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[专题]面向人工智能后备人才培养的一体化课程构建

文_高 凯/北京市第二中学

2023-04/总第325期

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近来,人工智能技术的发展不断引发社会关注,从战胜了世界冠军的围棋人工智能机器人AlphaGo,到能够帮助我们撰文、画画的“文心一言”,人工智能技术在不同领域不断刷新人们的认知。大家也都在感慨:“人工智能真的来了!”我国在2017年发布了《新一代人工智能发展规划》,很多学校都积极行动起来,围绕人工智能领域技术尝试开设相关普及课程。纵观科技教育的发展历程,总是伴随着新技术的更新而不断迭代的。回顾过去10年科技教育的发展,开源硬件、激光切割、3D打印等技术都已经成为了科技教育新的课程载体,人工智能亦如是。面对快速发展的人工智能技术,如何开设课程内容,为学生提供什么样的课程资源供给,成为摆在很多学校面前的首要问题。

北京二中作为教育集团校,涵盖了从小学到高中的多个学段,有机会构建从小学到初中再到高中的一体化、长链条人工智能后备人才培养模式。在小学阶段通过人工智能科普活动和基本知识的学习,引导学生关注人工智能技术,激发学习兴趣;初中阶段要在学生形成兴趣的基础上融入更多人工智能算法及程序设计知识;高中阶段则与学生的职业生涯规划紧密结合,让更多有兴趣、有基础的学生选择人工智能专业继续学习深造。人工智能后备人才的培养是一个长期、复杂的过程,在基础教育阶段要做好后备人才储备,引导学生正确看待技术的发展,形成正确的价值观。


小学阶段普及人工智能知识,体验人工智能技术

要想让学生更好地学习人工智能技术,首先要普及一些人工智能领域中的基本概念与知识。在本阶段,学校以人工智能领域中的经典概念为载体,设置10个问题,如什么是图灵测试,什么是SLAM技术,机器是如何学习的,等等。引导学生以小组为单位查阅资料,获取知识,最终回答问题。学生学习了解人工智能的基本知识后,继续引发学生关注生活中人工智能技术的应用。当今的学生,被称作“数字原住民”,从小就接触各种电子设备,对人工智能技术也不会陌生。在课程实施中,要引导学生形成人工智能意识,遇到问题时,能够想到使用人工智能技术解决问题。

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亲身体验能够让学生更好地感悟人工智能技术发展给日常生活带来的便捷,在课程设置中可以选用简单、体验性强的平台为学生创造实践操作的机会;选取人工智能技术经典的应用领域与环境,引导学生进行实验。随着人工智能教育的不断推进,越来越多体验平台也被开发出来,科大讯飞的语音转文字技术、腾讯的照片识别与分类项目、清华大学的“九歌作诗”平台等,都可以成为让学生深入体验人工智能技术的教育资源。


初中阶段创设人工智能应用情景,结合开源硬件实施项目式学习

初中课程内容要与小学形成合理适当的衔接,在小学的信息科技课程中也会开设与编程、开源硬件等有关的内容。初中阶段可以引导学生将人工智能技术与开源硬件技术整合,完成项目的设计与制作。项目设计中可以依托工程设计周期理念,将主题讨论、资源查找、草图绘制、模型加工、程序设计、项目调试等环节融入其中。以垃圾桶为例,在输入端使用摄像头对物体进行识别,识别出垃圾种类后,控制系统将指令发送给输出系统,在开源硬件的控制下,舵机带动垃圾桶盖子打开或者关闭。此项目是一个经典的人工智能技术应用案例,也是一个通过人工智能技术解决接近真实情景问题的案例。学生经历项目的设计与制作过程,能够更好地内化知识与技术,形成人工智能意识。当学生再次遇到问题时,能够想到使用人工智能解决问题。


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