发达地区中小学人工智能课程建设现状、问题与对策——以某“新一线”城市为例探讨

发布时间：2020-11-08 12:31

　　 随着人工智能课程在发达地区中小学的广泛推进,课程建设中存在的问题日益显露。研究采用问卷调查法、访谈法等,以某"新一线"城市(A市)53所中小学人工智能相关课程任课教师为调查对象,以临近某一线城市(B市)35所、某省会城市(C市)15所中小学的调查数据为参照,从课程设计、课程实施、课程评价三大维度分析了A市中小学人工智能课程建设的现状及问题。研究发现:多数学校开设了人工智能课程,在课程内容的丰富度以及教学方法的选择方面做得相对较好,但存在师资力量不够、课时量不足、与教材配套的教学资源不足、教学环境不完善等问题。主要原因包括:课程建设尚处于探索阶段,学术界对课程目标、主要内容等问题尚未形成统一认识,师资人才培养体系等尚未建立等。借鉴课程建设领域相关理论和实践经验,建议政府、学校和教师分别从如下几方面进行改进:研制完整的基础教育人工智能课程标准,明确课程目标和内容范围,提供政策支持和资金保障,建立人工智能师范专业和人工智能教师资格认定制度,增强教材编写力量并完善评价和选用制度,鼓励中小学与高校、企业和社会机构合作;提供完整的相互衔接的课程体系,改善教学资源、环境和评价方式,开展人工智能与其他学科的课程融合,完善教师激励机制;提高自身专业水平等。
【部分图文】：

调查数据显示(如图1所示)，A市小学阶段教师教授最多的内容是编程，有83.78%的教师选择了这个选项；其他方面也有所涉及(但难度和掌握程度要求较低)：知识表示(35.14%)、算法(27.03%)、机器学习(21.62%)、机器人与人工智能(16.22%)、人工智能伦理(16.22%)、建模与仿真(8.11%)、图像识别(2.70%)、数据分析(2.70%)比例逐渐递减；自动驾驶、大数据技术以及自然语言识别与处理内容未教授。初中阶段，100%的教师选择了编程这个选项；算法占55.56%；图像识别、大数据技术、机器人与人工智能和机器学习均占44.44%；人工智能伦理、建模与仿真、数据分析与知识表示均占33.33%；自然语言识别与处理(22.22%)、自动驾驶(11.11%)比例逐渐递减。由此可见，与小学阶段相比，初中阶段涉及到的内容领域除注重编程外更偏重于算法，其他领域的比例也明显提高，即除了内容涵盖面有较大程度增加外，难度也有所提高。

以较近区域内一线城市B市和二线城市C市为参照分析A市中小学人工智能课程教学内容的特点，结果如图2所示：与B市相比，A市课程内容的涵盖面与之相当，但编程比例更高(高出21.51%)；与C市相比，A市课程内容涵盖面更广(如人工智能伦理、知识表示、建模与仿真等)，但算法比例较低(低27.39%)。A市编程比例高可能有如下原因：一是A市出台了相关政策。《A市教育信息化2.0》中提出“强化创客教育、机器人教育、人工智能教育、STEAM教育、编程教育；鼓励和引导学校开发校本课程，充分适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”。二是A市学校组织参加各种信息化比赛(如全国青少年信息学奥林匹克联赛和全国青少年创意编程与智能设计大赛)的比例相对偏高(A、B、C三市的比例分别为66.67%、54.35%、34.55%)。这些比赛运用的主要知识就是编程，比赛获得名次的选手可以获得中考或高考加分，学校也会获得相应的“头衔”。学生参加竞赛可以培养其计算思维、合作能力等。但是，教师因为竞赛而教授过多的编程及算法内容，不符合多数学生的认知特点和兴趣，惠及的学生也是少数。

A市中小学不同学段人工智能相关课程采用的教学方法比例分布如图3所示。小学：讨论法位居首位，占68.00%；其次是练习法和任务驱动法，均占67.57%；演示法(64.86%)、问题探究法(59.00%)、讲授法(56.67%)、项目教学法(32.43%)比例逐渐递减。初中：讨论法占88.88%；其次是演示法和项目教学法，均占77.78%；练习法(55.56%)、任务驱动法(55.56%)、问题探究法(44.44%)、讲授法(22.22%)比例逐渐递减。与小学相比，初中阶段讲授法比例明显降低(低34.54%)，项目教学法明显升高(高45.35%)。可见，A市中小学人工智能课程教师的教学方法丰富，在一定程度上淡化了知识的灌输，有利于激发学生学习的积极性和主动性。4.教学评价的现状与问题
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