，为提升中小学教师人工智能相关知识水平和教育教学能力创造条件，为人工智能教育实施创造基础条件。

（四）建设人工智能教育教学资源共享库

本课题将依托人工智能教育培训、清华在线等平台，整合高校、企业优质资源和实用案例，建设人工智能教育资源共享库，实现教学资源共享共建。利用互联网信息化优势，打破学校限制，开通共享网络课程，通过慕课、在线网络课堂，实现跨学校共享教学资源。课题组拟联合中小学教育专家，利用高校的师资、教材、仪器设备等优势，共同开发一套贯通中小学的一体化课程体系，建设优质课程资源库，并实现高效共享。这些举措都将一定程度解决目前中小学人工智能教育的普及面临的缺乏系统的教材、专业的教师、硬件配套等现实问题。

（五）打造人工智能教育共享实践平台

在中小学缺失课程资源的情况下，与高校共享人工智能教育实践平台不失为一种有效途径。共享是在保证高校正常教学的前提下，联合的中小学有使用人工智能创新教育实践平台场地和设备的权力，同时，借助高校专业的人工智能教学团队的人才优势，来实施中小学的人工智能教学，这是一种雙赢。一方面提高了资源设备的利用率，另一方面也加强了高校与中小学的合作与互动。同时，让相关专业学生参与到联合培养实践中，可以实现不同培养对象的互动和有机融合，实现“双促进”。

（六）建立区域辐射长效机制

建立人工智能教育平台“大资源”概念，打造开放式平台，打通平台数据共享通道，让更多社会机构和专家参与到人工智能教育中来，让中小学和广大学生能够最便捷的参与和接受人工职能教育，提高高校在人工教育领域的辐射作用和引领作用，促进人工智能教育遍地开花。

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