简析人工智能教育

徐惠敏

人工智能已经出现许多年，目前，人工智能已渗透到教育领域。2017年7月，国务院对人工智能教育提出了新的发展规划，规划中明确提出对人工智能教育的要求。由于农村地区人工智能教育起步较晚，在发展和应用上还有一些问题，需要进一步完善。笔者分析了农村小学人工智能教育现状，提出一些拙见。

一、人工智能教育的含义

闫志明等人工智能学者认为，教育的目标有两个：一个是促进人工智能和自适应的学习环境在教育领域的高效运行，二是用简单易懂的方式表达教育学、心理学等学科的模糊知识。

二、小学人工智能教育现状与存在的问题

（一）人工智能课程在部分农村小学开设的情况

现在村里的小学教育课程涉及人工智能编程的，主要有机器人、面部识别、语音识别、创客。目前，人工智能课程分为两种，一种是必修课，另一种就是作为选修课程开设。但是由于大部分课程需要一定的硬件基础，所以农村小学人工智能课程开设的情况并不十分理想。大多数提供人工智能课的学校以比赛为主，例如，机器人这门课程，大多数以兴趣小组的形式进行，只有很少的一部分学生可以参加与人工智能相关的社团，能代表学校去参加人工智能方面比赛的学生就更少了。因此，在农村小学实现人工智能的普及还需要一段时间。

（二）部分农村小学生对人工智能的认知

农村小学生获取人工智能相关知识的途径可以分为两种：一种为直接获取;另一种是间接获取。现阶段大部分学生主要通过间接经验获取人工智能相关知识。由于没有课程体系，广大农村小学生对人工智能的理解是不完整的，仅仅有一个比较模糊的概念。农村学校开展人工智能课，需要一定的时间和精力。

（三）部分农村小学生对人工智能所持的态度

由于人工智能课的趣味性和神秘性吸引了大部分小学生，大部小学生都愿意学习相关课程。例如，学校的机器人社团、创客社团，学生都积极参加，但是由于社团人数的限制，大部分学生无法参加。如果能够为农村小学生提供人工智能课程，为农村小学生提供更充裕的学习时间和更多的学习机会，那么就会有越来越多的农村小学生参与人工智能相关课程中来。然而，人工智能课程，不光要有足够的重视，学校、教育部门对人工智能教育的支持也很重要，我们要让学生打好人工智能知识的坚实基础，让学生成为智能型人才。只有这样，才能促进人工智能产业的发展。

（四）部分农村小学教学条件现状

我国地域辽阔，全国各地经济差距大，经济发展的不均衡导致教学硬件的不均衡，教学条件参差不齐，沿海发达地区相对于西北地区发达，农村地区相对于城市地区，教学条件稍差一些。发达地区学校已经拥有多个不同类型的人工智能实验室功能室，但是有些偏远地区连计算机教室仍未建设好。一些农村地区机房虽然建好，但是后期没人去维护，损坏现象严重。农村小学教学硬件条件相比城区有一定差距，需要教育部门更多的关注。

（五）部分农村小学师资现状

我国人口多，占地面积广，城乡发展不均衡，师资也存在类似问题，许多农村学校没有专职负责人工智能课程的老师。所以如果想要发展人工智能教育，就必须加强对老师的培养，投入更多的人力物力在老师能力的提高上，老师的能力提高了，教学质量也就能随之得到改善。

三、小学人工智能教育改革拙见

（一）合理安排人工智能课时

当前，我国农村小学人工智能教育的效果不尽如人意，主要是因为许多农村小学校将人工智能课程安排为社团课，只针对某一部分学生，而且很大程度上是为了应对比赛，学生正式学习人工智能的时间是不够的。所以，要人工智能课达到更好的教学效果，学校首先需要开设人工智能课，并且要增加学时的比重，为学生提供更多的学习机会。只有这样，学生才能更好地学习人工智能，将来才有机会成为人工智能型人才。

（二）加强人工智能老师培养

作为人工智能老师，不仅要具备其他老师具有的教学素养和教学能力，还需要有较强的信息技术和人工智能相关知识。因此，在农村小学中，我们要加强对人工智能老师的培养，重视老师队伍的建设，不能只靠一个人。人工智能是一门综合性的学科，人工智能老师需要了解不同的知识，例如，编程、创客、机器人、STEAM教育、表情识别以及人脸识别等。俗话说，要给学生一杯水，你首先要有一桶水。只有老师对人工智能知识有了全面掌握，才能够更好地给学生讲解，为学生答疑解惑。只有老师具备了这样的素养，才能够更好地指导学生。

（三）加强硬件设施的建设

人工智能课程需要建立在一定的硬件基础之上，即使我们设置了合理课时，安排了高水平的老师，但是在农村小学硬件基础差的环境下，也无法培养出人工智能型人才，因此还需要加强硬件设施建设。硬件设备是开展人工智能教学的基础，只有有了硬件，学生才能在动手实践中接受人工智能教育。如果没有硬件设备，仅仅让老师纸上谈兵，没有实践操作，那么学生的认识也是片面、不深刻的。

（四）提高对人工智能教育的重视程度

在人工智能型人才培养的过程中，教育部门应该为学校提供政策和资金上的保障。只有在具备硬件的基础上，才更有益于学生学习人工智能知识。

四、开展人工智能教育

笔者结合本校的情况谈谈人工智能教学。笔者所在学校是一所小规模学校，每个年级仅有一个班级，全校学生人数不足100人。大部分学生家中没有电脑或很少接触电脑，对人工智能更是不了解。但是好在教育部門对本校非常关心，不仅给本校配备了未来伙伴机器人设备，还配备了3D打印设备以及盛思创客设备，为本校的人工智能教育奠定了良好的基础。教育部门还不定期地安排各式各样的培训，从硬件使用到公开课展示观摩，从各个方面培养老师的人工智能专业素养，让老师能够在这样的环境中逐渐成长。

本校的人工智能教学主要分两种：一种是社团课的形式;一种是以信息技术课为载体，融入创客教育，结合硬件，发展人工智能教育，这部分的教学对象主要是五六年的学生。五年级下册的Scratch主要以硬件为基础，介绍各种传感器。如，《声音控制小猫动作》就是让学生了解声音传感器;《机灵的老鼠》则是学习光线传感器;《滑竿接球》是学习滑竿传感器。在这些信息技术课中，书本上的传感器学校是没有的，但是笔者利用创客实验室中的设备，很好地与课本结合，开展人工智能教育。五年级下册中的3D打印也与创客实验室中的3D设备结合，积极有效开展人工智能教学。六年级上册的机器人教学，教材中的机器人设备本校也是没有的，但是，为了更好地开展人工智能教学，做好机器人人工智能的启蒙，将信息课与机器人社团课相融合，以未来伙伴机器人为硬件基础，采用小组合作式的学习模式开展教学。六年级下册物联网技术更是体现出了人工智能，学生对这部分的知识也充满了好奇，特别是最后几个课时，更是讲到了人工智能在生活中的应用，帮助学生进一步更新人工智能的概念，了解人工智能应用的广泛。

除了信息技术课外，本校还组建了机器人社团和创客社团。在机器人社团中，学生可以利用灰度传感器巡线，搭建结构件，为舵机编写程序，完成任务，有效地将硬件和软件相结合，培养了学生的动手能力和创新能力。在创客社团中，以任务为驱动，为了完成一个小的设计，学生从目的出发，设计外形，编写程序，在创客社团中，学生制作过智能光控灯，设计过智能声控灯等。以智能声控灯为例，楼道灯有声音就会亮，非常便捷，询问学生能否制作一个声控灯，激发学生动手的积极性。学生都跃跃欲试，师生一同设计脚本，完成基本构想，再让学生连接硬件设备，连接声音传感器和小灯泡，尝试编写脚本，反复测试脚本直至程序非常稳定。最终还要为这盏灯设计一个个性化的外形，这时就可以适当用到3D打印，设计一款独一无二的灯。

综上所述，在我国农村小学开展人工智能课程，不仅需要设置合理课时，还需要增强学校人工智能师资力量、加强学校人工智能硬件建设，这样才能为农村小学生提供良好的学习环境，提高农村小学人工智能教育质量，为国家培养出人工智能型人才，从而促进我国人工智能产业的发展。