我國高中人工智能教育目標的分類、分層體系構(gòu)建

1、我國高中人工智能教育目的的分類、分層體系構(gòu)建摘要：高中人工智能教育的有效開展需要教育目的的導引。然而，從人工智能學科本身的特點、高中生的心理開展特點以及我國特殊的高中教育國情來看，人工智能的教育目的應細化為人工智能有關知識的獲取與表達，人工智能核心技能的習得與遷移，人工智能豐富魅力的充分體驗。而由于我國高中教育中普遍存在的地區(qū)差異、學校差異、學生差異等，我國高中人工智能的教育目的還應進展二級細化：初級程度定位于經(jīng)歷，中等程度指向于體驗與技能并重，高級程度指向開發(fā)創(chuàng)新。關鍵詞：高中；人工智能；教育目的；目的體系2001年12月中國人工智能學會成立教育工作委員會，2002年10月在北京召開主題為“

2、信息時代的智能教育的第一屆全國人工智能教育學術(shù)研討會，2022年4月公布首次將人工智能學科納入信息技術(shù)課程范疇的普通高中技術(shù)課程標準實驗，人工智能教育開場呈現(xiàn)出快速開展的態(tài)勢。為保證研究工作者和教學工作者的導向正確，有必要對我國現(xiàn)階段普通高中人工智能的教育目的進展詳細化研究。一、高中人工智能教育目的闡釋教育部2022年公布的?普通高中技術(shù)課程標準實驗?中，對于高中人工智能的教育目的是這樣陳述的：“學生應能描繪人工智能的根本概念，會使用一種人工智能語言解決簡單問題，把握其根本特點；能利用簡易的專家系統(tǒng)外殼開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)；知道人工智能對人類學習、生活的影響；通過感受人工智能技術(shù)的豐富魅力，增強

3、對信息技術(shù)開展前景的向往和對將來生活的追求。這主要是基于課標中知識及其表達、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語言與問題求解三個主要教學內(nèi)容的目的陳述。作為一個教育目的的總體陳述，從施行角度看，它可以進一步分為教學的目的、支持的目的和管理的目的三大類。教學的目的被定義為所要獲得的學識，支持的目的被定義為所要提供的效勞，而管理的目的那么被定義為管理的各種功能。1為有利于課程目的的明晰性，StephenLYeln基于RalphTyler1950年的闡述，從課程要素分析入手，制定出關于教育目的的五條根本規(guī)那么：讓真實世界的表現(xiàn)目的與教學目的產(chǎn)生關聯(lián)；讓內(nèi)容與目的產(chǎn)生關聯(lián)；讓教學方法與目的產(chǎn)生關聯(lián)；讓測驗與所有

4、其他要素產(chǎn)生關聯(lián)；發(fā)覺不一致的地方。2而奧恩斯坦AllanrnstEin等那么從課程目的的詳細化、可操作化角度切入，做了大量的工作，制定出課程詳細目的的指導準那么:匹配、價值、措詞、適宜、邏輯分類、定期修訂。3我國也有學者主張把課程目的“行為層次分為三個級別，第一級別是掌握根底知識的才能，第二級別是運用根底知識的才能，第三級別是形成觀念并外化為行為的才能。4雖然，基于目前的實際情況，我們還不能也沒有必要對高中人工智能教育進展類似的細化研究，但它卻為我們的詳細化研究提供了一個思路：根據(jù)人工智能學科本身的特點、高中生的心理開展特點以及我國特殊的高中教育國情，應將人工智能的教育目的進展一級細化構(gòu)建我

5、國高中人工智能的分類目的體系；而由于我國高中教育中普遍存在的地區(qū)差異、學校差異、學生差異等，我國高中人工智能的教育目的還應進展二級細化構(gòu)建我國高中人工智能的分層目的體系。二、一級細化：分類目的體系的構(gòu)建在高中開設人工智能教育要考慮到其獨特的制約因素。1.人工智能學科本身的特點。人工智能是20世紀50年代中期興起的一門新興邊緣學科，既是計算機科學的一個分支，又是計算機科學、控制論、信息論、語言學、神經(jīng)生理學、心理學、數(shù)學、哲學等多種學科互相浸透而開展起來的綜合性學科。它從誕生伊始，就打上了科技取向的深深的烙櫻在半個多世紀的歷程中，主要從技術(shù)層面考慮如何讓機器學會考慮這一問題。而作為人工智能教育的

6、課程建立的目的定位也主要在于指向程序編寫的計算機語言學習。這么一門“高深的學科，要讓高中生理解、掌握，需要作出適當調(diào)整。2.高中生的心理特點。高中生年齡普遍在十四五歲到十七八歲之間，身體發(fā)育接近成人程度，心理逐漸趨于成熟，思維才能得到很大的開展，能從詳細事物看出抽象規(guī)律，并具有辯證性，喜歡提出獨到見解。但是由于長期以來受傳統(tǒng)教學的影響，承受的教育主要是學科知識的教學，對于人工智能方面的知識接觸較少，或者根本沒有接觸。這要求人工智能教育在高中的開展應考慮其原有知識、才能與情感根底，需要逐步地進展，針對不同學生的不同狀況分層次進展。3.我國特殊的高中教育國情。從1949年以來，教育部或國家教委雖然

7、已經(jīng)公布了16個有關普通高中的課程方案，5然而，現(xiàn)實的教育國情仍然令人擔憂：高中的教育根本還是以升學為目的指向的。無論是老師還是學生、校長還是家長，對高中教育質(zhì)量的衡量標準根本上還是升學率這一維度。在這種現(xiàn)實背景下的人工智能教育，假如不能有助于學生更輕松、有效地學習而只是關注理論上的人的和諧開展或社會意義，將得不到真實、有效地開展，也不可能真正意義上減輕學生的學習負擔。在三大根本制約因素的作用下，我國高中人工智能教育目的大致可以分為以下幾個局部。一人工智能有關知識的獲取與表達目前，我國高中信息技術(shù)師資隊伍中，接觸或者承受過人工智能教育的人并不多。老師即使在大學接觸過人工智能，也對其中艱深的知識

8、、枯燥的理論和蒼白的教學范例心懷絕望。而對于一般的高中學生而言，對人工智能本身根本沒有接觸，即使有也可能是老師講的片言只語、或者是影視作品的影響，往往懷有某種神秘感；一旦人工智能教育在高中開設后，其神秘面紗被揭開，原先的神秘感就成為宏大的失落感。造成師生雙方這種不利于高中人工智能教育開展的主要原因在于對人工智能理解的缺乏。高中的人工智能并不是大學人工智能專業(yè)課的簡單下移，它的主要目的之一是讓學生理解有關人工智能的最根底的知識。關于根底知識，新課標中規(guī)定，高中人工智能主要由知識及其表達、推理與專家系統(tǒng)、人工智能語言與問題求解三個主要局部組成。強調(diào)通過學習，讓學生掌握知識的類型與表達形式，學會模擬

9、專家解決問題的根本思路，知道人工智能在現(xiàn)實生活以及將來生活中扮演的重要角色。二人工智能核心技能的習得與遷移假如把高中的人工智能教育目的僅僅定位于理解有關的根底知識，無疑是在學生原有的沉重負擔的根底上再施加壓力，不利于學生的和諧開展，更不符合本次新課改的根本精神。理解也不是記住有關概念，而是讓學生理解人工智能的本質(zhì)及其根本原理，掌握人工智能知識與技術(shù)中的科學方法，6形成相應的技能：知識的類型及其表達是為了讓學生習得對知識的網(wǎng)絡化、主題化的處理才能以及相應的表達才能；推理與專家系統(tǒng)通過對專家解決問題思路的模擬而開展學生的解決實際問題的才能；人工智能語言與問題求解主要是基于人工智能的多方面的應用而設

10、立的，對學生的良好信息素養(yǎng)才能的形成、創(chuàng)新思維才能的開展具有較大的影響。人工智能作為一門新開設的課程或模塊，用其獨特的學科特性，開展其他學科所不能給予的才能。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.三人工智能豐富魅力的充分體驗高中人工智能教育的根底知識的理解與掌握、根本技能的開展，描繪了人工智能技術(shù)的典型運用，讓學生感受人工智能技術(shù)的豐富魅力，增強對信息技術(shù)開展前景和對將來生活的追求；能辯證地認識信息技術(shù)對社會開展、科技進步和日常生活學習的影響；能理解并遵守與信息活動相關的倫理道德與法律法規(guī)，負責任地、平安地、安康地使用信息技術(shù)。詳細而言，大致包括：充分體驗人工智能思想對學科學習的借鑒意義，對學科知識進展系統(tǒng)整

11、理與歸納，并以適當方式進展表述；充分體驗知識的拓展、視野的開闊，激發(fā)創(chuàng)新思維，體驗人類專家解決復雜問題的思路，開展科技意識和研究意識；充分體驗人工智能對社會開展的影響，感受其豐富的內(nèi)涵，培養(yǎng)對社會的責任心和使命感。三、二級細化：分層目的體系的構(gòu)建相對于其他學科，尤其是在現(xiàn)階段，在高中開設人工智能課程，對地區(qū)的經(jīng)濟開展程度、學校的硬件設備、學生的起始知識與才能的要求更高。對于西部欠興旺地區(qū)來說，開設人工智能課程可能就是一種奢望；對于有相應經(jīng)濟保障但缺乏足夠的硬件設備的學校來說，高質(zhì)量地開展人工智能教育也是困難重重；而對于經(jīng)濟興旺而又有足夠硬件設備的學校來說，假如學生剛剛開場接觸人工智能，那也很難

12、進入人工智能的開發(fā)與創(chuàng)新層面。但并不是說西部欠興旺地區(qū)就不應或不能開展人工智能教育，只有地區(qū)經(jīng)濟興旺、學校硬件設備裝備優(yōu)良，學生有良好的起始程度，才能開展人工智能教育。但很顯然，由于受到地區(qū)經(jīng)濟狀況、學校硬件設備、學生起始程度的限制，各地各校甚至是每個學生在人工智能教育中所要到達的目的應該是不同的，這就形成了我國高中人工智能教育目的的分層體系。而每個地區(qū)、每個學校、每個學生在開展人工智能教育的時候，不應盲目地追求同一的目的，而應“對號入坐，找準自身在分層目的體系中的位置，有區(qū)別地開展，直到最大的開展。我們將高中人工智能的教育目的分為以下幾個層面。一初級程度：主要的目的應定位于經(jīng)歷這是針對經(jīng)濟程

13、度、硬件設備、起始知識和才能都不具備的學校學生來說的。開設人工智能課程，最主要的目的在于讓他們理解社會科學技術(shù)開展的前沿知識，并在知識理解的過程中對社會的變化有所經(jīng)歷，不再是“不知有漢，無論魏晉。因此，詳細來說，這一層次的教育目的是：通過理解有關人工智能的根本概念、不同類型知識的不同表達、專家系統(tǒng)的根本構(gòu)造、解釋機制和解決問題的根本思路、人工智能語言的大致情況以及信息的搜索等方面的知識，體驗人工智能對于學習者本身、學科學習以及社會三方面的作用。第一，人工智能的最本質(zhì)含義是要讓機器學會像人一樣考慮問題，所以，高中生在學習這一課程時也應該考慮自己的學習過程本身是否值得反思、是否只是單純?yōu)檎莆崭字?/p>

14、識、根本技能而被動學習等問題，理清學習思路，促進學習的有效進展。如：學生通過專家系統(tǒng)形成的快速性、高效性和自身學習的低效性進展比擬，找尋自身學習中存在的問題，承受專家成長的根本思想，進而在平時的學習、生活中進展嘗試，以獲取學習成功的愉快體驗。第二，求解一道新的題目，作為新手可能會束手無策，而對于一個從事教學工作多年的專業(yè)老師來說，可能很快就會在頭腦中產(chǎn)生解題的根本思路。擁有同樣的專業(yè)知識，為什么新手和老手間的差距會這么大？怎么樣才能縮小差距，讓新手也能像老手一樣的考慮、解決問題？通過對這些問題的考慮，可以促進學生對知識的構(gòu)造化、應用化的體驗，從而進一步促進學科的高效學習。第三，假如機器也能考慮

15、，會不會出現(xiàn)某些影視片中所描繪的諸如人類最終成為機器人的奴隸之類的情況？機器是為人效勞還是最終變成人為機器效勞？面對諸如記憶力等方面機器優(yōu)于人類的情況，我們應該怎么對待，應該做些什么？將來的生活是怎樣的對于這些問題的考慮，學生一方面可感受人工智能技術(shù)對人類學習、生活的重要作用，體驗人工智能技術(shù)的豐富魅力，增強對信息技術(shù)開展前景的向往和對將來生活的追求；另一方面，將有助于形成正確的科學態(tài)度和科學道德，有助于培養(yǎng)學生對社會的責任心和使命感。二中等程度：指向于體驗與技能并重對于具有中等程度的經(jīng)濟狀況、硬件設備、起始知識和才能的學生，那么應進步到體驗層面，并且是一種基于其技能開展的體驗，這也是人工智能

16、課程的獨特性所在。對于這一層次的人工智能教育來說，現(xiàn)實條件限制了它不可能指向開發(fā)與創(chuàng)新。換句話說，假如無視現(xiàn)實條件，一味地追求人工智能的開發(fā)與創(chuàng)新，只會讓學生體驗“捉襟見肘的失敗感。但假如可以將人工智能教育過程中所學到的技能、方法、策略等運用到其他學科的學習或問題的解決中，那么對學生來說是收益頗豐。比方，利用簡易的專家系統(tǒng)外殼開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)，學生不僅要體驗專家是如何解決問題，而且還應該考慮：假設某一個專家也利用簡易外殼開發(fā)同樣的專家系統(tǒng)，他會怎么考慮問題？怎樣解決問題？解決問題的方法怎樣通過對這些問題的考慮，將專家解決問題的思路完全融入學習過程中，成為自己解決問題的根本思路，并將其與技能未

17、應用時的解決問題思路相比擬，體驗其中的差異。對于知識與技能的追求，這一層次的目的不能僅僅限于對某一概念的定義層面的理解，而是要求學會知識表達的根本方法；理解一種人工智能語言的根本數(shù)據(jù)構(gòu)造和程序構(gòu)造，會使用一種人工智能語言解決簡單問題，并可以上機調(diào)試、執(zhí)行相應的程序；通過實例分析，知道專家系統(tǒng)正向、反向推理的根本原理；會描繪一種常用的不準確推理的根本過程；理解用盲目搜索技術(shù)進展狀態(tài)空間搜索的根本過程。三高級程度：指向開發(fā)創(chuàng)新的教育目的新課標中要求針對有特長的學生進展有針對性的教學。對于一些根底較好、才能較強的學生，假如學校的硬件設備又答應，可以進展因材施教，逐步導入開發(fā)與創(chuàng)新工作。如目前在大連舉

18、辦的青少年智能機器人競賽活動、北京、福建等承辦的機器人足球賽都可歸入這一范疇。他們以某中小學為試點開設“機器人課，甚至把教育機器人也引入教學課堂，培養(yǎng)學生獨立自主地研發(fā)與創(chuàng)新的才能，以競賽為成果展示平臺，充分發(fā)揮高中生的優(yōu)勢，讓學生體驗豐富、現(xiàn)實的人工智能成果；并以此為典范，對其他學生進展示范教育。這一階段的教育目的不僅僅限于書本知識的理解和掌握，而更多的是以此為基點，以新觀念、新視角對原有知識進展改造和創(chuàng)新，并將它們付諸理論。從這個意義上說，高級程度的教育目的與其說是高中生的人工智能教育目的，不如說是為我國技術(shù)領域的人工智能的進一步開展奠定后備人才隊伍。三個階段的分層教育目的遵循這么一個邏輯思路：隨著現(xiàn)實條件包括地區(qū)的經(jīng)濟開展狀況、學校的硬件設備、學生的起始知識與才能等的逐級提升，教育目的的側(cè)重點由經(jīng)歷為主，經(jīng)由體驗與技能并重，逐漸轉(zhuǎn)向以開發(fā)與創(chuàng)新為主。現(xiàn)實條件越差，越應該強調(diào)對人工智能的經(jīng)歷實際上是經(jīng)由人工智能課程的經(jīng)歷而經(jīng)歷社會的開展，而不是掌握高中人工智能這一學科的根本概念、根本原理，更不是僅僅注重學生在技術(shù)領域的開展?，F(xiàn)實條件越好，人工智能課程的特色也應越強，技術(shù)的分量也應越重，開發(fā)與創(chuàng)新的味道也應越重，體驗所