摘要:在中小學階段設置人工智能相關課程體現了國家對智能時代人才培養的高度重視。為使人工智能教育落地、有效，讓學生了解人工智能、實現原理、應用領域；初步掌握計算機算法與編程，能夠使用編程語言進行人工智能科普活動實踐。探索人工智能普及教育各學段相關課程應該以怎樣的形態存在，如何以最小的代價取得人工智能普及教育的最大效益。

關鍵詞:人工智能教育；計算思維；算法編程；最大效益

1引言

人工智能作為連接未來的教育，面向中小學進行普及，很大程度上帶來的是邏輯思維能力的提升和思維方式的改變。當今中小學人工智能教育已經成為一個炙手可熱的話題，各類資源紛紛涌現：國家課程、校本課程和校內教育活動、相關學科競賽活動、校外培訓機構開展的相關教育活動等。以人工智能為主題的各類教學內容五花八門。信息技術教師要認真解讀國務院頒發的《新一代人工智能發展規劃》，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣[1]。以深入淺出、通俗易懂的教育方式，使學生理解人工智能教育與信息技術教育、編程教育與智能機器人教育的區別。探索通過選擇合理的AI編程語言和設計AI活動情境，有效地實施人工智能教學，培育人工智能素養。展開計算與推理，模擬與拓展人類的認知和思維的人工智能科普活動，包括信息學、創意編程、智能設計、智能機器人項目。探索人工智能教育各學段相關課程存在的形態。構建基礎教育人工智能課程內容框架和知識體系。

2人工智能核心概念

2.1人工智能教育。中小學人工智能教育的目的不是讓學生做研究，而是要讓他們對人工智能產生興趣，進而確立職業目標，成長為AI技術領域人才。中小學的人工智能教育中，要關注的不應只是提供很多的硬件，而是應該關注給青少年培育人工智能的核心素養。從感知、認知、創新三個層次構建在教學中的學習任務和效果達成。從經歷認識帶來對人工智能特征識別等方面的了解,幫助學生識別和分辨人工智能應用、體驗、理解、設計這一過程；從體驗帶來對人工智能真實場景的了解,幫助學生內化成為意識；從理解帶來概念、原理的分析,幫助學生深層理解,從而學會主動選擇人工智能；從設計帶來學生動手實踐的真實應用,幫助學生理解人工智能解決問題的方法設計。這樣可以達成從不同層面對人工智能的能力素養培養。

2.2計算思維培養模式。人工智能教育的核心是計算思維。目前人工智能研究五個方面：自然語言處理、計算機視覺、語音識別、專家系統以及智能機器人。計算與推理、機器學習、傳感與控制都與算法編程密不可分。算法編程是計算思維賦能的重要平臺。理解人工智能核心素養概念，清晰計算思維在中小學人工智能教育中的地位和作用，培養學生的計算思維和問題求解能力，達到人工智能教育課程的核心目標。以此帶動信息學競賽、創意編程、創新AI作品、智能機器人的“四翼”蓬勃發展，培養出越來越多有創意、能創新、勇創業的新時代科技苗子。

【摘要】隨著人工智能教育的迅速發展，如何在小學開展人工智能課程，達到發展學生科學素養的目的成為亟待研究的問題。廣州市越秀區東風東路小學進行積極探索，構建了以情境化、網絡化、結構化為主要特點的教學模式。實施過程包括創設情境、發現問題、分析問題、探究建模、初步制作以及迭代設計、分析討論和作品發布等步驟，包含在激發思維、思維建模、拓展思維三個模塊中。其中，激發思維和拓展思維模塊放在課外進行，思維建模作為核心內容課上完成。

【關鍵詞】人工智能；教學模式；網絡空間

一、研究背景

為響應國家號召，經廣州市教育局評審，廣州市越秀區東風東路小學成為廣州首批人工智能課程改革實驗校，將人工智能課程納入常規教學。作為一個新興領域，人工智能教育發展迅速。但如何設計小學人工智能教學的流程、網絡空間支持的小學人工智能教學模式以及如何對該模式的效果進行評價等成為亟待研究的問題。本文以科學理論為指導，分析小學人工智能教學流程，并結合網絡空間支持人工智能教學的功能和作用，試圖構建網絡空間支持的小學人工智能教學模式。人工智能課堂教學應該以項目式學習開展，重構教學組織方式，創設有利于學生開展項目學習的數字化環境等。但實際上，項目式學習的開展仍需要進一步加強指導。現實中，大部分教師采用講授法、體驗式學習等教學方法落實知識傳授與素養提升。因此，以科學理論為指導，結合教學實踐，構建一個具有較強操作性的小學人工智能教學模式，對促進小學人工智能教育發展有著積極的意義。將人工智能納入常規課堂，面臨著很多的挑戰。一是課時短，任務多。每周只有一節信息技術課，在40分鐘時間內要完成多項任務是很困難的。二是常規課堂缺乏深度學習，學生只能是蜻蜓點水般帶過所有任務。三是課堂上學生思維得不到充足的訓練。因此，開發一種新的教學模式迫在眉睫。新模式應該具備以下特點：一是情境化，使學生將所學知識與實際生活聯系，運用工具將創意轉化為作品，讓生活更美好；二是網絡化，突破常規課堂限制，通過網絡把學習空間延伸到校外，解決課時不足的問題；三是結構化，在學習過程中對問題進行分析歸納，建立思維模型，促進創新思維的發展。

二、課例分析

基于多元融合的人工智能教學模式具有情境化、網絡化、結構化特點。其具體實施過程分為創設情境、發現問題、分析問題、探究建模、初步制作，還有不斷迭代設計、分析討論和作品發布等步驟。原來這些過程都是在一節課完成的，時間明顯不夠。所以，教師把整個教學流程分成激發思維、思維建模、拓展思維三個模塊。依靠網絡空間把第一、第三模塊放在課外進行，而最核心的思維建模部分則留在常規課堂中。筆者將以“智創節能校園”為例，展示該模式在小學人工智能教學的具體流程以及網絡空間對各個環節的支持作用。

（一）激發思維

【摘要】隨著信息技術的不斷發展，各式各樣先進的計算機技術、信息化技術得以在音樂教育領域得到不斷推廣，作為信息技術發展的重要產物，人工智能涉及諸多交叉性的綜合性學科內容，為音樂教育增添了諸多新的元素和內容。本文通過分析人工智能在音樂教育中的作用，對人工智能在音樂教育中的應用以及人工智能在音樂教育中應用的發展趨勢展開研究探討，以期為促進我國音樂教育的健康穩定發展提供一些幫助。

【關鍵詞】人工智能；音樂教育；應用

引言

人工智能，即為AI，作為計算機科學的一個重要分支，主要作用于人類智能的模擬、開發及擴展，其涉及十分廣泛的學科內容，諸如計算機視覺、機器學習等。總的而言，人工智能研究的一項主要目標即為讓機器可從事一些常規情況下需要人類智能方可實現的復雜工作。近年來，人工智能在諸多學科領域得到推廣應用，并收獲了豐碩的應用成果。音樂教育領域便是人工智能的應用領域之一，并逐漸轉變成音樂教育的發展趨勢，人工智能在音樂教育中的應用不斷收獲獲得進展，并對音樂教育的教學理念、教學方式方法等帶來了極大沖擊。基于此，本文對人工智能在音樂教育中的應用展開研究探討。

一、人工智能在音樂教育中的作用

人工智能在音樂教育中起到至關重要的作用，且主要表現為：其一，可促進優化師資水平。近年來，人工智能不斷呈現出取代低技能功能的趨勢，對于音樂教育而言，人工智能可直接優化音樂教師師資水平，究其原因在于人工智能可有效取代一些嚴格意義上算不上是“音樂教師”的教學人員，學生和家長將不斷提高對智能機器的認同度。另外，音樂教師借助人工智能可更為高效、便捷地開展自我學習，進而使師資水平得以不斷優化。其二，可促進提高教師教學質量及效率。依托人工智能的大數據分析，教師可迅速了解學生的學習水平、學習背景等情況，如此一來，教師便可迅速地進入教學工作者的角色，為學生開展有效的教學工作，滿足每一位學生的教育需求，有效提高教師的教學質量及效率。其三，可提高學生學習效率。音樂學習是快樂的，也是枯燥的，要想掌握一定的音樂技能，需要學習者投入大量的時間、精力，而并非每個學習者都能堅持到最后。通過引入人工智能，可調動起學生學習音樂的主觀能動性，幫助學生認識到自身學習中存在的不足，督促學生學習，進而切實提高學生學習效率。

二、人工智能在音樂教育中的應用

摘要:人工智能對高等教育產生的影響主要在虛擬導師、互動數據分析、全球課堂機會等方面，但人工智能在大學教育的具體運用方面，仍處于初級階段，沒有真正融入教育核心當中。而且在部分教育領域方面，人工智能的運用，雖然能夠提升教學效率，但是不會帶來革命性的轉變。

關鍵詞:大學教育;人工智能;方略

隨著人工智能理念的不斷普及，為避免在大學教育過程當中違背教學理念，忽略教學本身的現象，在當前改進過程當中，要把握人工智能對大學教育帶來的技術變革，從大學教育的本質出發，科學運用人工智能的同時，還要積極地采取應對策略，時刻秉持大學教育的初心。那么，針對人工智能對于大學教育帶來的沖擊，應當采取哪些應對措施呢?

一、豐富教育項目

在大學教育開展過程當中，隨著教育方式的變革，機器帶來的變化越來越大。學生越來越多地借助網絡技術，在線搜索工具等方式，實現在網絡上課在家學習。單個院校的概念消失，學期教育模式也被全年學習逐漸取代。為此，要重點強調合作的關系，要不斷地對教育項目進行開發，在節省經濟成本的基礎上，以學生就業方向為主，融入更加靈活的教育項目。在滿足學生興趣和需要的同時，更加便利學生學習方式［1］。

二、加強國際合作

在人工智能發展的影響下，也逐漸地延伸了全球課堂，為進一步提升學生的學習信心，要加強國際合作。通過跨國學科的開展，為學生將來更好地接受教育，積極地參與到學習過程當中，為更好地就業提供基礎。例如，在新加坡院校改進過程當中，政府采用了未來技術項目，通過明確建立兩個發展指標，為學生培育提供一定的渠道。通過發揮學生適應性的學習技能，來對國際當中的氣候變化、金融等國際性問題進行探討，鼓勵學生勇于嘗試，強化學生認知能力，為社會提供更加優秀的人才。

信息技術是一門新學科，它對學生的動手能力和實踐能力有著比較高的要求，對培養學生創新能力具備一定的優勢[1]。教師開展數字化教學，將多學科知識進行融合，可以滿足學生綜合性和深層次的學習需求，促進課堂教與學的方式變革。小學信息技術課堂上，教師開展數字化教學，以學生為學習主體，讓學生在項目活動中踐行“做中學”的理念，既能體現學科的整合性和知識的整體性，又能讓學生愉悅地探索，在探索過程中強化對知識的理解，提高創新意識和應用能力。筆者在信息技術支持下，嘗試對整合課程“四無糧倉”進行整體建構，組織學生參與項目式學習，注重學生的實踐與體驗，引導學生利用信息技術把握各學科的知識關聯，讓他們在跨學科的課程整合教學中獲得更為全面的認知。

一、“四無糧倉”整合課程的框架

隨著課程改革的推進，小學課程呈現多元化和生活化的特點，教師可將富有趣味性、探究性的學習素材作為課程主題，引導學生從生活中發現問題，自主學習與合作探究，激發自身潛力，促進個性發展。筆者在開發項目式學習課程的過程中，堅持用信息技術整合多學科的數字化教學理念，采用多樣化的課堂教學形式，開展整合式學科課程教學活動，旨在培養學生的綜合素養。在實施過程中，筆者強調學生的主體地位，根據學生的年段和學習特點，設計了不同的教學內容，以學生體驗、探究和互動為核心，培養學生的實踐能力。以小學三至六年級跨學科整合拓展課程“四無糧倉”為例，筆者將倉前古建筑“四無（無蟲、無霉、無鼠、無雀）糧倉”作為學習活動素材，分年段開展教學：從糧倉的電腦繪畫到三維設計，再到3D打印與人工智能創意，讓學生經歷調查、研究、構圖、設計與創造等過程，實現學科知識的整合和優化，對知識形成全面的認知（如圖1）。

二、細品“糧倉”構造，探索繪畫技術

筆者在建構課程過程中，注重學生的操作與實踐，引領學生通過個性化的創造性學習，對不同學科的知識內容進行感知、整合，在掌握信息技術知識的基礎上發展創新思維。

（一）收集學習素材

電腦繪畫課教學前，筆者引導學生學習“四無糧倉陳列館”的內容知識，讓學生初步了解糧倉：糧倉是用于存儲糧食的場所，用于安全存放糧食。學生借助移動終端搜索有關“四無糧倉”的資料，了解糧倉的基本構造。筆者以“四無糧倉”為素材，用PPT呈現三年級學生的傳統美術作品，研究“糧倉”的構圖、著色特點（如圖2-1）。在此基礎上，筆者呈現多幅糧倉圖片，為學生提供參考素材。以此幫助學生建立繪畫的理念與空間意識，提高學生的觀察能力和審美能力。

［摘要］人工智能正在深刻地改變著人們的生活方式、思維方式乃至生存方式，人們對知識的認知在一定程度上發生了新的轉向，這對傳統教育而言無疑是個巨大挑戰。幼兒園教育活動與人工智能對幼兒的培養具有契合性，這促進了培養目標的新轉向和方法的新變化。基于人工智能支持的幼兒園教育活動應遵循以下幾條原則:以幼兒的發展為前提，以幼兒的需求為根本，以幼兒的體驗為基礎。

［關鍵詞］人工智能;幼兒園;教育活動

近年來，人工智能技術正在深刻地改變著人們的生活方式、思維方式乃至生存方式。2017年7月，國務院《新一代人工智能發展規劃》，首次將人工智能提升到國家發展的戰略層面，意味著我國對人工智能的重視達到前所未有的高度。為了培養信息技術人才，我國長期以來將學生的創新精神和實踐能力作為國民素質教育的重點。《中國學生發展核心素養》研究報告中指出:“核心素養以培養‘全面發展的人’為核心。”［1］學前教育是基礎教育的起始階段，兒童是國家的希望和民族的未來。隨著國家對人工智能的高度重視，幼兒園將人工智能技術應用于教育活動之中，不僅有助于促進教育發展戰略的落實，更有助于促進幼兒信息素養的提高。

一、人工智能與幼兒園教育活動的適切性

人工智能(ArificialIntelligence)是指能夠模擬人類智能活動的智能機器或智能系統。［2］人工智能的最突出特征是與人類行為智能的相似性，具體包括推理、學習、尋求目標、解決問題和適應性等要素［3］。人工智能時代的到來，對人類的生產和生活造成全方位沖擊。進入21世紀以來，人工智能對教育領域的發展也產生重要影響。在此形勢下，如何借助人工智能技術實現教育模式的變革和人才培養方式的創新，成為世界改革發展的重要議題與挑戰。在人工智能的沖擊下，國務院于2017年頒布了《新一代人工智能發展規劃》和《國家教育事業發展“十三五”規劃》，旨在推動人才培養模式和教學方法的完善。目前，人工智能走進高校與中小學課堂的現象已屢見不鮮，然而學前教育領域對人工智能的應用還較少見。人工智能的發展勢必對學前教育的發展產生影響。基于二者之間的契合性，本文主要有以下兩點思考。

(一)培養目標的新轉向

人工智能作為一門新興的技術科學，其宗旨是嘗試模擬甚至超越人類的思考和工作方式。人工智能不僅給人類發展帶來前所未有的福利，而且為人類帶來了前所未有的挑戰。在此背景下，人類究竟何去何從成為世界性議題。從知識層面而言，傳統教育模式以硬性知識學習為主，而這些硬性知識正是當前人工智能發展的數據基礎，人工智能技術下的產物很容易替代人類完成這部分內容。因此，人工智能使人才培養目標發生新的轉向，即不僅追求人才的硬性知識水平，而且更加關注人才的軟性知識程度，如信息搜索與加工、問題發現與解決、技術完善與創新等。教育是國家培養人才的主要途徑，人才培養目標的定位決定國家改革與發展的價值取向。無論我國還是發達國家，都已充分認識到人才培養目標的重要性。進入21世紀以來，我國相繼出臺諸多政策法規，改進與完善人才培養模式和教育教學方法，其根本目的在于培養具有全新價值觀和知識技能的人。“人生百年，立于幼學”，學前教育是國民教育體系的重要組成部分，對幼兒的培養情況直接關系到未來的人才培養質量。因此，學前教育階段是人才培養的奠基時期。什么樣的兒童才能符合國家未來的人才培養目標?結合新世紀人才培養的具體指向來看，我們要培養具有好奇心和主動探索能力的兒童，培養具有軟性知識和能力的兒童，培養具有創新意識和能力的兒童，培養具有思考意識和解決問題能力的兒童。人工智能時代的來臨，正在讓幼兒園的教育目標悄然無息地發生變化。

摘要：隨著計算機技術的逐漸發展，計算機的普及已經十分全面，涉及各個行業。計算機基本操作技術也成為大學生的必備技能，在未來的工作崗位上有很重要的應用。高等院校是人才培養的重要場所，計算機基礎課程教學也是大學生的必修內容。本文通過對當下信息技術形成的社會環境進行分析，提出了高校計算機教學存在的問題，并簡要提出改進的思路，為高校計算機課程改革提供一份理論參考。

關鍵詞：計算機課程；高校教育；計算機應用

0引言

高校計算機教學是基礎課程，學生通過對計算機基礎的學習，掌握必備的計算機辦公知識，提高學生對信息技術的基本認識，提升學生對計算機以及信息技術的興趣。更有必要的是，使學生能夠認識和了解計算機語言，為今后的技能提升奠定一定的基礎。目前高校的計算機基礎課程教育理念還存在一些問題，制約著課程的建設和學生計算機能力的提升，需要教學人員能夠從自身工作中明確認識到不足之處。

1計算機技術在工作中的具體應用

隨著信息化程度的不斷提高，計算機作為終端設備已經在各行各業中廣泛應用，計算機技術也逐漸成為企業和機構日常辦公的基本內容。因此，對于人員的計算機操作能力也逐漸成為重要的技能要求。目前除了專業計算機方向的崗位之外，其他崗位對計算機技術要求最多的就是基礎軟件和行業專業軟件的操作。高校在進行計算機基礎的教學時，往往以基礎軟件的操作為主，其他專業軟件由各個專業的教學開展教學活動。隨著計算機技術的不斷提高，各個行業都已經研發了相關的專業軟件。尤其是工程專業，計算機應用軟件的開發為工程建設技術和管理內容提供了很有利的支持，極大地提高了工程建設的整體效率。不管是計算機基礎應用還是專業軟件應用，都需要高校學生通過在校學習來熟練掌握。

2信息技術在高校教育中未來的發展方向

摘要：在教育教學中，教育人員無法全面掌握學生數據，導致對學生的教學和管理效率低、難度高。本文思考基于學生數據分析的教學改革，其以學生的多項主觀和客觀信息作為輸入。綜合應用深度學習、大數據處理等計算機技術，對學生進行多方面的智能分析，并將分析結果分享給教育教學人員，以期提高學生學習效果，降低問題學生概率，從總體上提高教育教學效率和質量。

關鍵詞：問題學生；學生數據分析；教育教學；教學質量

一、教學改革背景

因材施教長期以來備受教育界的推崇，但是其實施有大的難度[1]。在教育教學中，教育人員難以全面準確地了解學生，導致對學生教學和管理效率低、難度高。以問題學生為例，其是指那些與同年齡段學生相比，由于受到家庭、社會、學校等方面的不良因素的影響及自身的因素，從而導致在思想、認識、心理、行為、學習等方面偏離常態，需要在特殊幫助下才能解決問題的學生[2]。主要表現在品德、學習、行為、心理等方面，如大學生中較為常見的心理健康問題和厭學問題[3]。下面以大學生心理健康為例展開討論。研究數據表明，大學生心理問題嚴重影響大學生的健康，據統計有20%至30%的大學生存在心理問題，其中有10%的心理問題障礙嚴重，直接影響日常學習和生活，嚴重的心理健康問題甚至引起校園暴力和自殺行為[4]。并且，心理健康與學生自身的出勤率、考試成績等客觀指標存在密切的關系。丁澍等基于某重點理工類高校2002級學生入學時的心理健康調查表結果及大學成績，用數理統計方法分析入學時的心理狀態等屬性數據對大學各個時期平均成績及各類課程平均成績的影響[5]。結果表明：存在心理問題的學生成績顯著低于正常學生，心理健康是大學階段取得較好成績的重要保證。考試成績的波動會極大影響大學生的心理健康，而心理健康反過來又阻礙了考試成績的提高。目前各大高校對大學生的心理健康問題均投入了大量的人力物力[6]。以筆者所在的深圳大學和武漢大學為例，主要包括：輔導員、班主任、心理班委、心理健康咨詢中心等。但是，這些基于人力的管理模式存在以下幾點問題：（1）學生基數龐大，有限的人力難于顧及到所有的學生。高校的師生比基準為1：14，但較少高校能符合這一標準。針對專任教師數量超過1000名的重點大學統計結果表明，245所中僅有41所（占比16.7%）大學師生比在1：14之內，其余83.3%的高校高于此數。投入到大學生心理健康問題上的師生比則更少[7]。（2）管理人員難于獲取到學生的全部信息，依靠人力檢查的方式對大學生的判定較為困難。（3）發現學生心理問題具有遲滯性，發現時學生已經具有了很嚴重的心理問題。（4）作為最為了解和關心學生本人的父母等親屬往往被排除在外，構成了嚴重的信息不對稱[8]。以上各種因素減弱了高校對心理健康問題學生教育教學效果。隨著現在計算機技術的迅速發展，互聯網、人工智能等計算機數據處理技術可以自動、快速、準確地提取和分析數據中所隱藏的信息，從而提高人類進行管理和決策的效率[9][10]。如何準確高效的評價、分析、預測一名學生的狀態，從而對學生進行有差別化的管理教育，是高等教育長期以來存在的難點問題。啟發于以上分析，本文提出基于學生數據分析的教學改革，該系統以學生的客觀數據為主要輸入，學生的主觀數據為次要輸入，對學生的思想、認識、心理、行為、學習等方面進行全面的分析，實時輸出學生全方位的分析結果，進而將結果數據反饋給輔導員、班主任、學生家長等，使得學校人力和學生家長互享學生信息，達到防患未然、降低問題學生比例、提高學校教育教學效果。

二、學生數據分析系統

本部分主要簡介學生數據分析系統的框架，如附圖所示。該系統框架可以根據教學中的需求，擴展到更加多樣化的數據輸入和輸出結果。該簡化框架主要分為以下幾個部分：系統輸入、學生數據分析、分析結果、結果接收端。

（一）系統輸入