中小学校人工智能与编程教育普及应用现状调查研究

李立新

摘要：在人工智能时代，在中小学开展人工智能与编程教育课程，培养中小学生数字技能和计算思维能力，提升学生信息素养是基础教育工作者的一项重要工作任务。本文针对重庆市开展编程教育的相关要求，对各区县开展了人工智能与编程教育普及的调查研究。调查主要从各地对开展人工智能与编程教育的认知、区县管理情况、学校开展工作情况、编程教育师资情况等方面进行调查和分析。根据调查中存在的问题，作者提出了几点建议，希望能为中小学普及人工智能与编程教育课程提供一些思路。

关键词：中小学;人工智能与编程教育;调查;研究

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）20-0000-04

● 引言

在人工智能时代，在中小学开展人工智能与编程教育课程，培养学生数字技能和计算思维能力，成为提升学生信息素养的重要途径。[1]近年来，随着信息技术的飞速发展，世界各国高度重視中小学人工智能与编程教育，纷纷制定相关政策支持编程教育普及：美国前总统奥巴马在2014年拨款40亿美元支持“编程一小时”计划，推进美国中小学普及编程教育。同年，英国发布新版国家课程标准，规定5～16岁的儿童学习编程。2017年，日本修改“学习指导要领”，提出到2020年将编程教育作为所有小学的必修课，2021、2022年，日本所有初、高中将开设编程教育课程。[2]我国也在2017年由国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确要在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，加强人才储备和梯队建设，形成我国人工智能人才高地。[3]教育部《教育信息化2.0行动计划》也指出，要充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容，进一步提升学生信息素养。[4]

2018年9月，重庆市教委下发了《关于加强编程教育的通知》，对中小学编程教育课程的内容、课时都做了明确要求。[5]这项工作到底落实得怎样？各区县开展编程教育课程的基本条件、教材内容以及师资状况怎么样？对此，笔者开展了调查研究。

● 调查对象及方式

本次调查研究覆盖重庆市40个区县，对象为区县教育信息化管理部门人员、中小学校长、分管校长和一线教师。本次调查共设计47道题目，采用单选、多选、填空三种形式，对调查对象的基本信息和人工智能与编程教育普及政策了解、经费支持、教材内容、开课方式以及区县、学校、家长对开展人工智能与编程教育的态度、意愿、行为等方面进行调查。

调查通过问卷星在线实施，收回问卷2075份，剔除无效问卷1份，有效问卷2074份，有效率99.95%，具体数据利用Excel进行统计与分析。

● 调查结果

1.人工智能与编程教育认知情况分析

调查问卷从是否知道中小学需要开设人工智能与编程教育课程、开设该课程的态度和作用等方面设置了6道选择题，教师对人工智能与编程教育普及开展的认知情况调查结果如图1所示。

从图1中可以看到，有1395名教师知道中小学需要开设人工智能与编程教育课程，占参与调查总人数的67.26%;67.79%的教师认为开设人工智能相关课程非常重要;93%的教师认为中小学生学习人工智能相关课程开阔学生视野;67.79%的教师认为有利于培养学生科技兴趣;75.7%的教师认为有助于培养学生创新思维能力，提升学生信息素养;60.95%的教师认为有助于学生未来就业和职业发展。以上调查数据表明，绝大部分教师都了解、认同中小学开设人工智能相关课程。

2.区县管理情况分析

针对区县教育信息化管理部门，调查问卷从人员配备、教材选定、经费支持、活动开展等方面设置了多道选择题。表1为各区县对人工智能与编程教育的管理情况调查表。

从表1中可以看到有33个区县安排了专人负责人工智能与编程教育工作，占比达到80.5%;在教材方面，有13个区县有统一的人工智能与编程教材，占比31.7%;在经费支持方面，有专项经费支持的区县有29个，占70.7%;在活动开展方面，有28个区县开展了相关竞赛活动，占比约为69%。调查表明，绝大部分区县非常重视该项工作，积极落实人员，安排经费支持，并通过开展相关竞赛活动推动该项工作的开展。

3.学校开展情况分析

2074名调查对象中有643名为中小学校人工智能与编程教育一线教师。对643份一线教师的调查问卷进行分析，学校安排教师专职从事人工智能与编程教育课程的有473人，占78.7%。学校已开设人工智能相关课程的，占比接近64%，其中开课1学年及以上的，占比约50%，开课1学期的，占比14%;每周课时在1～2节以上的占约79%;人工智能与编程教育作为选修课的占比45.12%，作为必修课的占比41.22%，作为延时服务的10.24%。人工智能与编程教育开展方式如下页图2所示，其中，通过信息技术课的占比最高，达到93%，其次分别为科技活动、机器人活动、创客空间、信息学奥赛，占比分别为45.85%、39.27%、34.39%、10%。

调查表明，绝大部分学校行动迅速，通过各种方式积极开展人工智能与编程教育课程，在开展方式上大多是通过信息技术课进行，每周课时普遍安排1～2节。

4.师资专业情况分析

调查问卷从教师性别、年龄、职称、专业等方面设计了多道题目。教师基本情况调查如下页表2所示。调查结果显示，调查对象男教师占比63.74%;年龄在40岁以上的教师最多，占比达到60.66%;学历以本科为主，占比达到76%以上;职称以中级教师为主，占比44%;城镇和农村学校大体相当，各占50%左右;学段以小学为主，占比69%以上;教师专业方面，约55%的教师专业为计算机、软件或理科专业。

以上数据说明，目前人工智能与编程教育教师主要还是以2000年国家普及信息技术教育时招聘引进的师资为主，他们现在年龄绝大部分都在40岁以上，职称现多为中级，专业以计算机类专业为主。