摘要:为了抓住发展的新机遇、夺得新技术的制高点,在义务教育阶段开设人工智能教育课程十分重要,是时代发展对义务教育提出的新要求。农村义务教育是义务教育的主力军和中坚力量,开设人工智能教育课程是农村义务教育学校缩小与城市义务教育学校教育质量差距的新起点。文章阐述农村义务教育学校开设人工智能课程的作用,剖析农村义务教育学校开设人工智能课程面临的困境,并提出相应解决办法,以供相关教育工作者参考。
关键词:人工智能课程;农村学校;义务教育;全民智能教育;课程建设
中图分类号:G623.58;G633.67;TP18文献标志码:A文章编号:1008-3561(2024)22-0057-04
基金项目:四川义务教育高质量发展研究中心2022年度立项项目(编号:YWYB-2022-12)
国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出,人工智能已成为国际竞争的新焦点,我国必须抓住这个新机遇、迎接这个新挑战来提升综合国力。为抢抓这个新技术的制高点,《新一代人工智能发展规划》提出了多项保障措施。第六条保障措施中明确指出,要实施全民智能教育项目,要在义务教育阶段设置人工智能相关课程、推广编程教育等。为适应时代发展的新要求,义务教育作为培养社会主义接班人的基础性教育必须开展好人工智能课程教学。人工智能教育特别注重计算机思维能力的培养[1],对学生的未来发展有以下好处。一是提高解决问题的能力。计算机思维能力使学生能够更好地理解和解决复杂的问题,从而提高他们解决问题的能力。二是增强创新思维。通过使用计算机科学的思想、方法、原理和工具,学生可以更好地理解事物的本质、联系与规律,从而培养创新思维。三是提高职业竞争力。随着计算机科学的发展和应用的普及,具备计算机思维能力的学生在未来的职业市场上将更具竞争力。四是增强终身学习能力。计算机思维能力能够使学生更好地理解和应用新的知识和技能,从而增强他们的终身学习能力。因此,培养计算机思维能力对于学生的未来发展非常重要。这不仅需要学生掌握计算机科学的基础知识,而且需要学生具备使用计算机科学的思想、方法、原理和工具来解决问题的能力,同时需要学生不断更新自己的知识和技能,以适应不断变化的社会需求。义务教育阶段,教师应把人工智能的应用、未来发展趋势以及处于战略地位的原因介绍给学生,以激发学生的学习兴趣。而农村义务教育的对象众多,并且农村义务教育质量普遍低于城市,因此紧抓农村义务教育学校人工智能课程教学质量对发展人工智能、普及人工智能至关重要。
1.培养学生兴趣,为形成我国人工智能人才高地作铺垫
人工智能学科是一门复杂的综合性学科。人工智能课程在本科教育中都属于比较难的课程,因此如何在义务教育中上好这门课是一项复杂的教学任务。值得关注的是,在中小学阶段设置人工智能相关课程并不是要把大学阶段的人工智能专业课程简单地放到中小学,而是通过探究式学习,充分调动学生对人工智能的兴趣,使其积极地参与学习[2]。只有当学生真正对人工智能的研究感兴趣时,他们才能持之以恒地对基础理论、核4c05591c2e3d83800efb621b7ab39cde心算法等比较晦涩难懂的、枯燥的内容展开深入研究。
2.锻炼学生思维,为壮大我国人工智能高端人才队伍打基础
义务教育阶段开设人工智能课程要着重培养学生的计算机思维能力。计算机思维能力是指人们使用计算机科学的思想、方法、原理和工具来解决现实问题的能力,可以分为以下几个方面。一是分解问题:将复杂的问题分解为更小的、更容易管理的部分,以便更容易地理解和解决它们。二是模式识别:找出问题中的相似模式和趋势,以便更好地理解问题并找到解决方案。三是抽象化:将具体的问题抽象化,以便更好地理解它们的本质和共性。四是算法开发:针对同一类问题,设计并开发出有效的算法来解决问题。其实这种思维能力不仅对学习人工智能有帮助,还对学生的多个方面有促进作用,如培养终身学习意识、提高解决实际问题的能力等。
1.人才缺乏,教育质量无法保证
人工智能学科是一门交叉学科,因此人工智能课程教师需要掌握多领域的知识,如计算机科学、心理学、语言学、脑科学等。由于人工智能领域方面的人才对企业而言是一种非常宝贵的资源,因此人工智能专业的学生进入义务教育学校任教的非常少,而进入农村义务教育学校任教的人就更少。也就是说,农村义务教育学校开设人工智能课程最现实的问题是谁来教。学校为了能够开设这门课程,通常让信息技术教师同时担任人工智能课程的教师。在这样的教学安排下,教学质量肯定是无法保障的,主要有以下三方面原因。第一,无法胜任人工智能的教学任务。“闻道有先后,术业有专攻”,教师如果没有经历过专业教育,则很难胜任这门课程的教学。虽然义务教育阶段学生不需要学习很深入的知识,但教师对知识都是一知半解、没有系统的知识体系,就谈不上教好学生、保障教学质量。第二,疲于备课,重视知识的获取,忽略能力的培养。教师如果没有经历过人工智能专业教育,可能会将大部分精力用于备课和学习新知识[3],这就很容易忽略开设人工智能课程的意义,即学生兴趣和思维的培养,更没有那么多的精力将教育学、教育心理学等教育教学理论与课程内容结合,让学生高效学习、快乐学习。第三,无法与时俱进、常讲常新。人工智能的发展非常快,知识更新迭代的周期短,要求教师紧跟技术发展的步伐,不断更新知识体系、更新授课内容,而这对于非本专业的教师来讲很难做到。
2.课程体系不完整
完整的课程体系是保障教学质量的基础,农村义务教育学校人工智能课程体系不完整的原因主要有以下几个。第一,没有纲领性文件可参考。由于这门课程需要一定的设备设施,而农村义务教育学校的条件无法和大城市的义务教育学校相比,所以没有可借鉴和参考的课程体系。因此,有的农村义务教育学校利用人工智能课程进行创客教育,有的讲编程知识,这些都是对人工智能课程的片面解读,无法满足学生的实际需求。第二,定位不统一。有的学校将人工智能课程设为必修课,有的学校将这门课设为选修课,因此对这门课程的要求也不相同,设计的课程体系也不同。农村义务教育学校很难对这门课程进行精准定位,只能根据自己的实际情况不断地调整课程体系,导致课程体系不完整。第三,课程资源不足。开设人工智能课程需要丰富的课程资源,包括硬件设备和技术服务,而获得这些资源对于经济相对落后地区的学校来说并不容易实现[4]。由于人工智能课程与其他课程相比开设时间短,课程资源(包括教材、教案、教师用书等)比较缺乏,并且区域差异、城乡差异、校际差异较大,会使义务教育阶段人工智能课程体系难以完整地建立[5]。第四,教育理念不统一。人工智能并未被纳入中考和高考的范畴,因此对于许多学校和家长来说,人工智能并不是一个重要的学科,因此学校也就没有全力推动完整的课程体系建立。
3.评价标准不完善
以往对教学效果和教学质量进行评价都会采用考试的形式进行。但人工智能课程是比较复杂的一门课程,很难通过一次考试进行客观、公正的评价,容易忽略实践能力、思维能力、解决问题能力的评价,无法全面反映学生的学习情况和实际能力,导致评价结果失真。当没有正确合理的评价标准来检测教学质量时,教学的方式方法使用是否恰当、教学设计是否合理也就无从考究,教学质量提高就无从谈起。
1.引进人才与投入资源并举
为了提升人工智能课程的教育质量,义务教育学校应积极引进人工智能方面的优秀人才,并在待遇和发展空间等方面给予大力支持[6]。引进的人才不仅要懂人工智能专业知识,还要懂义务教育方式方法。如果一所学校引进一位这样的人才比较困难,可以一个镇或街道引进一位人工智能人才,再和一位优秀教师结对完成课程内容设置、教学环节设计等。除了引进人才,还要投入资源。有条件的学校可以采购相关教学设备,没有条件的学校可以使用网络资源。无论采用什么的设备辅助教学,都应该遵循注重能力提高、兴趣培养这一原则。
2.课程体系建设以“借鉴名校+结合实际”的形式进行
在建立课程体系时,应组织人工智能专家和义务教育教师共同编写相关教材,既要符合学生发展的需求,也要与时俱进。而课程定位问题要综合多方面专家的意见,多领域人才共同探讨,特别是人工智能专家、义务教育专家、教育教学规律研究专家等。此外,课程体系的建立还要解决家长焦虑问题,让他们能够正确看待人工智能教育,了解国家发展战略。具体来说,确定课程目标应从几个方面着手。第一,注重创新思维培养。在义务教育阶段,创新思维的培养能提高学生的学习兴趣和主动性,让学生能够更好地理解知识的本质和规律,从而更好地进行学习和实践。第二,关注逻辑思维能力的培养。逻辑思维不仅是解决问题的重要工具,也是学生将来在团队协作中必须具备的关键能力。一个具备良好逻辑思维能力的人不仅能够在团队中清晰地表达自己的观点和想法,还能有效地与他人沟通。第三,树立法律意识、知识产权保护意识。树立法律意识有助于增强学生的法治观念,推动法治国家的建设。学生能够更好地理解法律法规,明确自身的权利和义务,从而在行为上约束自己,保障自身和他人的权益。知识产权保护意识能够激发学生的创新精神,促进智力成果的创造和转化,推动科技进步和文化繁荣。此外,知识产权保护意识的提高对于提升国家的国际竞争力具有积极作用。
3.建立不同层次的评价标准
各个学校的教学环境、教学设施、学生学情等不同,因此应该在一个评价体系里建立不同的评价层次,让各类义务教育学校的学生在人工智能课堂上都能有所收获。建立不同层次的教学评价体系,可以让任课教师更加明确自己的教学目标,有针对性地设计教学环节与教学策略。此外,不同层次的评价标准可以让学生更加清晰地了解自己目前的学习状况、学习目标,从而调整自己的学习策略、学习心态。同时,人工智能任课教师也能根据评价体系的反馈对自己的教学效果进行评估,及时发现并改进教学中存在的问题,从而提高人工智能课程的教学质量。
4.注重城乡结合
城市义务教育学校的教学资源和教学质量普遍优于农村义务教育学校,因此城市义务教育学校对农村义务教育学校进行有效的定点帮扶,可以尽量缩小人工智能课程教育质量的差距。农村义务教育学校可以引进部分优质的线上课程资源,拓宽学生的视野。硬件设备不是拉开人工智能教育质量差距的关键,因材施教才是关键。对于硬件设施无法满足课程内容需要的情况,教师可以通过组织小组合作学习,尽量减小对设备设施的需求量,也可以让学生集中一个时间段到对应的城市义务教育学校进行参观、体验与学习。
5.建立师生激励机制,激发学习动力和教学活力
第一,教师激励机制的建立。首先是提供专业培训与进修机会。针对农村义务教育学校教授人工智能课程的教师,专门开展人工智能相关的专业培训,帮助他们掌握人工智能相关技术、教学理念和技能。同时为在人工智能课程教学方面表现优异的教师提供多种进修机会,如参加国内外高水平的人工智能教育研讨会,以拓宽他们的视野,提升教学水平。其次是建立教学成果奖励制度。对在人工智能课程教学中取得显著成果的教师和取得进步的教师给予物质和精神奖励,如颁发奖金、荣誉证书等,激励他们更加积极地投入到人工智能课程建设和教学中。最后是搭建教师交流平台。建立义务教育学校人工智能课程教师交流群或论坛,鼓励教师分享教学经验、教学方法和教学资源,形成互帮互助的良好氛围。同时,定期组织教师进行教学观摩和研讨活动,促进教师之间的学习与交流。
第二,学生激励机制的建立。首先是设立学生竞赛与展示平台。开展人工智能相关的竞赛活动,如编程比赛、机器人制作比赛等,为农村义务教育阶段的学生提供展示才华的机会。同时设立展示平台,展示学生的优秀作品和成果,激发他们的学习热情和自信心。其次是实施加分奖励制度。将人工智能课程纳入学校课程体系,给予获奖的学生或获得授权专利的学生加分奖励或颁发荣誉证书,鼓励他们继续深入学习人工智能技术。最后是开展实践活动。组织学生参与人工智能相关的实践活动,如参与社区智能化改造项目、开展科技创新实验等,让学生将所学知识应用于实际问题的解决中,提高他们的实践能力和创新能力。
6.社会各界共同参与
第一,政策引导。政府应出台相关政策,从多个维度鼓励有条件的企业资助农村义务教育学校开设人工智能课程,如可以从税收优惠、在重要平台宣传企业形象、给予投资福利等多种方式实施奖励,激发企业对农村义务教育学校进行资助的积极性,为农村学校的人工智能课程建设提供稳定支持。第二,校企合作。加强企业与农村学校的合作与对接。学校可主动向企业展示人工智能课程的教学环境、教学成果和学生成长情况,企业则可结合自身的技术优势和资源为学校提供人工智能相关的设备、技术支持、师资培训等帮助,校企努力共同推动人工智能课程的建设。第三,建立长效机制。学校和企业可签订长期合作协议,明确双方的权利和义务,确保资助的连续性和稳定性。同时,可设立专门的监督机构,对资助资金的使用情况进行监督和评估,以确保资金使用的透明和有效,尽可能地将资金投入人工智能教学方面,使人工智能课程的质量得到保障。第四,宣传推广。公益平台、电视台、网络媒体等可以加强宣传和推广,让更多的企业参与到农村义务教育学校人工智能课程建设中。
农村义务教育学校开设人工智能课程有利于培养学生兴趣,为形成我国人工智能人才高地作铺垫,有利于锻炼学生思维,为壮大我国人工智能高端人才队伍打基础。农村义务教育学校应注重引进人才与投入资源,借鉴名校并结合实际开展课程体系建设,建立不同层次的评价标准,注重城乡结合,建立师生激励机制,激发学习动力和教学活力,而社会各界应共同参与,助力农村义务教育学校人工智能课程体系建设,真正实现学生的全面发展。
参考文献:
[1]邱叶.人工智能技术与高校思想政治教育融合发展的创新实践[J].教育探索,2023(10):44-48.
[2]范洁.义务教育阶段人工智能课程开发的思考与探索[J].中国信息技术教育,2018(19):93-94.
[3]贺德富,杨莉.中小学人工智能普及教育的难点与探索[J].科教文汇,2021(24):160-162.
[4]刘全.信息科技课程标准下的初中人工智能教学实践探究[J].中小学信息技术教育,2023(08):57-59.
[5]丁世强,马池珠,魏拥军,等.中小学人工智能教育区域推进的困境与突破[J].现代教育技术,2022,32(11):76-83.
[6]周亚建,陆晓红.人工智能时代的中小学智能教育[J].中国教育学刊,2023(S1):6-8.
Analysis of the Difficulties and Countermeasures in Offering Artificial Intelligence Courses in Rural Compulsory Education Schools
Chen Liangwei, Zhang Ting
(Chengdu Aviation Vocational and Technical College, Chengdu 610100, China)
Abstract: In order to seize new opportunities for development and seize the commanding heights of new technologies, it is very important to offer artificial intelligence education courses in compulsory education, which is a new requirement put forward by the development of the times for compulsory education. Rural compulsory education is the main force and backbone of compulsory education, and offering artificial intelligence education courses is a new starting point for rural compulsory education schools to narrow the quality gap with urban compulsory education schools. The article elaborates on the role of offering artificial intelligence courses in rural compulsory education schools, analyzes the difficulties faced by offering artificial intelligence courses in rural compulsory education schools , and proposes corresponding solutions for reference by relevant educators.
Key words: artificial intelligence course; rural schools; compulsory education; universal intelligent education; curriculum construction