我国高中人工智能教育目标的分类、分层体系构建

1、我国高中人工智能教育目的的分类、分层体系构建摘要：高中人工智能教育的有效开展需要教育目的的导引。然而，从人工智能学科本身的特点、高中生的心理开展特点以及我国特殊的高中教育国情来看，人工智能的教育目的应细化为人工智能有关知识的获取与表达，人工智能核心技能的习得与迁移，人工智能丰富魅力的充分体验。而由于我国高中教育中普遍存在的地区差异、学校差异、学生差异等，我国高中人工智能的教育目的还应进展二级细化：初级程度定位于经历，中等程度指向于体验与技能并重，高级程度指向开发创新。关键词：高中；人工智能；教育目的；目的体系2001年12月中国人工智能学会成立教育工作委员会，2002年10月在北京召开主题为“

2、信息时代的智能教育的第一届全国人工智能教育学术研讨会，2022年4月公布首次将人工智能学科纳入信息技术课程范畴的普通高中技术课程标准实验，人工智能教育开场呈现出快速开展的态势。为保证研究工作者和教学工作者的导向正确，有必要对我国现阶段普通高中人工智能的教育目的进展详细化研究。一、高中人工智能教育目的阐释教育部2022年公布的?普通高中技术课程标准实验?中，对于高中人工智能的教育目的是这样陈述的：“学生应能描绘人工智能的根本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其根本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强

3、对信息技术开展前景的向往和对将来生活的追求。这主要是基于课标中知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解三个主要教学内容的目的陈述。作为一个教育目的的总体陈述，从施行角度看，它可以进一步分为教学的目的、支持的目的和管理的目的三大类。教学的目的被定义为所要获得的学识，支持的目的被定义为所要提供的效劳，而管理的目的那么被定义为管理的各种功能。1为有利于课程目的的明晰性，StephenLYeln基于RalphTyler1950年的阐述，从课程要素分析入手，制定出关于教育目的的五条根本规那么：让真实世界的表现目的与教学目的产生关联；让内容与目的产生关联；让教学方法与目的产生关联；让测验与所有

4、其他要素产生关联；发觉不一致的地方。2而奥恩斯坦AllanrnstEin等那么从课程目的的详细化、可操作化角度切入，做了大量的工作，制定出课程详细目的的指导准那么:匹配、价值、措词、适宜、逻辑分类、定期修订。3我国也有学者主张把课程目的“行为层次分为三个级别，第一级别是掌握根底知识的才能，第二级别是运用根底知识的才能，第三级别是形成观念并外化为行为的才能。4虽然，基于目前的实际情况，我们还不能也没有必要对高中人工智能教育进展类似的细化研究，但它却为我们的详细化研究提供了一个思路：根据人工智能学科本身的特点、高中生的心理开展特点以及我国特殊的高中教育国情，应将人工智能的教育目的进展一级细化构建我

5、国高中人工智能的分类目的体系；而由于我国高中教育中普遍存在的地区差异、学校差异、学生差异等，我国高中人工智能的教育目的还应进展二级细化构建我国高中人工智能的分层目的体系。二、一级细化：分类目的体系的构建在高中开设人工智能教育要考虑到其独特的制约因素。1.人工智能学科本身的特点。人工智能是20世纪50年代中期兴起的一门新兴边缘学科，既是计算机科学的一个分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科互相浸透而开展起来的综合性学科。它从诞生伊始，就打上了科技取向的深深的烙樱在半个多世纪的历程中，主要从技术层面考虑如何让机器学会考虑这一问题。而作为人工智能教育的

6、课程建立的目的定位也主要在于指向程序编写的计算机语言学习。这么一门“高深的学科，要让高中生理解、掌握，需要作出适当调整。2.高中生的心理特点。高中生年龄普遍在十四五岁到十七八岁之间，身体发育接近成人程度，心理逐渐趋于成熟，思维才能得到很大的开展，能从详细事物看出抽象规律，并具有辩证性，喜欢提出独到见解。但是由于长期以来受传统教学的影响，承受的教育主要是学科知识的教学，对于人工智能方面的知识接触较少，或者根本没有接触。这要求人工智能教育在高中的开展应考虑其原有知识、才能与情感根底，需要逐步地进展，针对不同学生的不同状况分层次进展。3.我国特殊的高中教育国情。从1949年以来，教育部或国家教委虽然

7、已经公布了16个有关普通高中的课程方案，5然而，现实的教育国情仍然令人担忧：高中的教育根本还是以升学为目的指向的。无论是老师还是学生、校长还是家长，对高中教育质量的衡量标准根本上还是升学率这一维度。在这种现实背景下的人工智能教育，假如不能有助于学生更轻松、有效地学习而只是关注理论上的人的和谐开展或社会意义，将得不到真实、有效地开展，也不可能真正意义上减轻学生的学习负担。在三大根本制约因素的作用下，我国高中人工智能教育目的大致可以分为以下几个局部。一人工智能有关知识的获取与表达目前，我国高中信息技术师资队伍中，接触或者承受过人工智能教育的人并不多。老师即使在大学接触过人工智能，也对其中艰深的知识

8、、枯燥的理论和苍白的教学范例心怀绝望。而对于一般的高中学生而言，对人工智能本身根本没有接触，即使有也可能是老师讲的片言只语、或者是影视作品的影响，往往怀有某种神秘感；一旦人工智能教育在高中开设后，其神秘面纱被揭开，原先的神秘感就成为宏大的失落感。造成师生双方这种不利于高中人工智能教育开展的主要原因在于对人工智能理解的缺乏。高中的人工智能并不是大学人工智能专业课的简单下移，它的主要目的之一是让学生理解有关人工智能的最根底的知识。关于根底知识，新课标中规定，高中人工智能主要由知识及其表达、推理与专家系统、人工智能语言与问题求解三个主要局部组成。强调通过学习，让学生掌握知识的类型与表达形式，学会模拟

9、专家解决问题的根本思路，知道人工智能在现实生活以及将来生活中扮演的重要角色。二人工智能核心技能的习得与迁移假如把高中的人工智能教育目的仅仅定位于理解有关的根底知识，无疑是在学生原有的沉重负担的根底上再施加压力，不利于学生的和谐开展，更不符合本次新课改的根本精神。理解也不是记住有关概念，而是让学生理解人工智能的本质及其根本原理，掌握人工智能知识与技术中的科学方法，6形成相应的技能：知识的类型及其表达是为了让学生习得对知识的网络化、主题化的处理才能以及相应的表达才能；推理与专家系统通过对专家解决问题思路的模拟而开展学生的解决实际问题的才能；人工智能语言与问题求解主要是基于人工智能的多方面的应用而设

10、立的，对学生的良好信息素养才能的形成、创新思维才能的开展具有较大的影响。人工智能作为一门新开设的课程或模块，用其独特的学科特性，开展其他学科所不能给予的才能。转贴于论文联盟.ll.三人工智能丰富魅力的充分体验高中人工智能教育的根底知识的理解与掌握、根本技能的开展，描绘了人工智能技术的典型运用，让学生感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术开展前景和对将来生活的追求；能辩证地认识信息技术对社会开展、科技进步和日常生活学习的影响；能理解并遵守与信息活动相关的伦理道德与法律法规，负责任地、平安地、安康地使用信息技术。详细而言，大致包括：充分体验人工智能思想对学科学习的借鉴意义，对学科知识进展系统整

11、理与归纳，并以适当方式进展表述；充分体验知识的拓展、视野的开阔，激发创新思维，体验人类专家解决复杂问题的思路，开展科技意识和研究意识；充分体验人工智能对社会开展的影响，感受其丰富的内涵，培养对社会的责任心和使命感。三、二级细化：分层目的体系的构建相对于其他学科，尤其是在现阶段，在高中开设人工智能课程，对地区的经济开展程度、学校的硬件设备、学生的起始知识与才能的要求更高。对于西部欠兴旺地区来说，开设人工智能课程可能就是一种奢望；对于有相应经济保障但缺乏足够的硬件设备的学校来说，高质量地开展人工智能教育也是困难重重；而对于经济兴旺而又有足够硬件设备的学校来说，假如学生刚刚开场接触人工智能，那也很难

12、进入人工智能的开发与创新层面。但并不是说西部欠兴旺地区就不应或不能开展人工智能教育，只有地区经济兴旺、学校硬件设备装备优良，学生有良好的起始程度，才能开展人工智能教育。但很显然，由于受到地区经济状况、学校硬件设备、学生起始程度的限制，各地各校甚至是每个学生在人工智能教育中所要到达的目的应该是不同的，这就形成了我国高中人工智能教育目的的分层体系。而每个地区、每个学校、每个学生在开展人工智能教育的时候，不应盲目地追求同一的目的，而应“对号入坐，找准自身在分层目的体系中的位置，有区别地开展，直到最大的开展。我们将高中人工智能的教育目的分为以下几个层面。一初级程度：主要的目的应定位于经历这是针对经济程

13、度、硬件设备、起始知识和才能都不具备的学校学生来说的。开设人工智能课程，最主要的目的在于让他们理解社会科学技术开展的前沿知识，并在知识理解的过程中对社会的变化有所经历，不再是“不知有汉，无论魏晋。因此，详细来说，这一层次的教育目的是：通过理解有关人工智能的根本概念、不同类型知识的不同表达、专家系统的根本构造、解释机制和解决问题的根本思路、人工智能语言的大致情况以及信息的搜索等方面的知识，体验人工智能对于学习者本身、学科学习以及社会三方面的作用。第一，人工智能的最本质含义是要让机器学会像人一样考虑问题，所以，高中生在学习这一课程时也应该考虑自己的学习过程本身是否值得反思、是否只是单纯为掌握根底知

14、识、根本技能而被动学习等问题，理清学习思路，促进学习的有效进展。如：学生通过专家系统形成的快速性、高效性和自身学习的低效性进展比拟，找寻自身学习中存在的问题，承受专家成长的根本思想，进而在平时的学习、生活中进展尝试，以获取学习成功的愉快体验。第二，求解一道新的题目，作为新手可能会束手无策，而对于一个从事教学工作多年的专业老师来说，可能很快就会在头脑中产生解题的根本思路。拥有同样的专业知识，为什么新手和老手间的差距会这么大？怎么样才能缩小差距，让新手也能像老手一样的考虑、解决问题？通过对这些问题的考虑，可以促进学生对知识的构造化、应用化的体验，从而进一步促进学科的高效学习。第三，假如机器也能考虑

15、，会不会出现某些影视片中所描绘的诸如人类最终成为机器人的奴隶之类的情况？机器是为人效劳还是最终变成人为机器效劳？面对诸如记忆力等方面机器优于人类的情况，我们应该怎么对待，应该做些什么？将来的生活是怎样的对于这些问题的考虑，学生一方面可感受人工智能技术对人类学习、生活的重要作用，体验人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术开展前景的向往和对将来生活的追求；另一方面，将有助于形成正确的科学态度和科学道德，有助于培养学生对社会的责任心和使命感。二中等程度：指向于体验与技能并重对于具有中等程度的经济状况、硬件设备、起始知识和才能的学生，那么应进步到体验层面，并且是一种基于其技能开展的体验，这也是人工智能

16、课程的独特性所在。对于这一层次的人工智能教育来说，现实条件限制了它不可能指向开发与创新。换句话说，假如无视现实条件，一味地追求人工智能的开发与创新，只会让学生体验“捉襟见肘的失败感。但假如可以将人工智能教育过程中所学到的技能、方法、策略等运用到其他学科的学习或问题的解决中，那么对学生来说是收益颇丰。比方，利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统，学生不仅要体验专家是如何解决问题，而且还应该考虑：假设某一个专家也利用简易外壳开发同样的专家系统，他会怎么考虑问题？怎样解决问题？解决问题的方法怎样通过对这些问题的考虑，将专家解决问题的思路完全融入学习过程中，成为自己解决问题的根本思路，并将其与技能未

17、应用时的解决问题思路相比拟，体验其中的差异。对于知识与技能的追求，这一层次的目的不能仅仅限于对某一概念的定义层面的理解，而是要求学会知识表达的根本方法；理解一种人工智能语言的根本数据构造和程序构造，会使用一种人工智能语言解决简单问题，并可以上机调试、执行相应的程序；通过实例分析，知道专家系统正向、反向推理的根本原理；会描绘一种常用的不准确推理的根本过程；理解用盲目搜索技术进展状态空间搜索的根本过程。三高级程度：指向开发创新的教育目的新课标中要求针对有特长的学生进展有针对性的教学。对于一些根底较好、才能较强的学生，假如学校的硬件设备又答应，可以进展因材施教，逐步导入开发与创新工作。如目前在大连举

18、办的青少年智能机器人竞赛活动、北京、福建等承办的机器人足球赛都可归入这一范畴。他们以某中小学为试点开设“机器人课，甚至把教育机器人也引入教学课堂，培养学生独立自主地研发与创新的才能，以竞赛为成果展示平台，充分发挥高中生的优势，让学生体验丰富、现实的人工智能成果；并以此为典范，对其他学生进展示范教育。这一阶段的教育目的不仅仅限于书本知识的理解和掌握，而更多的是以此为基点，以新观念、新视角对原有知识进展改造和创新，并将它们付诸理论。从这个意义上说，高级程度的教育目的与其说是高中生的人工智能教育目的，不如说是为我国技术领域的人工智能的进一步开展奠定后备人才队伍。三个阶段的分层教育目的遵循这么一个逻辑思路：随着现实条件包括地区的经济开展状况、学校的硬件设备、学生的起始知识与才能等的逐级提升，教育目的的侧重点由经历为主，经由体验与技能并重，逐渐转向以开发与创新为主。现实条件越差，越应该强调对人工智能的经历实际上是经由人工智能课程的经历而经历社会的开展，而不是掌握高中人工智能这一学科的根本概念、根本原理，更不是仅仅注重学生在技术领域的开展。现实条件越好，人工智能课程的特色也应越强，技术的分量也应越重，开发与创新的味道也应越重，体验所