小學階段人工智能課程內容設計與探索

　　摘 要：隨著時代的發展小學教育階段的人工智能課程內容建設變得尤為重要，并逐步成為影響小學教育階段人工智能教育水平的關鍵因素，對于小學教育階段人工智能教育的發展具有深遠的意義。本文首先從小學教育階段人工智能課程搭建的必要性出發，分析當前小學教育階段人工智能相關課程的現狀與存在問題，根據問題從實際角度出發，對小學階段人工智能課程內容設計提出建議與探討。

　　關鍵字：教育人工智能;跨學科;教育活動

　　一、引 言

　　當前人工智能技術融入了現代社會中的各行各業，解放了大量的生產力與勞動力，促使著人們逐步放棄重復簡單的勞動，成為推動當今時代前進與發展的重要力量。2018年教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，明確要求要完善課程方案和課程標準，使中小學人工智能和編程課程內容能充分適應信息時代、智能時代發展需要[3]。人工智能教育也逐步引起大家的重視，大量專家與企業進軍智能教育項目的開發與設計，在小學階段中設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。但在小學開設人工智能課程依然存在眾多問題與困難，相信隨著小學人工智能課程受到更多的推廣和重視，這些問題都會迎刃而解。

　　人工智能論文范例：人工智能時代的教師專業身份挑戰與建構

　　二、小學人工智能課程內容設計探究

　　(一)構建三方平臺，推進技術與教育結合

　　初高中階段人工智能教育標準逐步成熟，但小學階段人工智能內容步標準尚無法統一，當前我們可以通過搭建一線教師、部門專家、技術企業三方平臺;共同探討研究適合小學階段的人工智能內容與標準制定。由部門專家帶頭提出相關暢想，相關技術企業開發適合小學階段的人工智能軟硬件，再有一線教師實踐反饋。通過三方合作的模式逐步完善小學人工智能標準內容體系。

　　(二)提升師資隊伍的專業水平，打造較高素質的教師團隊

　　人工智能技術是一門與時俱進的學科，從學校層面必須重視人工智能教育，學校應該為任科教師提供更多的學習機會，學校內應該更多的組織人工智能“研討會”。

　　為了更好的推動人工智能教育在小學教學階段的深入發展，政府教育部門也應當給予人工智能教育高度的重視，確保小學應用的人工智能技術能夠不斷為教育注入新的生機與活力，所以政府應當定期組織交流會與優質課評審，讓各個小學之間展開交流，從而提升師資質量。

　　(三)創客教育中開展人工智能教育專題

　　通過小學創客課程融入人工智能教育專題，學生從基礎scratch編程開始逐步過渡到python編程語言的學習，將造物的概念融入人工智能教育中。小學人工智能課程，讓學生感悟人工智能對生活和學習的影響，并通過所學編程語言嘗試完善改進其實際應用。

　　創新性開發人工智能應用對小學階段學生來說難度較大，當前我國有相當一部分的優秀民營企業嘗試從減少學習成本的角度，提出創新性的小學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計

　　Microbit在我國小學創客課程中應用廣泛且成本較低，本節將基于microbit與小喵科技kittenblock的人工智能軟件應用結合嘗試設計與探究適合小學的人工智能課程內容。

　　第一：microbit可以說是劃時代的產品，解決了Arduino遺留下來的問題，進一步徹底解決小學生入門編程的難題。無需安裝軟件與驅動直接以U盤形式進行下載板上集成了常用的傳感器。第二：人工智能對于成人來說都是一個技術難點，所以對于小學生來說結合一個硬件項目來理解人工智能是一個比較好的開端。而這些硬件項目我們可以選擇與Microbit結合，這樣硬件上無需費太多精力去學習去理解硬件底層原理。把重點集中于人工智能快速入門。第三：Kittenblock是由小喵科技自主開發的圖形化編程軟件。它除了打通軟硬件結合，同時支持了市面上熱門硬件，Microbit、Arduino等。支持在線調試和離線下載兩種下載方式。積木塊轉C++、轉Python等，擴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、語音相關、視覺識別相關、機器學習的幾方面。其軟件具有使用門檻低、教程完善等優點。

　　2.基于掌控板的人工智能課程方案設計

　　掌控板作為我國民營企業在創客教育硬件設計的杰出代表，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，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。本節主要通過將掌控板與北京師范大學開發的米思齊編程開發軟件相結合對人工智能編程內容結合設計。

　　相對于microbit與kittenblock相結合的積木編程，掌控板擁有更強大的處理器與內存，通過北京師范大學傅騫博士團隊開發的米思齊軟件可以通過python的編程實現更強大的人工智能程序體驗。其內置的wifi可為物聯網的學習同時打下基礎，將物聯網與人工智能的結合應用打通壁壘。

　　在積木編程的基礎上從而過度到代碼編程，二者密切銜接為今后初高中更深度的人工智能學習打下基礎。

　　三、總結與展望

　　人工智能在小學中的課程內容設計，除了相應的課程標準、師資、硬件等短期可能無法滿足和解決的要求外。教師與學校也要嘗試另辟蹊徑，通過成本較低的創客硬件與軟件結合解決人工智能配套設備的匱乏問題。通過市與市、校與校合作、比賽、研討等方式提高教師師資力量。

　　相信在不遠的未來通過三方平臺的不斷努力，小學階段的人工智能課程標準將會落實。各個小學也會更為重視人工智能課程內容的開發與建設，更多的優秀民營企業參與其內，相信不遠的未來人工智能教育的成本與課程體系會更加完善可靠，更能激發學生的興趣與探索科技帶來的成就感。

　　[參考文獻]

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

　　作者：王煜琛

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