面向人工智能时代青少年编程教育现状问题与思考

来源:《中小学教育》2020年12月上 作者:尹弘震

 山东省曲阜师大附中  尹弘震

摘要：人工智能教育逐渐成为教师、家长和社会各界关注的热点话题，但由于人工智能教育还处于起步阶段，实践中也存在着不少问题。本文从课程教材、师资建设、技术保障等五个方面分析了存在的问题，并进行了讨论和思考，提出了“明确人工智能和编程教育课程目标、优化人工智能课程内容”等建设性的意见。

关键词：人工智能  编程教育  信息技术  问题  思考

近年来，在国家和各地方关于发展人工智能、普及人工智能教育的各项政策指引下，中小学校和社会教育团体纷纷开展了多种人工智能教育活动，人工智能教育逐渐成为教师、家长和社会各界关注的热点话题。作为人工智能教育的重要组成部分，编程教育由于其相对于机器学习、模式识别、智能搜索等其它人工智能教育部分来说，具有可操作性强、教育目的明确、反馈及时、趣味性强等特点，所以在青少年中的普及程度相对较高。然而在青少年编程教育实践中也暴露出越来越多的问题，这些问题越来越引发了教育学界的讨论和思考。

青少年编程教育的现状问题

目前，中小学校依托信息技术课程，已经开设了编程课，也有不少社会辅导机构（如青少年宫、兴趣培训机构）开设了机器人、编程的内容。从教学内容上看，主要是以学习体验为主，例如通过人工智能类教育硬件和软件学习体验套件的拼插和图形化编程。从组织形式上看，主要是以必修课为主、社团课或校本课程为辅。从项目发展上看，官方举办的白名单竞赛（如“全国青少年人工智能创新挑战赛”、“全国青少年创意编程与智能设计大赛”、“少年硅谷——全国青少年人工智能教育成果展示大赛”等）也在一定程度上推动了人工智能尤其是编程教育的开展。总体上看，课程、活动、比赛互相促进，丰富多彩、热热闹闹，但由于人工智能教育还处于起步阶段，实践中也存在着不少问题。

课程教材建设还不够成熟。

课程是教学内容的必要保障，教材是课程实施的重要保证。教育部虽然发布了《信息技术课程标准》最新修订版，但多数信息技术教材中的人工智能和编程教育的内容均存在着不同程度的知识点割裂、体系化差等问题，例如高中阶段的选择性必修中有“人工智能初步”模块，作为对必修课程的拓展与加深，列入了综合素质评价的内容，但在教学实践中真正开设此模块的学校却是凤毛麟角。

重视程度不够导致教学安排随意。

信息技术虽然在初、高中阶段分别纳入了中考、学业水平考试，但由于考试本身的定位、试题难度、考察侧重点不同以及考虑到地区、城乡不均衡等因素，所以编程方面内容不多、试题难度系数不大，对于大多数学生来说，即使没有接受过系统的编程教育，也能顺利通过考试。考试是指挥棒，自然决定了从学校领导、任课老师到学生的重视程度，也就导致了课时设置、师资安排、硬件保障等方面的随意性。

师资力量不足、水平参差不齐。

人工智能教育在中小学是新生事物，技术属性比较强，同时开设人工智能专业的高校数量仍很少，而且从教也不是这类专业毕业生的第一选择，所以多数学校很少有专门的学科教师，基本上都是由信息技术、通用技术、综合实践或科学教师执教。具体到编程知识，很大比例的信息技术教师之前都没有接触过Python、Arduino等专业知识，也面临着知识结构更新的问题，所以中小学的人工智能课堂短期很难实现如传统学科教学那般的“顺畅”。

教师的教学理念和教学方法落后。

虽然教育教学研究部门不断强调《课程标准》的重要性，可不读课标仍是教师群体中普遍存在的不良现象。不少教师的教学理念和教学方法陈旧、落后。《课程标准》都已经数次更新、修订了，可与课标不符的教学观念和“填鸭式”的教学方法仍在中小学信息技术课堂上随处可见，本就枯燥、难以理解的知识更加难以激发学生的学习兴趣了①。

人工智能教学技术保障不力。

人工智能包含的内容较多，结合中小学生认知能力、基础教育政策等因素，人工智能教育目标应当定位在了解和体验上，即了解信息技术发展的前沿，体验若干典型人工智能技术的应用，感受人工智能对学习和生活的影响。但这种体验式教学除了依赖课程、师资因素外，技术保障能力也非常重要。可当前，连创客空间的基本建设都未能普及的情况下，建设人工智能教育所需要的软硬件系统更是一项艰巨的任务。

二、进一步推进面向人工智能时代编程教育的思考

将人工智能纳入中小学课程体系，既是落实国家《新一代人工智能发展规划》的要求，又对提升学生信息素养、培养人工智能人才具有重要意义。人工智能教育的目的是“育人”，即培养具有信息素养、计算思维和创新能力的学生，培养适应智能时代的人工智能高端人才。如何踏实、有序地推进各项人工智能教育政策的落地实施，还需要政府、科研院所、各地中小学和社会企业等的共同努力和进一步的教学实践研究。②

首先，明确人工智能和编程教育课程目标、优化人工智能课程内容。课程目标要从操作技能训练、技术知识点学习向体验感受人工智能应用、提升学生信息素养转变。合理规划中小学人工智能课程内容，优化知识框架，重在培养学生对人工智能的热情和兴趣，进而提升学生的信息意识、计算思维等。

其次，加强信息技术师资力量和培养专业人工智能教师相结合。进一步加强师资培训力度，提升网络培训效率，组织任课教师从认真研读最新修订的《课程标准》开始，转变自身教育教学理念，不断提升学科素养，摒弃以往“填鸭式”的教学方法，努力激发学生的学习兴趣，采取更加高效、有效的教学方法进行教学。

最后，加强人工智能和编程教育资源建设，做好软硬件技术保障。资源建设决定了中小学人工智能和编程教育能否顺利开展，资源除了指教材开发、应用技术、指导案例外，还包括资金、预算，各级教育主管部门和中小学校要从教育经费中划拨专用资金，建设学校人工智能和编程教育开展所需的软硬件配套系统，保证在各项教育教学设施建设中不掉队。

参考文献：

[1] 中小学人工智能与编程教育的教学内容设置研究，中国校外教育，郭兰兰，2019-07,75页

[2] 中小学阶段的人工智能教育研究，现代教育技术，张丹 崔光佐，2020-01，39页