论文部分内容阅读
人工智能发展历程回顾
2016年9月，国家主席习近平在杭州G20峰会的主旨演讲中给予人工智能等技术高度评价，认为这些新技术将给人们的生产和生活方式带来革命性变化。纵观全球，云计算、大数据、人工智能等新一代技术人才成为有价值的资源，众多科技巨头公司纷纷利用高薪吸引高技术人才，为未来人工智能时代提前进行人才储备。人工智能专家们曾预测：未来十几二十年内，越来越成熟的人工智能技术将大规模进入劳动力市场，从而引发一场空前严重的失业危机，传统劳动力将会被新型劳动力取而代之。只有创造新型劳动力，才能适应未来智能时代，而培养新型劳动力则要依赖于教育模式的变革，教育领域需要提前培养人工智能人才。
什么是人工智能？简单来说，就是利用机器完成一些需要人类智能才能完成的工作。而从专业角度来讲，人工智能就是指利用电子计算机来模拟人类大脑如何理解、思维、决策、预测等相关的一系列活动。作为一门新兴的技术科学，它的主要目标是研究和开发用于模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统。人工智能涵盖了语言学、心理学、控制论、神经科学等多领域的学科，是一门综合性极强的边缘学科。其主要研究领域有机器学习、深度学习、语音识别技术、自然语言处理、智能机器人等。谈到人工智能，不免要追本溯源，“人工智能”一词最早由约翰·麦卡锡于1956年在达特茅斯会议中提出，到目前已有60余年的发展历史。在这不断发展的60余年中，人工智能起起伏伏，从技术发展角度来看人工智能发展走向，可将其划分为计算智能阶段、感知智能阶段以及认知智能阶段。（见下图）
计算智能阶段的主要特征是存储、计算，它拥有和人类相似的计算、存储、传递信息的行为特征。计算智能是人工智能的初级形态，为感知智能的发展提供了基础。感知智能是在计算智能的基础上结合了视觉、听觉等多种感知能力，可以与人类进行自然交互，该阶段也是当前国内外人工智能发展集中所处的阶段。认知智能阶段是人工智能的高级形态，也是未来发展的目标。这一阶段的计算机不仅可以与人类交流，还能思考、作出决策。伴随着人工智能的不断发展，深度学习、自然语言理解、智能机器人、模式识别技术、数据挖掘等前沿技术间接渗透到教育领域。尽管人工智能最初并非应用于教育领域，但是实现教育的智能化一直是教育领域努力追求的目标。
各国和组织对人工智能发展的重视
人工智能革命的浪潮席卷全球，为了更好地应对当今这种快速发展的趋势，世界各国和组织相继发布了人工智能相关政策报告（见表），为人工智能的发展提供赖以生存和发展的土壤。欧盟于2014年启动了欧盟机器人研发计划（SPARC），充分利用人工智能技术为多个领域的服务提供机器人。美国白宫科技政策办公室于2016年10月连续发布了《为人工智能的未来做好准备》《国家人工智能研发战略规划》两份权威性报告，将发展人工智能上升到国家战略层面，并指出其在教育应用领域的重要作用。这两份报告的发布，对全球人工智能的发展产生了重要的影响。随后，日本等国家也开展行动。日本不仅将人工智能作为第四次工业革命的核心技术，还在国家层面建立了相对完善的整体研发促进机制，将2017年确定为人工智能元年，推进超智能社会5.0建设。
我国也颁布了与人工智能相关的一系列政策文件。尤其是在教育領域，人工智能已经上升到国家战略的高度。2016年5月，国家发改委联合科技部、工信部等共同制定了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》，宣布到2018年中国将打造人工智能创新体系，培育“千亿级”市场规模，并在教育领域设立人工智能试点，培养人工智能人才，完善高校人工智能相关专业课程设置，注重人工智能跨学科、跨专业交叉融合。
2017年3月，国务院总理李克强发表政府工作报告，指出要加快培育和壮大包括人工智能在内的新兴企业，这是“人工智能”首次被写入政府工作报告。2017年7月初，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出要加快人工智能的创新应用，并提出“智能教育”；实施全民智能教育项目；在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育；鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。总体上看，国家政策扶持力度在不断加大，对人工智能领域未来的设想越来越清晰，这也间接渗透到学校教育，尤其是基础教育领域得到了重视，人工智能正在迅速引发新一轮基础教育领域的变革。
人工智能在基础教育中的现状及对策
发展现状
人工智能在一定程度上体现了信息技术的前沿领域，对人类社会发展的影响越来越大。在基础教育信息化改革的浪潮中，国际上许多发达国家和地区已经意识到在基础教育领域开展人工智能课程的必要性，并在信息技术相关课程中添加了人工智能的内容。英国苏格兰地区早在1999年就将人工智能课程作为选修课纳入到中学信息与通讯技术（ICT）课程；美国威斯康星州将人工智能相关内容作为对12年级学生在“媒体与技术”层面的要求，弗吉尼亚州还将人工智能课程作为“职业和技术教育类”课程中“信息系统技术”选修课程的一部分；澳大利亚的部分高中也在开设的“信息处理与技术”课程中添加了人工智能为主题的教学内容。
2003年4月，我国教育部正式颁布了《普通高中技术课程标准（实验）》，首次在信息技术课程中设立了“人工智能初步”选修模块，标志着我国高中人工智能课程的正式起步。中国教育技术协会信息技术委员会于2012年5月编写和发布的《基础教育信息技术课程标准（2012版）》中，也首次将机器人科普知识和入门级开发纳入初中和小学教学，这在一定程度上拓展了人工智能教学的应用范围。而纵观目前人工智能在基础教育领域融合应用的情况，聚焦于人工智能课程教学方法研究、中小学人工智能教育研究、人工智能技术在计算机网络教育中的应用研究等，重点围绕着“怎么学”和“怎么用”两大主题。“怎么学”即利用人工智能教学系统、自适应学习系统完成特定教学目标和学习任务，而“怎么用”则更多强调了利用人工智能信息检索技术、语音识别等多种技术帮助教师和学生减轻负担，提高效率，例如自动阅卷、智能搜索引擎。因此，无论是从“学”的角度还是从“用”的角度来看，人工智能在教育领域并没有涉及如何“育”的问题。“育”，即培养学生使用人工智能技术的能力。因此，重视信息技术教育和编程教育，设置创新教育课堂，是目前需要考虑的问题。
2016年9月，国家主席习近平在杭州G20峰会的主旨演讲中给予人工智能等技术高度评价，认为这些新技术将给人们的生产和生活方式带来革命性变化。纵观全球，云计算、大数据、人工智能等新一代技术人才成为有价值的资源，众多科技巨头公司纷纷利用高薪吸引高技术人才，为未来人工智能时代提前进行人才储备。人工智能专家们曾预测：未来十几二十年内，越来越成熟的人工智能技术将大规模进入劳动力市场，从而引发一场空前严重的失业危机，传统劳动力将会被新型劳动力取而代之。只有创造新型劳动力，才能适应未来智能时代，而培养新型劳动力则要依赖于教育模式的变革，教育领域需要提前培养人工智能人才。
什么是人工智能？简单来说，就是利用机器完成一些需要人类智能才能完成的工作。而从专业角度来讲，人工智能就是指利用电子计算机来模拟人类大脑如何理解、思维、决策、预测等相关的一系列活动。作为一门新兴的技术科学，它的主要目标是研究和开发用于模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统。人工智能涵盖了语言学、心理学、控制论、神经科学等多领域的学科，是一门综合性极强的边缘学科。其主要研究领域有机器学习、深度学习、语音识别技术、自然语言处理、智能机器人等。谈到人工智能，不免要追本溯源，“人工智能”一词最早由约翰·麦卡锡于1956年在达特茅斯会议中提出，到目前已有60余年的发展历史。在这不断发展的60余年中，人工智能起起伏伏，从技术发展角度来看人工智能发展走向，可将其划分为计算智能阶段、感知智能阶段以及认知智能阶段。（见下图）
计算智能阶段的主要特征是存储、计算，它拥有和人类相似的计算、存储、传递信息的行为特征。计算智能是人工智能的初级形态，为感知智能的发展提供了基础。感知智能是在计算智能的基础上结合了视觉、听觉等多种感知能力，可以与人类进行自然交互，该阶段也是当前国内外人工智能发展集中所处的阶段。认知智能阶段是人工智能的高级形态，也是未来发展的目标。这一阶段的计算机不仅可以与人类交流，还能思考、作出决策。伴随着人工智能的不断发展，深度学习、自然语言理解、智能机器人、模式识别技术、数据挖掘等前沿技术间接渗透到教育领域。尽管人工智能最初并非应用于教育领域，但是实现教育的智能化一直是教育领域努力追求的目标。
各国和组织对人工智能发展的重视
人工智能革命的浪潮席卷全球，为了更好地应对当今这种快速发展的趋势，世界各国和组织相继发布了人工智能相关政策报告（见表），为人工智能的发展提供赖以生存和发展的土壤。欧盟于2014年启动了欧盟机器人研发计划（SPARC），充分利用人工智能技术为多个领域的服务提供机器人。美国白宫科技政策办公室于2016年10月连续发布了《为人工智能的未来做好准备》《国家人工智能研发战略规划》两份权威性报告，将发展人工智能上升到国家战略层面，并指出其在教育应用领域的重要作用。这两份报告的发布，对全球人工智能的发展产生了重要的影响。随后，日本等国家也开展行动。日本不仅将人工智能作为第四次工业革命的核心技术，还在国家层面建立了相对完善的整体研发促进机制，将2017年确定为人工智能元年，推进超智能社会5.0建设。
我国也颁布了与人工智能相关的一系列政策文件。尤其是在教育領域，人工智能已经上升到国家战略的高度。2016年5月，国家发改委联合科技部、工信部等共同制定了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》，宣布到2018年中国将打造人工智能创新体系，培育“千亿级”市场规模，并在教育领域设立人工智能试点，培养人工智能人才，完善高校人工智能相关专业课程设置，注重人工智能跨学科、跨专业交叉融合。
2017年3月，国务院总理李克强发表政府工作报告，指出要加快培育和壮大包括人工智能在内的新兴企业，这是“人工智能”首次被写入政府工作报告。2017年7月初，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出要加快人工智能的创新应用，并提出“智能教育”；实施全民智能教育项目；在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育；鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。总体上看，国家政策扶持力度在不断加大，对人工智能领域未来的设想越来越清晰，这也间接渗透到学校教育，尤其是基础教育领域得到了重视，人工智能正在迅速引发新一轮基础教育领域的变革。
人工智能在基础教育中的现状及对策
发展现状
人工智能在一定程度上体现了信息技术的前沿领域，对人类社会发展的影响越来越大。在基础教育信息化改革的浪潮中，国际上许多发达国家和地区已经意识到在基础教育领域开展人工智能课程的必要性，并在信息技术相关课程中添加了人工智能的内容。英国苏格兰地区早在1999年就将人工智能课程作为选修课纳入到中学信息与通讯技术（ICT）课程；美国威斯康星州将人工智能相关内容作为对12年级学生在“媒体与技术”层面的要求，弗吉尼亚州还将人工智能课程作为“职业和技术教育类”课程中“信息系统技术”选修课程的一部分；澳大利亚的部分高中也在开设的“信息处理与技术”课程中添加了人工智能为主题的教学内容。
2003年4月，我国教育部正式颁布了《普通高中技术课程标准（实验）》，首次在信息技术课程中设立了“人工智能初步”选修模块，标志着我国高中人工智能课程的正式起步。中国教育技术协会信息技术委员会于2012年5月编写和发布的《基础教育信息技术课程标准（2012版）》中，也首次将机器人科普知识和入门级开发纳入初中和小学教学，这在一定程度上拓展了人工智能教学的应用范围。而纵观目前人工智能在基础教育领域融合应用的情况，聚焦于人工智能课程教学方法研究、中小学人工智能教育研究、人工智能技术在计算机网络教育中的应用研究等，重点围绕着“怎么学”和“怎么用”两大主题。“怎么学”即利用人工智能教学系统、自适应学习系统完成特定教学目标和学习任务，而“怎么用”则更多强调了利用人工智能信息检索技术、语音识别等多种技术帮助教师和学生减轻负担，提高效率，例如自动阅卷、智能搜索引擎。因此，无论是从“学”的角度还是从“用”的角度来看，人工智能在教育领域并没有涉及如何“育”的问题。“育”，即培养学生使用人工智能技术的能力。因此，重视信息技术教育和编程教育，设置创新教育课堂，是目前需要考虑的问题。