人工智能將如何步入中小學課堂

機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理、專傢系統……這些聽起來“高大上”的科技名詞,真的要進入中小學課堂瞭。近期,國務院印發《新一代人工智能發展規劃》,明確指出應實施全民智能教育項目,在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育。建設和完善人工智能科普基礎設施,支持開展人工智能競賽,鼓勵進行形式多樣的人工智能科普創作。

人工智能作為一項高端前沿學科,從專業實驗室逐步走進瞭中小學校園,相信會給當下中小學生的學習生活帶來更多驚喜和新奇有趣的變化。記者走訪瞭我省部分中小學,瞭解走進中小學課堂的人工智能學習可以是一種什麼樣的形式。

機器人課程最普遍

開學已有一個多月,但很多師生仍然對今年央視的《開學第一課》印象深刻,節目中邀請瞭兩位特殊的嘉賓,一位是天才棋手柯潔,一位是來自意大利的機器人TEO。他倆一個是代表著人類技能的圍棋天才,一個是代表著人類智慧的人工智能。精彩的人機大戰,預示著人工智能時代的來臨。

在已經開設有人工智能課程的學校中,機器人課程是最受歡迎的一個項目。有不少學校以拓展性課程、社團活動等形式開展機器人教學,深受學生的喜愛。

諸暨市新世紀小學於2016年建成瞭機器人實驗室,讓學生瞭解人工智能這個學術前沿領域的發展和應用狀況。學生們在這裡能腦洞大開地自己動手制作機器人,通過編程控制機器人來完成移動到指定位置、裝卸貨物、顏色分類和三階魔方還原等任務。該校校長蔣望雷表示:“教育現代化離不開教育信息化,學校引進人工智能課程,改變瞭原先信息課程中讓孩子認識輸入設備、開關機、玩小遊戲等枯燥的教學內容,讓他們對人工智能有更多的接觸機會和參與機會,通過自己編程設計,進行創新、創作,為未來更加深入學習相關知識打下基礎。”

“人工智能教育進入中小學,是時代發展的必然,面向未來的人才素養要求我們對孩子從小實施人工智能啟蒙教育,在孩子幼小的心靈裡埋下人工智能素養的種子,不斷去催生它發芽、生長。”紹興市柯靈小學校長金華星向記者介紹,該校的人工智能課程普及分為三個階段:首先是進行科普宣傳教育,激發孩子對人工智能領域的興趣和向往;其次是在基礎性信息技術課程中強化“簡單編程介紹”環節的普及教育,開設“點亮燈泡”“激活喇叭”等簡單機械臂和傳感器的基礎教育;最後就是在拓展性課程中,開設樂高機器人、能力風暴機器人、VEX機器人、虛擬機器人等課程,這些課程每周三下午安排兩課時,讓二至六年級各年段學生選修。“受條件限制,我們會外聘一些專業教師來授課,在此過程中,學校教師也跟著一起學習和成長,並發展成立自己的教學團隊。”

除此之外,人工智能課程的其他一些領域也進入瞭學生的課堂,比如嘉興市輔成教育集團有虛擬飛行課程、信息學課程等,推動人工智能在教學、管理、資源建設等方面全流程應用。該校嘗試著邊實踐邊開發“我和人工智能”校本課程,讓學生從接觸生活中的人工智能APP入手,體驗人工智能在圖像識別、語音識別、自然語言處理等方面的生活應用。後續還將通過在平板學習終端中安裝人工智能應用,輔助學生的學習,服務學生的學習生活,持續提高學生的數字化學習能力。

核心在編程教學

包括機器人課程在內的所有人工智能教學,都離不開編程教學。“如此‘高精尖’的學科,中小學生能聽懂嗎?學瞭有用嗎?”在網上,有不少傢長發出這樣的疑問。對此,專傢們有自己的意見。“很多人覺得這些知識對於孩子而言很難,其實難度主要體現在計算環節上。隨著信息技術的發展,計算本身已經可以通過技術來實現。對於學生而言,他們要掌握的是其中蘊含的思維方式。”溫州創客空間和溫州大學創客空間聯合創始人謝作如認為,如今,學生能接觸到的信息技術種類和內容日益豐富,傳統的學習路徑也要發生相應改變。編程教育不僅僅在於技巧訓練,更在於思維定式的轉變。通過編程和各種制作的過程,可以讓孩子們自然而然地意識到數學、自然科學及各個學科的重要性。進入這種狀態後,學習對他們來說也是一種玩瞭。

事實上,在國務院發佈規劃之前,我省已經有一些學校開始瞭編程教學的探索。義烏市第四中學開設的人工智能課程群中,頗具亮點的課程之一就是程序設計,學生每周學習4課時。“對於編程,很多人會以為是一件非常枯燥難懂的事情,這種認識是錯誤的。其實編程的主體並不是程序語言,而是我們解決問題的方法。”該校編程教學負責人張霖說,“在編程教育過程中,我們要培養學生從問靜電機推薦題的特征入手,梳理問題的解決脈絡,找到合適的組織方式。學生通過對編程的學習,可以更好地適應和融入未來社會的發展,這才是編程教育的意義所在。”

學生曹紀元是該校智能實驗室的骨幹學員,接觸瞭“人工智能之智慧交通”課程。他說:“智慧交通課程,讓我從設油煙處理機價格計者的角度去理解城市交通,並鼓勵自己在自動駕駛、路徑規劃、安全駕駛等方面開展思考和探索,對我今後的專業選擇很有幫助。”

東陽市吳寧第四小學也一直摸索著編程教學模式,逐步實現教學常態化、應用常態化、創新常態化。學校開設瞭基於Scratch軟件結合傳感器板的編程教育課程,Scratch語言很簡單,適合小學生,隻需要經過基本編程語言的學習,就能夠制作出豐富多樣的交互式故事、動畫和遊戲。通過Scratch研訓可以提高教師的創客教學能力,培養孩子們的學習技能、創造性思維,以及集體合作能力。學校在原有Scratch活動小組的基礎上,加強硬件投入,成立瞭Scratch創意工作室,並開設瞭Scratch創意設計社團和Scratch智能興趣小組等。

“Scratch軟件編程教學,需要投入大量時間和精力,需要不斷地調試改進編程,更多的是一份耐心。因為要學的東西太多,應該精選其中一點深入,這樣才能學得透徹。”學校科技組教師蔡俊傑說,該校把Scratch編程軟件與教學體系相整合,初步形成瞭“興趣培養—團隊建設—編程探究”的Scratch編程教育模式。“一方面利用計算機建模來提高學生的設計創造能力;另一方面,編程也可以提高學生的科技素養,培養學生的創新能力,使每一個孩子受益。”

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