调研报告：我国中小学人工智能教育现状问题与建议.docx

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1、调研报告：我国中小学人工智能教育现状问题与建议中小学人工智能教育是我国基础教育改革与发展顺应国家发展、时代发展需要的重要表现，通过分析当前我国中小学人工智能教育的现状，探究了问题与挑战之处，并提出了新思考。在党中央、国务院关于发展人工智能的各项政策的引导下，近年来，人工智能教育呈现蓬勃发展之势。在高等教育领域，高校纷纷设立人工智能学院，创设人工智能专业。在基础教育领域，人工智能教育不仅受到教育行政部门的普遍重视，中小学校也纷纷引进各种人工智能教育项目，开发课程、教材。众多科技教育企业也将其视为自身发展的机遇，投入大量资金和人力。人工智能技术进入中小学，一方面可以作为教育、教学和学生学习的工具，

2、另一方面可以作为学生学习的内容。一、我国中小学人工智能教育现状1.国家课程有关中小学阶段设置人工智能相关课程的要求出现在政府文件中，始于2017年国务院印发的新一代人工智能发展规划，但其作为高中信息技术学科选修模块教学内容早在2003年就已正式写入教育部颁布的普通高中课程方案(实验)。由于当时技术发展水平和普及程度不高，师资条件欠缺明显，课程内容设置不够合理等多种原因，高中信息技术人工智能选修模块在全国范围内开设状况不佳。在普通高中信息技术课程标准(2017年版)中，人工智能相关内容不仅在选择性必修模块内专门设置，在必修模块中也有所涉及。因此，人工智能作为高中信息技术国家课程的组成部分，已是既

3、定事实，因此，研究如何在中学开设人工智能相关课程，必然涉及其与信息技术课程的关系。信息技术课程是教育信息化建设的主要内容之一，也是信息技术与教学应用深度结合的基本保障。人工智能课程与信息技术课程内容高度重叠。大部分信息技术课程教学内容是人工智能课程内容的基础。以经过调整、完善、优化的信息技术课程作为人工智能课程的主要部分，被广大一线教师和教研人员所认同，也是让人工智能教育面向全体学生的可行和有效途径。2.校本课程和校内教育活动在学校开展的各类教育教学活动中，有些与人工智能技术联系紧密，有些仅在内容上有少许关联，但目标、形式上差距较大。由于人们对人工智能教育的内涵、外延没有清晰、统一的认识，难以

4、严格、准确地描述这些活动与人工智能的确切关系。(1)以“人工智能教育”命名的相关教育活动2017年7月，国务院印发的新一代人工智能发展规划对基础教育提出了“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”的要求。2018年4月，教育部印发高等学校人工智能创新行动计划，进一步明确要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”。两个文件极大地推动了以人工智能相关课程为代表的人工智能教育在基础教育领域的开展。2018年成为中小学人工智能教育爆发式增长的重要一年。(2)以“机器人教育”命名的相关教育活动2000年前后，随着教育部在全国中小学普及信息技术教育

5、、开设信息技术必修课、实施校校通工程，“教育机器人”进入国内中小学。以教育机器人为载体开展人工智能教育是目前较为广泛流行的做法，但也有专家认为，现在学校里常见的教育机器人难以承载人工智能技术的核心内容。(3)以“STEM教育”命名的相关教育活动STEM教育重点是加强对学生四个方面的教育：一是科学素养，即运用科学知识(如物理、化学、生物科学和地球空间科学)理解自然界并参与影响自然界的过程;二是技术素养，即使用、管理、理解和评价技术的能力;三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解;四是数学素养，即学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。STEM教育在发展中又逐渐增加了艺术、人文

6、等素养。学校的STEM教育形式多样，没有统一的标准。(4)以“创客教育”命名的相关教育活动创客一词源于英文Maker。创客教育是一种融合信息技术，以“在创造中学习”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。3. 相关学科竞赛活动各类相关学科竞赛是与信息技术课程的发展同步进行的。2000年教育部开始举办“全国中小学电脑制作活动”，其后，一些知名企业与政府部门或行业协会，相继组织了如“全国中小学信息技术创新与实践活动(NOC)”等各类与信息技术教育相关的计算机、机器人或科技创新竞赛活动。这些活动在很大程度上促进了信息技术教育的普及和提高，也为人工智能教育的开展提供了空间。4.校外培

7、训机构开展的相关教育活动2017年以后，受政策影响，以编程、机器人、创客、STEM、无人机、人工智能为主题的各类校外培训机构纷纷涌。这些教育机构推出的相关课程，丰富了学生校外教育资源，为学生的个性化发展提供了一定空间，也为学校教育提供了可供参考的新思路，但是也存在着教学质量良莠不齐、教学内容杂乱无序等问题，在一定程度上有可能加重学生的学业负担。二、人工智能教育的问题和挑战从最近各种机构已出版教材，以及各种人工智能主题研讨会、论坛中发布的人工智能教育成果中，可以看到，人工智能教育在取得成绩的同时，也存在很多问题。1.顶层设计问题人工智能核心概念没有清晰的界定。在基础教育阶段，这个问题尤其突出。因

8、为对人工智能概念认识不清，有些教育行政部门领导甚至教育专家，将人工智能技术与程序设计混为一谈，有的将教育机器人活动项目等同于人工智能教育。人工智能技术在近年得到快速发展，得益于物联网、大数据、云计算等技术的发展，与信息与计算科学、网络通信、感测技术、自动控制技术等基础性学科的发展紧密相关，是现代信息科技发展高层次集中的体现。脱离其他相关技术的支持，人工智能技术的发展将失去根基;但若将人工智能技术外延扩展到所有相关领域，人工智能技术又将失去发展主攻方向。2.教学方式问题人工智能在研究领域尚有许多不确定的问题，在教学方式上自然无法得到统一。人工智能技术中的许多代表性内容采用以“大数据+深度学习”为

9、标识的人工智能算法，但这些算法深奥晦涩，需要学生具备深厚的知识基础和能力储备才能理解;在基础教育阶段，如何将人工智能技术的工作过程可视化，让学生把“黑匣子”打开，看到其中究竟，不是一朝一夕可以解决的。3.师资问题师资队伍建设是人工智能相关课程发展的核心问题。中小学信息技术教师将成为承担人工智能课程教学任务的主体。人工智能处在信息科技发展的最前沿，一线教师普遍没有接受过专业培训，需要投入大量时间和精力进行学习，而相关的学习资源、教学案例又极匮乏，教师从事相关内容教学困难重重。4.装备问题人工智能课程的顺利开展，需要必要教学装备的支持。人工智能课程需要什么样的装备，如何才能提高人工智能教育装备性价

10、比，有许多问题还需要深入研究。目前中小学信息技术必修课教学环境尚不能满足教学需求，设备更新跟不上，学校人工智能实验室和相关设备配备几乎还是空白。以上这些信息技术课程发展过程中遇到的障碍、阻力、困难，人工智能教育同样会遇到。如何克服这些障碍，形成合力，是人工智能教育能否顺利实施的重要因素。三、关于中小学人工智能教育的思考教育是一个“长线工程”，有着自身的规律。“抢热点”“抢先机”“抢先手”只是一时之举，不能解决教育的根本问题。人工智能教育中的诸多问题需要经过长期不懈的研究、探索和实践才能得到解决。如何持续有效推进人工智能教育?在工作思路上，是否应该多调研和总结前人的经验?是否应该将更多时间和精力放在查找和解决实际问题上?是否应该在“下先手棋”的同时，也别忘记补强自己的弱棋?这些问题需要每一位教育工作者深入思考。7