人工智能走進中小學(xué)課堂

摘?要：人工智能作為新一代信息技術(shù)，在我國教育領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文首先從人工智能對我國教育領(lǐng)域發(fā)展重要性出發(fā)，闡述了人工智能的概念、關(guān)鍵技術(shù)及其教育應(yīng)用，通過分析人工智能在教育教學(xué)中所存在的問題，提出了人工智能在教育教學(xué)中的應(yīng)對策略，主要從更新教師觀念、合理開設(shè)課程、完善硬件設(shè)施、加強師資隊伍這四個方面展開論述。

關(guān)鍵詞：人工智能;教學(xué)應(yīng)用;應(yīng)對策略

Abstract：As a new generation of information technology，artificial intelligence is widely used in the field of education in China.Starting from the importance of AI to the development of education in our country，this paper expounds the concept，key technology and educational application of AI.By analyzing the problems of AI in education and teaching，it puts forward the Countermeasures of AI in education and teaching，mainly from renewing teacher ideas，offering courses reasonably，improving hardware facilities and strengthening teachers' team.These four aspects are discussed.

Key words：AI; Teaching application; Coping strategies

一、緒論

隨著5G時代的到來，人工智能作為新一代信息技術(shù)，在各行各業(yè)被廣泛應(yīng)用，不僅影響著我們的工作、生活，也在教育領(lǐng)域占有一席之地。2017年7月，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，旨在完善人工智能教育體系，建設(shè)人工智能學(xué)科。[1]2019年5月18日，清華大學(xué)和北京大學(xué)舉辦校園開放日雙雙宣布，將分別設(shè)立人工智能學(xué)堂班和機器人工程專業(yè)，并且將在2019年秋季開始招收本科生。在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，有關(guān)人工智能的課程內(nèi)容在必修模塊和選修模塊中也都有所體現(xiàn)。由此可見，人工智能技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用以及人工智能相關(guān)課程的開設(shè)為我國高等教育培育人工智能專業(yè)人才提供機會，并奠定基礎(chǔ)，也是今后我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的發(fā)展方向之一。

二、人工智能概述

國內(nèi)外學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，未來科技社會將鋪滿人工智能技術(shù)的影子，人工智能將滲透在人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?。早?956年人工智能學(xué)科就被國外科學(xué)家約翰·麥卡錫等人首次提出。目前為止，人工智能沒有統(tǒng)一、明確的定義。最早人工智能被定義為是擁有模擬能夠被精確描述的學(xué)習(xí)特征或智能特征的能力的機器。[2]我國學(xué)者茹麗娜等人認(rèn)為人工智能是一門融合計算機科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)、腦科學(xué)、教育神經(jīng)科學(xué)、仿生學(xué)、社會科學(xué)等前沿綜合學(xué)科的一門新的技術(shù)科學(xué)。[3]筆者認(rèn)為人工智能是一門以計算機科學(xué)學(xué)科為主，融合多種學(xué)科，依靠其機器學(xué)習(xí)、人機交互等核心技術(shù)，通過使用計算機研究智能工作任務(wù)的一門新型技術(shù)。在2018年發(fā)布的《人工智能白皮書（2018年版）》中將人工智能關(guān)鍵技術(shù)分為七類，主要包括機器學(xué)習(xí)、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、生物特征識別和虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實。[2]人工智能依靠其關(guān)鍵技術(shù)在我國教育領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，例如智慧校園、智能評價、智能閱卷等。其中智慧校園中的智能安全預(yù)警，即在校園門口安裝攝像頭，如果校外非法分子想進入校園，就會被識別出來，發(fā)出警報。智能評價能夠分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的掌握知識的程度、學(xué)生的身心健康狀況等，實現(xiàn)對學(xué)生全方位的評價，這種評價使得老師的工作大幅度減輕。智能閱卷是將學(xué)生試卷數(shù)據(jù)，通過智能掃描儀對數(shù)據(jù)進行采集，實現(xiàn)試卷智能批改，批改后對成績進行多維度分析，幫助老師根據(jù)每位學(xué)生的學(xué)情，更好地進行個性化輔導(dǎo)，也能夠減輕教師的工作負(fù)擔(dān)。

三、人工智能在教育教學(xué)中所存在的問題

人工智能在教育教學(xué)中的應(yīng)用不僅能使學(xué)生掌握人工智能專業(yè)的基礎(chǔ)知識和基本技能，還能利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)評價等更加智能化，優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量，輔助教師更好地進行教學(xué)，提高教師工作效率等。但就目前而言，我國人工智能技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中仍處于探索階段，教學(xué)過程中存在諸多問題，比如教師觀念陳舊、課程開設(shè)不合理、硬件設(shè)施缺乏、專業(yè)型師資不足等，這些問題都是教學(xué)上不可忽視的環(huán)節(jié)。因此，筆者主要針對以上四種教學(xué)問題，提出人工智能在教學(xué)應(yīng)用中的應(yīng)對策略，以供參考。

四、人工智能在教育教學(xué)中的應(yīng)對策略

（一）更新教師觀念

隨著人工智能技術(shù)的日益成熟，人工智能在教育領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用，許多教師可能會產(chǎn)生一種心理：在未來教育行業(yè)中人工智能將取代教師。筆者認(rèn)為教師永遠(yuǎn)不會被取代，缺少人類教師的教學(xué)必然是不完整的，即便人工智能機器的在教學(xué)某些方面的工作效率高于教師。教師的天職是教書育人，在教學(xué)過程中，教師不單單是傳授給學(xué)生知識技能，更重要的是師生之間的語言溝通和情感交流，培養(yǎng)學(xué)生在成長道路上解決問題的能力，而這些工作是機器無可取代的。因此，人工智能技術(shù)根本目的幫助教師能夠高效開展課堂教學(xué)。例如，教師如果帶好幾個班級，就會有大批量的作業(yè)需要批改，在短時間內(nèi)工作量非常大，由于教師精力有限，很難做到針對每個學(xué)生提供及時反饋。如果教師在人工智能技術(shù)的幫助下，能夠節(jié)省很多時間，實現(xiàn)為學(xué)生提供個性化及時反饋，減少教師工作負(fù)擔(dān)。

（二）合理開設(shè)課程

目前國內(nèi)許多學(xué)校已經(jīng)開設(shè)人工智能課程，但并沒有統(tǒng)一教材。筆者認(rèn)為開設(shè)人工智能課讓學(xué)生提早接觸到人工智能基礎(chǔ)知識，能夠為學(xué)生以后學(xué)習(xí)人工智能專業(yè)知識做好鋪墊。但在中小學(xué)的各個階段，每個學(xué)段的學(xué)生認(rèn)知能力有很大差異，在學(xué)習(xí)中遇到困難時，他們可能會產(chǎn)生很大的消極心理。比如有些小學(xué)開設(shè)人工智能課，選用的教材里面包含許多專業(yè)術(shù)語，小學(xué)生理解非常吃力，高中生花費幾個小時就能理解，但小學(xué)生需要幾天的時間，這就會造成小學(xué)生產(chǎn)生消極情緒。因此，學(xué)校在開設(shè)人工智能課程時，應(yīng)考慮不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知特點，對于低年級的學(xué)生應(yīng)以淺顯易懂的知識為主，對于高年級的學(xué)生可以適當(dāng)?shù)奶岣唠y度。

（三）完善硬件設(shè)施

教學(xué)資源的缺乏將直接影響到人工智能教育的推廣，尤其對學(xué)校的硬件設(shè)施要求比較高。目前各個學(xué)校的教育條件有很大差異，課堂上所需的硬件設(shè)備無法達(dá)到教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生更沒有機會進行實踐操作。在教學(xué)過程中，學(xué)生基本上都需要借助計算機等硬件設(shè)備來完成相應(yīng)的課程內(nèi)容。因此，學(xué)校應(yīng)加大對硬件設(shè)施投入資金，至少應(yīng)達(dá)到滿足基本教學(xué)要求的配置。還可以通過實行“校企合作”的模式，借助企業(yè)對學(xué)校硬件設(shè)施的投入，以確保為教學(xué)提供先進的硬件設(shè)施。只有硬件設(shè)施的完善，教師的教學(xué)手段才得以施展，也為學(xué)生進行實踐操作提供可能，才能真正體驗技術(shù)為教學(xué)帶來的便捷。

（四）加強師資隊伍

目前我國人工智能學(xué)科人才匱乏，人工智能學(xué)科的中小學(xué)教師更為緊缺。對于人工智能在教育領(lǐng)域的推廣，教師是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。在我國教育部發(fā)布的《關(guān)于全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的意見》中，“教師主動適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)的變革，積極有效開展教育教學(xué)”作為教師隊伍的新時代改革目標(biāo)。[4]人工智能作為一門新興學(xué)科，在許多學(xué)校并沒有人工智能專業(yè)的教師，在國內(nèi)一些不發(fā)達(dá)城市尤為突出。學(xué)校在安排課程時，就會委托計算機專業(yè)教師上課，這很可能導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。因此，學(xué)校在進行教師招聘時，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整招收教師專業(yè)比例，加強人工智能學(xué)科師資力量。與此同時，應(yīng)對學(xué)校原有教師進行專業(yè)培訓(xùn)，豐富人工智能方面專業(yè)知識，提高專業(yè)實踐能力，以此來滿足人工智能課程需求。

五、結(jié)語

在人工智能時代背景下，教育領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深刻的變化。人工智能在教育領(lǐng)域中，無論是作為一門人工智能課程，還是輔助教師教學(xué)的一種技術(shù)工具，都有著很高的應(yīng)用價值。但相比于人工智能技術(shù)本身的發(fā)展而言，人工智能在教育教學(xué)上的應(yīng)用仍處于初步探索階段。因此，當(dāng)人工智能走進中小學(xué)課堂，教師要改變自身觀念，提高自身專業(yè)知識水平，合理運用人工智能技術(shù)，突破人工智能與教育相結(jié)合的瓶頸，以此來培養(yǎng)人工智能教育領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才。

參考文獻：

[1]任昕.基于AI開放平臺的人工智能教學(xué)初探——以情感傾向分析項目為例[J].中國信息技術(shù)教育，2019（08）：52-55.

[2]王有學(xué)，高潔.論人工智能技術(shù)發(fā)展及其在教育中的應(yīng)用[J].中小學(xué)電教，2019（04）：6-9.

[3]茹麗娜，唐燁偉，王偉，鐘紹春.我國教育人工智能研究綜述[J].中國信息技術(shù)教育，2019（07）：90-93.

[4]教育部積極推動人工智能支持教師隊伍建設(shè)行動[J].基礎(chǔ)教育參考，2019（03）：80.

作者簡介：孟慶雪（1996-），女，漢族，遼寧鐵嶺人，教育碩士，牡丹江師范學(xué)院2018級現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)。