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人工智能强势来袭,中小学校如何开展编程教育

来源:光明网2019-12-30 20:50

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  【教育视线③】

  本期热词:中小学编程教育

  光明网记者 黎梦竹

  课堂内外,中小学生科技活动越来越丰富:创客、STEM教育、乐高搭建等受到不少学生热捧,人工智能教育也逐步走进中小学课堂。这些活动开展情况怎么样?人工智能课程能否落地课堂?最近,记者带着这些问题走访了多所中小学校。

人工智能强势来袭,中小学校如何开展编程教育

  桐乡某小学开设编程教育课程(李政葳 摄)

  编程、创客等信息科技活动火爆

  在济南胜利大街小学教学楼的顶楼平台上,有一处500平方米的“百草园”,师生们在这里种植了丝瓜、西红柿、西葫芦等瓜果蔬菜。特别的是,百草园不仅是一片“种植园”,更融合了“STEM教育”与跨学科教育理念的综合实践基地。

  “语文老师可以让学生通过观察植物生长,写出它们的成长日记;信息技术老师通过在百草园内用开源硬件平台相关输入和输出组件设计开发‘监测调控系统’,让温度、光线等实现自动化控制,便于学生们理解生活中物联网运行理念。”胜利大街小学信息技术教师、教研组组长贾义峰说。

  在济南市历城二中,从开展科技创新教育,到如今建成普惠创客教育体系,学校前后探索实践了11年。“接受创客教育的学生达2万多人,收到学生创意45万余份,其中4268项获得国家专利,学生在各级创新创意大赛中获得奖励840多项。”历城二中创客中心负责人高月锋说。

  如今,少儿编程、机器人课外培训班等格外火爆。来自北京的杨女士每周末都会带上小学二年级的孩子学习乐高EV3机器人搭建与编程,“孩子特别感兴趣”。据相关预测,2018年我国少儿编程培训行业市场规模已达40亿元,用户规模约1500万。

  人工智能课程缺乏统编教材

  从编程、创客等课程进入人工智能新时代,信息技术教育也面临新的挑战。2018年1月,教育部公布《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017年版)》,人工智能正式被纳入《普通高中信息技术课程标准》新课标,其后多份文件提出要在中小学开展人工智能教育。

  但目前普通高中统编版人工智能教材还在统筹编写阶段,并且,对于义务教育阶段的信息素养教育、信息科学课程的标准,目前也还未明确出台。记者走访发现,多地中小学老师在教学中多是沿用之前的信息技术教材,或者根据自主需要加入相关内容,编写人工智能课程读本等。

  “主要以项目化形式开展文字识别、人脸识别等人工智能课程,让学生在完成项目的同时,再了解背后的原理。这种授课方式是通过生活现象引导学生思考背后运用到的核心算法。”华东师范大学第一附属中学信息技术老师董佳霖(化名)说。

  董佳霖还提到,人工智能课程对学生来说其实有一定的难度,很多老师教授内容处于让学生体验的阶段,并未深入解释背后运用的算法。“由于还在等待统编教材的出台,目前只能根据新课标内容要求初步开设一些校本课程。”

  “我教授的课程内容‘体验AI’,通过手机小程序来做一些简单的AI体验,让学生对什么是图像识别、人机对话、智能语音有初步体验。”上海市江湾初级中学信息技术老师杨艳艳表示,由于初中阶段信息技术课程新课标还未出台,初中和高中的人工智能课程教育衔接方面就出现了明显断层。

  “初中主要以体验AI为主,但看了去年发布的面向中学生的人工智能读本《人工智能基础(高中版)》,我觉得难度比初中大了很多。因此,思考在初中阶段适当添加一些高中课程。今年6月开始,我们与高校老师一起探索编写覆盖小、初、高中阶段的人工智能课程读本,希望能让课程过渡地更加自然。”杨艳艳说。

  师资条件、资源支撑瓶颈待突破

  记者在走访过程中发现,不少老师反映这门学科“确实很难”。“人工智能知识专业、抽象,很多大学阶段才会涉及。有些老师不是信息技术专业出身,需要自己先进行消化再教学生,很多知识点甚至需要‘从零开始’。”董佳霖说。

  这一点,贾义峰也深有感触:“压力确实存在,很多非专职的信息技术老师以前没有接触过这类新技术。但从另一个方面看,也有助于让老师更专注于教学,提高自己的能力。”他告诉记者,目前,胜利大街小学也正初步探索人工智能课程,通过在原有的信息技术教材中结合加入开源硬件等内容。

  董佳霖提到,人工智能是利用数据训练机器,让机器进行学习。而课堂上遇到的一个问题是“这些数据从哪里来”,比如,人脸识别技术需要上万条面部图像数据。济南市教体局信息技术教研员杜春晓也提到,除了教材,还存在缺乏课时量、授课程度不明晰等问题。

  信息技术课程重在培养信息素养

  在华东师范大学课程与教学研究所副研究员杨晓哲看来,青少年人工智能教育未来前景乐观,“虽然现在良莠不齐,但这是发展的必经阶段;同时,也需要教育者更多实践探索,尽快让人工智能教育走上正轨”。

  “要解决信息技术课程‘为什么教’‘教什么’‘怎么教’‘教到什么程度’的问题,只有这四个问题在逻辑、行动上一致,才能保证信息技术课程教学活动的科学性和专业性。”北京航空航天大学教授熊璋说,学校是信息素养教育的主渠道,课程是信息素养提升的主阵地。

  也有业界人士表示,一方面,学校开设相关课程也需要给予孩子们充分的课程选择权;另一方面,由于人工智能技术本身是发展的,究竟技术中的哪些内容、多大比例进入课堂,也需要跟随技术的更新与淘汰进行不断调整。

  “青少年学习人工智能也好,学习编程也好,最终目的不是掌握代码或编程技能本身,而是通过技术来学习、理解、改变这个世界。”杨晓哲提到,最新版本的《普通高中信息技术课程标准》已进一步明确了信息素养界定,即培养学生具备信息意识、计算思维、数字化学习等。

  熊璋表示,随着人工智能对人类社会带来的影响,以人工智能为核心的新一代信息技术联合经济需求,驱动社会各领域从数字化、网络化向智能化跃升,推动公民信息素养内容和标准的升级变化。

[ 责编:丛芳瑶 ]
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