人工智能走进高中课堂

王乾

摘要：在智能时代下，唯有跟上时代步伐，懂人工智能、能够灵活运用人工智能的孩子，才能在未來更好地生活。新一代信息技术的发展为中国教育带来了新的发展契机。随着人工智能技术的不断升级换代与创新变革，人工智能也在潜移默化改变着生活的方方面面。人工智能在人类社会中所起到的作用将越发重要，培养人工智能人才将成为教育的重要使命，同时教育方式也将随着人工智能的发展而产生变化，并对深化教育体制改革产生深远影响。

关键词：人工智能;计算机基础;计算思维

中图分类号：TP399 文献标识码：A

作为新一轮科技革命的核心推动力，人工智能正深刻地改变人类社会生活。世界主要发达国家都争先恐后地把发展人工智能上升为国家战略。

2018年7月由华东师范大学出版社出版的《人工智能基础（高中版）》正式发布，意味着人工智能有了相关课程，人工智能也会在不久的将来进入高中课堂。如何在高中阶段进行人工智能教学，将是摆在我们教育工作者面前的又一严峻问题，下面我将结合自己在人工智能方面的一些了解谈谈怎样在高中阶段开展人工智能教学。

1重视人工智能基础，深入了解人工智能大赛

人工智能技术需要数学、计算机等基础学科的支撑。中科院院士、北京航空航天大学教授郑志明认为，作为一门交叉学科，人工智能需要有扎实的基础知识。数学在人工智能的研发中，起到决定性的作用。目前人工智能发展的主要领域有深度学习、自然语言处理、计算机视觉、智能机器人、自动化程序设计、数据挖掘等方面，整个算法高度融合了高等数学、线性代数、概率论等方面的数学知识，做得好的话还得再学习一些额外的统计方面的数学知识。总之可以说要从事人种智能方面的工作，首先数学知识必须非常全面和扎实，同样，计算机基础是保障，如果不会操作计算机，不懂得安装软件，人工智能的支撑软件就无法搭建，自然也就无法进行人工智能的相关设计，还需要掌握接口技术的相关知识，能够将传感器与主板正确连接，才能保证传感器的触发事件。

我国每年都有“人工智能”方面的各项赛事，要让学生了解各项赛事的竞赛规则，通过人工智能大赛平台为所有学生打开了一扇了解人工智能、学习人工智能的窗户，也给了年轻人展示自己潜力的机会，未来一定会有越来越多的青少年参与其中，也将会诞生更多的中国科技人才，用中国技术造福全人类！人工智能大赛，倍受全社会的关注，通过全社会各界力量的支持，引导中国的年轻一代，通过学习和分享，将最前沿的科学技术和中国蓬勃发展的各行各业的应用场景相结合，真正培养出能够影响世界的中国科技人才。

2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，明确提出要完善人工智能教育体系，随后在2017版的《高中信息技术课程标准》的必修模块中增加了人工智能模块，本模块具体内容包括“人工智能基础”“简单人工智能应用模块开发”“人工智能技术的发展与应用”三部分内容。通过这一模块的学习，学生可以了解一些人工智能的基本概念与基本特征;知道人工智能技术的发展历程、典型应用与发展趋势。再通过一些具体案例的设计，掌握人工智能的核心算法，熟悉人工智能技术应用的基本过程和原理;熟悉人工智能的开发工具和开发平台;通过搭建简单的人工智能应用模块，让学生能根据实际需要配置适当的环境、参数及自然交互方式等，从而激发学生的创新思维。

人工智能的快速发展，必将改变我们的学习和生活，如何进行人工智能教学，我们拭目以待……

2体验人工智能产品，学会与智能工具打交道

现实生活中的人工智能产品非常多，要让学生注意观察，亲身体验人工智能产品的运行情况及原理，要让学生明白人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟，在学习和生活中要让学生多注意观察与思考，发现这些工具及产品还有什么地方可以改进，还有没有提升空间，要让学生学会思考，善于动手。人工智能产品已经进入我们生活和家庭，智能工具给我们带来了巨大的便利，如智能音箱，它可以对智能家居设备进行语音控制，还可以点歌、播放天气预报：扫地机器人，凭借一定的人工智能，自动在房间内完成清扫、吸尘、擦地等工作;智能门锁，可以通过手机APP、指纹等方式解锁;智能手环，不仅可以显示时间，还具有运动量统计和健康管理的作用。

我们在学习与生活当中已经了解了一些关于人工智能方面的知识，比如语音识别、人脸识别、虚拟现实技术等，基于人工智能的虚拟现实技术的应用，可以让学生沉浸在历史和虚构的世界中，让他们在无限的遐想中萌生创意。

3实施编程教学，用编程解决实际问题

编程是人工智能的基础，全世界都在深入推动编程教育，在国外已有超过24个国家将编程作为最基础的学科，欧洲多个国家，已经将编程教育纳入K12课程大纲。在英国，5岁以上学生都必须学编程;在美国，67.5%的中小学生都接受编程教育;在新加坡，中小学考试科目中已加入编程。在美国，少年编程已经成为继听、说、读、写、算之外的第六项必备技能。编程已经是这个时代基本素养，就像看书识字一样重要，所以学校从小就开始培养孩子的编程思维。

青少年编程针对的是6-16岁的孩子，以体验、互动、探索式课堂为教学特点，系统学习与编程有关的跨学科知识，有效运用编程思维，解决实际问题。目前国内青少年编程课程分成两大类型：软件编程教学与硬件编程培训。软件编程教学体系主要是遵循“图形-代码-算法”的三阶段编程体系，也就是说小学阶段学习Scratch图形化编程培养编程兴趣和启蒙编程思维，从小学高年级到初中开始接触代码编程学习Python，等到高中阶段可以进一步学习VB以及NOIP算法编程，旨在培养学生的计算思维。硬件编程培训主要是在PicoBoard、Arduino等开源硬件平台上进行电子元件等部件的DIY拼搭，以及通过编程语言进行操作指令的编写和发布，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。编程语言是计算思维的物质外壳，是理解科技世界的一把钥匙，其实质是一种思考和理解方式。只有掌握这种语言才能与人工智能这种工具更好地沟通。随着技术的发展，编程语言的可接受年龄不断降低，特别是Scratch图形化编程，它跳过了高级语言中那些繁难的概念和语法，用图形化的表现和拖拽的交互来完成编程的核心逻辑和成果交付，让学习的过程不枯燥，并及时地获得结果反馈，非常适合青少年的心智水平和认知能力;学编程就像搭积木一样简单，像玩游戏般学习，了解算法，懂得创作，解决实际问题！这为人工智能进校园奠定了很好的基础。

4结束语

教育强则国家强，教育兴则民族兴。2017年7月，我国正式印发《新一代人工智能发展规划》，明确提出，国家支持开展形式多样的人工智能科普活动，鼓励广大科技工作者投身人工智能的科普与推广，全面提高全社会对人工智能的整体认知和应用水平。鼓励更多的人特别是广大青少年参与人工智能科普。势必将人工智能、教育相结合，深化教育特色内涵，给孩子带来智能时代崭新体验，希望广大青少年通过动手完成实际任务，对人工智能的内涵和外延有直接的体验和深入的认知，从而更好地接受人工智能相关基础知识，培养创新思维，提升创造能力。人工智能在高中阶段，还是新生事物，我们要应认真探索、不断总结。