首页 -> 2007年第8期
高中人工智能教学中存在的问题及对策
作者：张 晓 朱 萍 徐 喆 于秀梅
一､当前存在的主要问题
1.思想认识方面
(1)对人工智能的认识存在误区｡一提到人工智能,很多人就会有一种神秘感,而且会不自觉地以人类智能的标准去衡量人工智能;一旦发现人工智能离人类智能的程度还有较大的距离时,先前神秘感就会变为失望感,这种认识上的巨大落差将会阻碍人工智能教育的顺利开展｡
(2)对人工智能课程的开设存在偏见｡目前我国高中信息技术师资队伍中,接触或者接受过人工智能教育的教师并不多,认为人工智能课程不适合放在高中开设,或者说开设了也难以讲出什么花样｡另一种情况则是,大多数以前并没有接触过人工智能的信息技术教师,在查阅了人工智能的相关资料后,被该学科复杂而难懂的理论所吓退,从心理上对该学科的教学有一定的恐惧感或神秘感｡
(3)对设置人工智能课程的目的不明｡根据教育部颁布的普通高中技术课程标准,人工智能课程开设的目的是,“通过本模块的学习,学生应能描述人工智能的基本概念,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,增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求｡＂因此,该课程更多是强调通过练习体验人工智能技术的应用,感受人工技术对人类生活的影响,更多的是强调一种情感和价值观上的教育,激发学生学习新技术的兴趣和对未来生活的企盼｡
2.教材建设方面
(1)教材如何与高中教学实际相结合｡新课标颁布以后,各家出版社都陆续编写了包括《人工智能初步》在内的新版高中信息技术教材｡由于国内没有现成的高中人工智能教材可供参考,而且也缺乏相应的师资和教学经验,人工智能选修教材中的不少实践题目和活动案例大多从大学人工智能教材中沿袭而来,因此不一定适合高中生的学习特点｡教辅材料中教学案例和教学活动的设计也存在一定的主观化和理想化的问题,它们能否在实际教学中发挥其应有的作用,还有待于实践的检验｡另外,如何将高中生的学习和生活与人工智能课程的教学有机结合起来,这也是一个难题｡
(2)教材如何贯彻新的教学理念｡新版高中信息技术系列教材在很多方面进行了尝试和改进,较好地贯彻了新课标中指导思想｡现已出版的各种教材呈现出百花齐放的特点｡然而,纵观各种教材,它们在内容的组织､教学活动的设计等方面仍然很难跳出传统教材的模式｡这个问题在人工智能教材上显得尤其突出｡如何将新的教学理念､教学方法融入新教材,是教材编者和学科专家共同面临的问题,也是广大一线的高中教师十分关注的问题｡
(3)教材如何与其他人工智能教育方式相结合｡虽然人工智能在我国刚刚才被正式列入高中信息技术课程,但是在我国的部分发达地区,一些部门､公司､学校早已开展了某些与人工智能教育相关的活动,来培养中小学生对人工智能技术的兴趣和热情,如中国青少年机器人竞赛等｡在部分省市的高中信息技术教材中,涉及人工智能的内容也有不少｡高中人工智能教学和这些相关的人工智能教育方式有机的结合,对于扩大人工智能基础教育的受众范围､提高其社会影响,将起着十分重要的意义｡
3.教法方面
(1)课时安排难以确定｡根据课标的建议,《人工智能初步》选修模块课时一般安排为36个课时｡根据教学实验的结果,在以上规定课时内是无法教授完毕所有内容的｡因为教材中设计的实践活动在实际教学中所耗费的时间可能比预计的时间长得多｡这里涉及一个问题:是讲授完毕教材内容优先,还是实施学生的实践活动优先｡
(2)教学方法难以选择｡在教学实验中,授课教师尝试了传统讲授+学生活动相结合的方式｡在本课程前一阶段的教学中,主要是传统讲授的方式为主,发现教学效果并不理想｡原因是学生对教材中的理论内容常常感到枯燥､缺乏耐心,希望能通过上机操作来体验相关的技术｡在本课程的后一阶段,主要采用了学生活动为主,但是也暴露出了不少问题｡部分学生计算机基本操作能力不够,独立完成任务时非常困难和费时;而采取小组合作的方式完成教学任务时,又出现少数同学做事情,多数同学少做事,甚至不做事的情况｡
4.教学条件方面
(1)硬件性能要求较高｡本课程中较多的实践活动要求学生在网络环境下使用计算机进行学习｡因此,开设本课程的一个基本要求是计算机网络机房｡特别是那些需要通过网络在线运行的软件,对机房网络性能也有一定的要求｡
(2)软件依赖性较强｡由于本课程中许多教学软件均为网上免费提供或试用,因此减少了教师开发和维护软件的工作,大大降低了教学的成本｡但是,过于依赖网络资源也会导致一些新问题出现｡一旦网络不通,或者相关的网站不再提供服务,从而使得许多教学资源无法访问和使用,直接导致相关的教学活动难以开展｡
二､解决问题的对策
1.明确认识,增强支持
首先,教师要树立对高中人工智能选修课程的正确认识｡应努力在现有条件许可的情况下,积极倡导高中人工智能教育的开展｡其次,学生也要对该课程有一个正确的定位｡在教学实验过程中发现部分学生关注的是该课程中娱乐性､趣味性较强的内容,而对于一些比较重要的原理､技术等知识缺乏足够的重视,仅仅把这门课程看作是放松心情的娱乐课｡再次,学校领导对该课程也应该提供一定的支持｡不能因为师资､硬软件条件的限制就轻易放弃该课程的开设;也不应对该课程持否定或轻视的态度｡另外,社会也应该加以正确的引导｡社会舆论应加强宣传和引导,促使更多的人认同和支持人工智能教育｡
2.理论联系实际,融合先进教学理念
为了让师生能够切身体会到人工智能技术及其应用,要尽可能选择那些与高中生实际生活比较贴近的例子,来组织教学内容､设计实践活动｡同时,应该让最熟悉高中教学实际的一线信息技术教师参与教材的编写,从而有利于增强教材的实用性｡在教材编写中,要在保证知识体系严谨的基础上,增强教材的灵活性｡另外,要充分考虑学生是否在初中阶段已经接受过相关的人工智能启蒙教育,如果接受过,那么编写的高中教材就不适宜采用＂零起点＂的方式,而且要避免和初中教材内容的重复｡应在学生已学知识的基础上进一步深化或者增加新的教学内容｡同时,也应该在教材中对其他人工智能教育的方式加以介绍(例如机器人仿真和编程),或者设计相关的教学内容和实践案例,使得各种人工智能教育方式有机结合,相互促进､相互发展｡
3.抓住重点,多种教学方式相结合
在课时安排上,教师必须首先充分熟悉教学内容,并能有针对性的选择教学重点,在有限的时间内,宁可把一个问题讲清楚,也不能就所有内容泛泛而谈｡同时,教师还要在讲授必要内容以外,安排适当的时间让学生自己去实践､练习和体验,而不能将该课程变为纯粹的理论课｡在教学方法上,教师可以采用多种教学方式来开展教学｡另外,教师要注意抓住学生的兴趣,充分激发学生学习新事物的渴望,保持持久的学习动机;同时也要时刻监控整个教学过程,防止教学秩序陷入混乱｡在教学中,教师应尽可能做到理论联系实际,传授更多实用的知识和技能,使得学生学有所用,学有所得｡
4.加大硬件设施投入,加强软件资源建设
硬件设施是AI教学顺利开展的前提,软件资源是AI教学顺利开展的保证｡相关学校应加大对计算机和网络硬件的资金投入,改善硬件设备的信息传递和处理功能;另一方面,与教材配套的学生光盘和教师用书中应提供丰富的教学软件和阅读资料,师生也可以到互联网上搜索更多的教学资源,以供教学中使用｡如果在现有资源中没有合适的素材,学科教师也可以根据能力自行开发一些教学软件用来辅助教学｡
参考文献
[1] 教育部.普通高中技术课程标准.北京:人民教育出版社,2003.
[2] 李艺.普通高中课程标准实验教科书《人工智能初步》(选修).北京:教育科学出版社,2004.
[3] 沈海驯等.义务教育初中课本(试用)信息技术(第三册).杭州:浙江教育出版社,2002.
[4] 张剑平.关于人工智能教育的思考.电化教育研究,2003(1).(责任编辑 孙晓雯)