网站首页
教育杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
医学杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
经济杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
金融杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
管理杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
科技杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
工业杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
SCI杂志
中科院1区 中科院2区 中科院3区 中科院4区
全部期刊
公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng)構(gòu)建探析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng)構(gòu)建探析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng)構(gòu)建探析

【摘要】中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng),是學(xué)生在人工智能課程學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建逐步形成的、為適應(yīng)智能時代而應(yīng)具備的關(guān)鍵能力與必備品格。本文以智能時代為背景,以人工智能學(xué)科內(nèi)容為依據(jù),凝練了中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng),并闡釋了其內(nèi)涵,最后提出了基于該核心素養(yǎng)的課程構(gòu)建思路。

【關(guān)鍵詞】中小學(xué)人工智能;核心素養(yǎng);課程

2017年,國務(wù)院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出:人工智能成為國際競爭的新焦點,應(yīng)實施全民智能教育項目,在中小學(xué)開設(shè)人工智能相關(guān)課程。[1]隨著相關(guān)政策陸續(xù)出臺,很快就引發(fā)了中小學(xué)人工智能教育的熱潮。然而,當(dāng)前許多人工智能課程在研發(fā)與教學(xué)實施的過程中,仍存在諸多問題,其根本原因在于目前中小學(xué)人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)尚未建立,而部分學(xué)?;蛐M鈾C構(gòu)對于人工智能課程的育人價值與核心目標(biāo)又缺乏準(zhǔn)確的認(rèn)識。因此,中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng)的建立成了亟待解決的問題。

一、人工智能課程核心素養(yǎng)的概念

凝練人工智能課程核心素養(yǎng),需要明確其概念,并厘清其與學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的關(guān)系。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備的能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。[2]而人工智能課程核心素養(yǎng),屬于學(xué)科核心素養(yǎng)的范疇??紤]到人工智能尚未成為中小學(xué)的獨立學(xué)科,因此可以將其稱為中小學(xué)人工智能課程核心素養(yǎng)。參照2017版教育部課程方案對學(xué)科核心素養(yǎng)的定義,可以認(rèn)為人工智能課程核心素養(yǎng)是學(xué)生通過人工智能課程的學(xué)習(xí),逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。[3]余文森認(rèn)為,學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)與課程核心素養(yǎng)的關(guān)系是上位與下位、整體與部分、抽象與具體的關(guān)系;是目的、方向與手段、途徑的關(guān)系;是相互包含、融合和有機轉(zhuǎn)化、相互促進的關(guān)系。[4]由此看來,人工智能課程核心素養(yǎng)從目標(biāo)和方向上是指向?qū)W生發(fā)展核心素養(yǎng)的,具體是指學(xué)生當(dāng)下或?qū)碓谌斯ぶ悄墉h(huán)境下或從事人工智能活動時所需要的,并在人工智能課程學(xué)習(xí)中逐步形成的核心素養(yǎng)部分。

二、人工智能課程核心素養(yǎng)的構(gòu)建思路

人工智能課程核心素養(yǎng)的構(gòu)建,既要符合智能時代變革下對學(xué)生持續(xù)發(fā)展提出的新要求,也要充分考慮人工智能學(xué)科的內(nèi)容與特點,挖掘?qū)W科本身對學(xué)生發(fā)展的獨特價值。

1.以智能時代為基礎(chǔ)

以智能時代為基礎(chǔ),應(yīng)當(dāng)聚焦于智能時代變革下,學(xué)生為把握機遇、應(yīng)對挑戰(zhàn)所需的必備品格和關(guān)鍵能力。周程等認(rèn)為,人工智能帶來的倫理與社會挑戰(zhàn)主要包括失業(yè)問題、隱私問題、算法偏見、安全問題、機器權(quán)利、機器道德自主性六個方面。[5]而這六方面的挑戰(zhàn),也對學(xué)生提出了新的要求。(1)失業(yè)問題人工智能將取代大量的現(xiàn)有工作崗位,但也將解放人們大量的勞動時間,并創(chuàng)造許多新工作崗位。對學(xué)生來說,需要理解智能時代的人在從事不同勞動時其勞動價值的轉(zhuǎn)變,形成智能時代新的勞動價值觀。具體來說,學(xué)生需要思考:處于智能時代,我能做的事機器是否也能做?我是否應(yīng)該專注于機器所不能做的事?如果機器都能做,那么我做這件事,是否有獨特的價值?(2)隱私問題當(dāng)人們習(xí)慣于生物識別、智能推薦、智能導(dǎo)航等技術(shù)帶給我們便利的同時,卻可能忽略了因個人隱私暴露所帶來的潛在威脅。對于學(xué)生來說,需要有意識地建立隱私防范意識,這是智能時代自我保護的必要手段。(3)算法偏見受數(shù)據(jù)或相關(guān)開發(fā)人員的價值觀影響,人工智能算法可能產(chǎn)生偏見。如美國芝加哥法院的犯罪風(fēng)險評估系統(tǒng)就被認(rèn)為對黑人存在歧視。對學(xué)生來說,需要客觀理性地看待人工智能的能力范圍并評估其可能產(chǎn)生的影響,盡量避免人工智能系統(tǒng)產(chǎn)生的社會公平性等問題。(4)人身、財產(chǎn)安全技術(shù)的不完善或是使用不當(dāng),都可能對人身、財產(chǎn)造成安全隱患。如無人駕駛汽車可能造成的交通事故,或是人工智能武器帶來的毀滅性危害等。對學(xué)生來說,不僅需要在人機協(xié)作時,確保發(fā)揮其本身的優(yōu)勢,又要避免其潛在的風(fēng)險;同時也需要建立起相應(yīng)的智能社會責(zé)任感,以保證在進行人工智能活動時,能自覺遵守相關(guān)法律規(guī)定與道德規(guī)范。(5)機器權(quán)利爭論當(dāng)人工智能具備了某些人類的特性后,是否應(yīng)該同時賦予其人類所特有的權(quán)利,如人工智能作品的版權(quán)歸屬是否屬于其本身。(6)機器道德自主性隨著人工智能的持續(xù)發(fā)展,特別是當(dāng)強人工智能取得突破時,人工智能將逐步從被動工具向主動工具轉(zhuǎn)變,這將對人類現(xiàn)有倫理道德形成沖擊。機器權(quán)利與機器道德自主性,都屬于人工智能倫理的范疇。對于學(xué)生來說,理解人工智能會帶來哪些社會倫理的挑戰(zhàn),并形成正確的人工智能倫理觀,將為學(xué)生在智能時代的長期發(fā)展指明正確方向。以上問題涉及對人的知識儲備、行為能力、思維方式、價值觀念與社會責(zé)任等全方位的挑戰(zhàn)??梢哉J(rèn)為,這是學(xué)生適應(yīng)智能時代所需要的重要素養(yǎng)。

2.以學(xué)科內(nèi)容為依據(jù)

課程核心素養(yǎng),需要以課程的教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)。這意味著凝練出的課程核心素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生通過本學(xué)科教學(xué)活動所能夠習(xí)得或逐步養(yǎng)成的,同時該學(xué)科的教學(xué)活動對于該核心素養(yǎng)的形成又具有不可替代性。因此,有必要對中小學(xué)人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容進一步梳理。本文將人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容分解為通用知識、社會影響、原理技能與實踐應(yīng)用四個部分。(1)通用知識人工智能的基本概念、分類、發(fā)展歷史、主要學(xué)派等;通用知識的學(xué)習(xí)雖然無法直接培養(yǎng)學(xué)生的人工智能課程核心素養(yǎng),但有助于學(xué)生了解人工智能,為其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)、思考與實踐奠定基礎(chǔ)。(2)社會影響人工智能技術(shù)必然會對人們的生產(chǎn)、生活帶來巨大影響,這些影響有正面的,也有負(fù)面的。了解、感受人工智能的正面影響有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、人機協(xié)作意識的養(yǎng)成;而負(fù)面影響則需要學(xué)生從不同角度,提出關(guān)于人工智能的不同觀點,有助于學(xué)生批判性思維的養(yǎng)成。(3)原理技能算法原理、程序設(shè)計、電子硬件等人工智能的核心原理與技術(shù),這部分內(nèi)容是人工智能學(xué)科的核心內(nèi)容。其中,算法原理是實現(xiàn)“智能”的核心方法,編程、電子硬件等技術(shù)是實現(xiàn)“智能”的核心工具。在實踐過程中需要避免陷入過于注重具體技術(shù)細節(jié)的誤區(qū),而應(yīng)從人工智能的本質(zhì),即用計算方法解決智能問題出發(fā),著力于學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。(4)實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、方案設(shè)計、項目實施與分享交流,這一部分內(nèi)容是學(xué)生綜合運用人工智能的思想、方法、技術(shù)、產(chǎn)品,創(chuàng)造性地解決問題的過程,有助于學(xué)生的實踐力、創(chuàng)新力的提升。

三、人工智能課程核心素養(yǎng)的內(nèi)容

本文構(gòu)建的人工智能課程核心素養(yǎng)由智能意識、智能觀念、智能思維與智能實踐力四部分組成。

1.智能意識

包括人工智能感知力、人機協(xié)作意識與智能安全意識。具體表現(xiàn)為:能感知到身邊的人工智能;能理解人類智能與人工智能的不同特點,并具有依據(jù)此特點與人工智能主動開展協(xié)作的自覺性與能動性;理解人工智能有可能帶來的安全威脅,并具備面對人工智能所需要的安全防范意識,包括隱私安全、人身安全、財產(chǎn)安全意識等。

2.智能觀念

包括勞動價值觀、智能倫理觀與社會責(zé)任感。具體表現(xiàn)為:理解智能時代下人在從事不同勞動時其勞動價值發(fā)生的轉(zhuǎn)變,并堅持個人勞動價值的追求;理解人工智能可能帶來的社會倫理挑戰(zhàn),并能貫徹科技向善的理念,在從事人工智能活動中,能自覺遵守與之相關(guān)的法律規(guī)定和道德規(guī)范。

3.智能思維

包括計算思維、批判性思維與創(chuàng)新思維。具體表現(xiàn)為:具有運用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法解決問題的能力;具有質(zhì)疑精神,能夠辨證看待人工智能,在面對因人工智能帶來的認(rèn)知沖突時,能獨立探索、積極思考、小心求證來鑒別其可靠性、正確性、合理性,具有挑戰(zhàn)權(quán)威的膽量;能突破思維定勢,以全新的視角思考問題,并提出創(chuàng)造性的問題解決方案。

4.智能實踐力

即應(yīng)用人工智能解決問題的實踐力,具體表現(xiàn)為:掌握人工智能工具的應(yīng)用方法,具備常用人工智能工具的實操經(jīng)驗;能根據(jù)遇到的不同問題,選擇恰當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芄ぞ?,并在必要時能與他人開展合作,進而有目的、有方法、有步驟地進行問題解決,并形成經(jīng)驗反思。

四、人工智能課程核心素養(yǎng)運作模型

學(xué)生在從事人工智能活動時,良好的智能意識能為其提供運用人工智能的相關(guān)思想、方法、技術(shù)、應(yīng)用解決問題的內(nèi)在動機;良好的智能觀念則為學(xué)生正確使用人工智能提供了保障、明確了方向;良好的智能思維為學(xué)生提供了解決問題的方法路徑;良好的智能實踐力則為學(xué)生提供了問題解決所需要的實現(xiàn)路徑;而問題解決所形成的經(jīng)驗、成就感等,又進一步促進了智能意識的發(fā)展。以上素養(yǎng),都是學(xué)生在對知識的學(xué)習(xí)、加工、處理的過程中逐漸養(yǎng)成的,即素養(yǎng)的運作機制,是圍繞著學(xué)生對人工智能知識的學(xué)習(xí)而展開的。由此,該模型的表示見下圖。人工智能課程核心素養(yǎng)的課程構(gòu)建思路基于本文提出的人工智能課程核心素養(yǎng)運作模型的特點,以項目式教學(xué)的方式來進行課程的整體構(gòu)建是非常合適的。在實踐中,我們將課程分為七個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)的學(xué)生任務(wù)與對應(yīng)的主要核心素養(yǎng)見下表。以小學(xué)高年級的未來家居項目課程為例,具體介紹學(xué)生在每個環(huán)節(jié)中的項目任務(wù)。(1)應(yīng)用體驗:體驗人臉識別、語音識別、聲紋識別等多種現(xiàn)有技術(shù),感受人工智能的魅力,激發(fā)對人工智能的學(xué)習(xí)興趣。(2)知識講解:學(xué)習(xí)上述技術(shù)的相應(yīng)知識或技術(shù),如語音識別準(zhǔn)確率會受什么因素影響、如何在教學(xué)平臺中調(diào)用人臉識別模塊等。(3)發(fā)現(xiàn)問題:結(jié)合自身生活經(jīng)驗,以小組為單位,提出目前的家居生活中的各種問題。(4)分析問題:進一步分析提出的問題,如目前是否有該問題的解決方案可供參考?有哪些人工智能技術(shù)可以支撐問題的解決?基于該問題,我們要做怎樣的產(chǎn)品或應(yīng)用?(5)方案設(shè)計:完成未來家居項目的詳細規(guī)劃和設(shè)計,如小組成員分工、項目日程規(guī)劃、選定特定人工智能技術(shù)、應(yīng)用或產(chǎn)品的制作方案等。(6)項目實施:根據(jù)項目方案,擬定項目材料清單,完成未來家居相應(yīng)產(chǎn)品或應(yīng)用的制作,并進行測試、改進。(7)討論交流:分享、展示各小組的項目成果,并進行該項目中人工智能產(chǎn)品或應(yīng)用的辨證討論,如人臉識別門鎖是否有可能造成安全隱患?在這樣的智能化家居生活中,家務(wù)勞動又是否有必要呢?經(jīng)過實踐探索,基于上述七個環(huán)節(jié)所建構(gòu)的項目式課程,能有效地培養(yǎng)學(xué)生的智能意識、智能觀念、智能思維、智能實踐力,為學(xué)生智能時代的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

作者:杜昌輝 張蕾 單位:上海迪樂姆創(chuàng)新教育研究院

免责声明

本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。

AI写作,高效原创

在线指导,快速准确,满意为止

立即体验
文秘服务 AI帮写作 润色服务 论文发表