小學(xué)階段人工智能課程內(nèi)容設(shè)計(jì)與探索

　　摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展小學(xué)教育階段的人工智能課程內(nèi)容建設(shè)變得尤為重要，并逐步成為影響小學(xué)教育階段人工智能教育水平的關(guān)鍵因素，對(duì)于小學(xué)教育階段人工智能教育的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。本文首先從小學(xué)教育階段人工智能課程搭建的必要性出發(fā)，分析當(dāng)前小學(xué)教育階段人工智能相關(guān)課程的現(xiàn)狀與存在問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題從實(shí)際角度出發(fā)，對(duì)小學(xué)階段人工智能課程內(nèi)容設(shè)計(jì)提出建議與探討。

　　關(guān)鍵字：教育人工智能;跨學(xué)科;教育活動(dòng)

　　一、引 言

　　當(dāng)前人工智能技術(shù)融入了現(xiàn)代社會(huì)中的各行各業(yè)，解放了大量的生產(chǎn)力與勞動(dòng)力，促使著人們逐步放棄重復(fù)簡(jiǎn)單的勞動(dòng)，成為推動(dòng)當(dāng)今時(shí)代前進(jìn)與發(fā)展的重要力量。2018年教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，明確要求要完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，使中小學(xué)人工智能和編程課程內(nèi)容能充分適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要[3]。人工智能教育也逐步引起大家的重視，大量專家與企業(yè)進(jìn)軍智能教育項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，在小學(xué)階段中設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。但在小學(xué)開(kāi)設(shè)人工智能課程依然存在眾多問(wèn)題與困難，相信隨著小學(xué)人工智能課程受到更多的推廣和重視，這些問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。

　　人工智能論文范例：人工智能時(shí)代的教師專業(yè)身份挑戰(zhàn)與建構(gòu)

　　二、小學(xué)人工智能課程內(nèi)容設(shè)計(jì)探究

　　(一)構(gòu)建三方平臺(tái)，推進(jìn)技術(shù)與教育結(jié)合

　　初高中階段人工智能教育標(biāo)準(zhǔn)逐步成熟，但小學(xué)階段人工智能內(nèi)容步標(biāo)準(zhǔn)尚無(wú)法統(tǒng)一，當(dāng)前我們可以通過(guò)搭建一線教師、部門(mén)專家、技術(shù)企業(yè)三方平臺(tái);共同探討研究適合小學(xué)階段的人工智能內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)制定。由部門(mén)專家?guī)ь^提出相關(guān)暢想，相關(guān)技術(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)適合小學(xué)階段的人工智能軟硬件，再有一線教師實(shí)踐反饋。通過(guò)三方合作的模式逐步完善小學(xué)人工智能標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容體系。

　　(二)提升師資隊(duì)伍的專業(yè)水平，打造較高素質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)

　　人工智能技術(shù)是一門(mén)與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)科，從學(xué)校層面必須重視人工智能教育，學(xué)校應(yīng)該為任科教師提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，學(xué)校內(nèi)應(yīng)該更多的組織人工智能“研討會(huì)”。

　　為了更好的推動(dòng)人工智能教育在小學(xué)教學(xué)階段的深入發(fā)展，政府教育部門(mén)也應(yīng)當(dāng)給予人工智能教育高度的重視，確保小學(xué)應(yīng)用的人工智能技術(shù)能夠不斷為教育注入新的生機(jī)與活力，所以政府應(yīng)當(dāng)定期組織交流會(huì)與優(yōu)質(zhì)課評(píng)審，讓各個(gè)小學(xué)之間展開(kāi)交流，從而提升師資質(zhì)量。

　　(三)創(chuàng)客教育中開(kāi)展人工智能教育專題

　　通過(guò)小學(xué)創(chuàng)客課程融入人工智能教育專題，學(xué)生從基礎(chǔ)scratch編程開(kāi)始逐步過(guò)渡到python編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，將造物的概念融入人工智能教育中。小學(xué)人工智能課程，讓學(xué)生感悟人工智能對(duì)生活和學(xué)習(xí)的影響，并通過(guò)所學(xué)編程語(yǔ)言嘗試完善改進(jìn)其實(shí)際應(yīng)用。

　　創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)人工智能應(yīng)用對(duì)小學(xué)階段學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，當(dāng)前我國(guó)有相當(dāng)一部分的優(yōu)秀民營(yíng)企業(yè)嘗試從減少學(xué)習(xí)成本的角度，提出創(chuàng)新性的小學(xué)人工智能課程解決方案[4]。

　　1.基于mcirobit的人工智能課程方案設(shè)計(jì)

　　Microbit在我國(guó)小學(xué)創(chuàng)客課程中應(yīng)用廣泛且成本較低，本節(jié)將基于microbit與小喵科技kittenblock的人工智能軟件應(yīng)用結(jié)合嘗試設(shè)計(jì)與探究適合小學(xué)的人工智能課程內(nèi)容。

　　第一：microbit可以說(shuō)是劃時(shí)代的產(chǎn)品，解決了Arduino遺留下來(lái)的問(wèn)題，進(jìn)一步徹底解決小學(xué)生入門(mén)編程的難題。無(wú)需安裝軟件與驅(qū)動(dòng)直接以U盤(pán)形式進(jìn)行下載板上集成了常用的傳感器。第二：人工智能對(duì)于成人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，所以對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)結(jié)合一個(gè)硬件項(xiàng)目來(lái)理解人工智能是一個(gè)比較好的開(kāi)端。而這些硬件項(xiàng)目我們可以選擇與Microbit結(jié)合，這樣硬件上無(wú)需費(fèi)太多精力去學(xué)習(xí)去理解硬件底層原理。把重點(diǎn)集中于人工智能快速入門(mén)。第三：Kittenblock是由小喵科技自主開(kāi)發(fā)的圖形化編程軟件。它除了打通軟硬件結(jié)合，同時(shí)支持了市面上熱門(mén)硬件，Microbit、Arduino等。支持在線調(diào)試和離線下載兩種下載方式。積木塊轉(zhuǎn)C++、轉(zhuǎn)Python等，擴(kuò)展插件支持多種插件，尤其人工智能插件特別完善，包括文字處理、語(yǔ)音相關(guān)、視覺(jué)識(shí)別相關(guān)、機(jī)器學(xué)習(xí)的幾方面。其軟件具有使用門(mén)檻低、教程完善等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.基于掌控板的人工智能課程方案設(shè)計(jì)

　　掌控板作為我國(guó)民營(yíng)企業(yè)在創(chuàng)客教育硬件設(shè)計(jì)的杰出代表，掌控板是一塊MicroPython微控制器板，很好的支持mPythonX/MicroPython/Python軟件上功能。掌控板僅有信用卡的一半大小，板載加速度計(jì)，按鍵，觸摸引腳、聲光傳感器、128*64的OLED屏幕等，主要用于青少年的編程教育。本節(jié)主要通過(guò)將掌控板與北京師范大學(xué)開(kāi)發(fā)的米思齊編程開(kāi)發(fā)軟件相結(jié)合對(duì)人工智能編程內(nèi)容結(jié)合設(shè)計(jì)。

　　相對(duì)于microbit與kittenblock相結(jié)合的積木編程，掌控板擁有更強(qiáng)大的處理器與內(nèi)存，通過(guò)北京師范大學(xué)傅騫博士團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的米思齊軟件可以通過(guò)python的編程實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的人工智能程序體驗(yàn)。其內(nèi)置的wifi可為物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)同時(shí)打下基礎(chǔ)，將物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的結(jié)合應(yīng)用打通壁壘。

　　在積木編程的基礎(chǔ)上從而過(guò)度到代碼編程，二者密切銜接為今后初高中更深度的人工智能學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

　　三、總結(jié)與展望

　　人工智能在小學(xué)中的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，除了相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)、師資、硬件等短期可能無(wú)法滿足和解決的要求外。教師與學(xué)校也要嘗試另辟蹊徑，通過(guò)成本較低的創(chuàng)客硬件與軟件結(jié)合解決人工智能配套設(shè)備的匱乏問(wèn)題。通過(guò)市與市、校與校合作、比賽、研討等方式提高教師師資力量。

　　相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)通過(guò)三方平臺(tái)的不斷努力，小學(xué)階段的人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)落實(shí)。各個(gè)小學(xué)也會(huì)更為重視人工智能課程內(nèi)容的開(kāi)發(fā)與建設(shè)，更多的優(yōu)秀民營(yíng)企業(yè)參與其內(nèi)，相信不遠(yuǎn)的未來(lái)人工智能教育的成本與課程體系會(huì)更加完善可靠，更能激發(fā)學(xué)生的興趣與探索科技帶來(lái)的成就感。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]于勇,徐鵬,劉未央.我國(guó)中小學(xué)人工智能教育課程體系現(xiàn)狀及建議——來(lái)自日本中小學(xué)人工智能教育課程體系的啟示[J].中國(guó)電化教育,2020(08):93-99.

　　作者：王煜琛

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