人工智能专业：就业前景分析（附图表） 人工智能专业数学课程内容

人工智能专业：就业前景分析（附图表）

资料来源：允能智库、中商产业研究院整理

各城市人工智能发展实力

根据2018年《中国人工智能产业发展城市排行榜》，从企业规模、政策基础、学术技术、产业基础、和资本环境五个层面测评市场发展人工智能的实力和前景。北京、上海两地人工智能产业发展较为领先，深圳的各项指标表现优异，位居全国第三。在良好的发展环境下，深圳的人工智能产业发展已经初具规模，尤其是在技术落地，实现商业化方面具有先发优势。

数据来源：中商产业研究院整理

各城市人工智能人才需求

人工智能本身就是多技能的高度融合，不仅有传统技术与数据科学的融合，还有从数据采集，到数据存储、分析、应用、自动控制等过程的融合。随着人工智能落地应用的深化和进阶，技能的碰撞将不断增加，要求人工智能人才掌握多种技能、复杂维度解决问题不再是偶然。

BOSS直聘数据显示，2018年八成人工智能岗位集中在北京、上海、杭州、深圳和广州五大城市。北京以40.3%的占比遥遥领先，较其他城市有数量级优势；上海以14.5%位列第二；杭州以10.7%排名第三，略领先深圳的10.5%占比。广州占比4.1%，成都、南京分别占比2.7%和2.5%。

数据来源：BOSS直聘2018、中商产业研究院整理

人工智能行业市场广阔就业前景大好

近年来，我国在人工智能领域密集出台相关政策，更在2017、2018以及2019年连续三年的政府工作报告中提到人工智能，可以看出在世界主要大国纷纷在人工智能领域出台国家战略，抢占人工智能时代制高点的环境下，中国政府把人工智能上升到国家战略的决心。截至2018年11月，全国已有15个省市发布人工智能规划，其中12个制定了具体的产业规模发展目标。通过一系列政策与资金扶持，各省市不断强化当地人工智能的技术研发与应用，为人工智能产业提供了广阔发展前景。

资料来源：中商产业研究院整理

我国政府高度重视人工智能的技术进步与产业发展，人工智能已上升国家战略。《新一代人工智能发展规划》提出“到2030年，使中国成为世界主要人工智能创新中心”。人工智能市场前景巨大，随着人工智能技术的逐渐成熟，科技、制造业等业界巨头布局的深入，应用场景不断扩展。2018年中国人工智能市场规模约为238.2亿元，增长率达到56.6%。预计2019年，中国人工智能市场规模将超300亿元，到2020年这一规模将近500亿元。

数据来源：中商产业研究院整理

发展趋势

当前，我国人工智能产业发展的基础条件已经具备，未来十年内都将是人工智能技术加速普及的爆发期。人工智能专用芯片有望成为下一个爆发点，智能语音产业链逐渐成形，产业规模大幅提升。同时，人工智能具有显著的溢出效应，将带动其他相关技术的持续进步，助推传统产业转型升级和战略性新兴产业整体性突破。未来，人工智能将呈现四个主要发展趋势。

1、人工智能技术进入大规模商用阶段，人工智能产品全面进入消费级市场。

2、基于深度学习的人工智能的认知能力将达到人类专家顾问级别。

3、人工智能实用主义倾向显著，未来将成为一种可购买的智慧服务。

4、人工智能技术将严重冲击劳动密集型产业，改变全球经济生态。

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人工智能专业

人工智能是2020年新获批专业，专业所依托的一级学科“计算机科学与技术”为国家重点学科，全国学科评估获评A，2017年与2022年均入选“双一流”建设学科。其教学团队是国内最早进行智能专业建设的团队之一，具有深厚研究与实践积累，是教育部人工智能专业虚拟教研室、专业核心课程自然语言处理课程群虚拟教研室的牵头单位。

人工智能专业面向国民经济各行业对人工智能人才的迫切需求，着力培养具有良好的科学素养和人文情怀、掌握系统的人工智能基础理论和方法、掌握扎实的人工智能技术基础与专业知识、具有国际化发展视野、具有跨行业领域交叉探索精神和能力、能综合运用人工智能理论和技术解决跨行业领域智能化问题的高级复合型人才。

本专业培养特色鲜明。重点发展视听感知智能与语言认知智能及其在文化、生物医学工程等领域的交叉融合，支持学生进行更为广泛的跨领域交叉融合，学生可以建立坚实的视听感知与语言认知智能知识体系和专业能力，获得跨领域工程技术训练的机会，获得参与国家级综合性科学研究以及企业合作应用课题的机会，获得深入了解视听感知与语言认知智能科技前沿研究发展并参与其中的机会，获得锻炼跨领域、跨学科交叉融合能力的机会。学生就业优势明显。毕业生可以在工业、信息、医疗、教育、电力、金融等国民经济的诸多行业找到具有高发展空间的工作岗位；也可以报考国内外智能类专业的研究生。

核心课程：离散数学(上、下)、数据结构与算法、形式语言与自动机、智能科学数学基础、机器智能、模式识别与机器学习、神经网络与深度学习、计算机视觉、语音信息处理、自然语言处理、智能计算系统等。

“中小学人工智能课程标准”发布了！！！

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一、前言

自1956年“人工智能”这一概念被提出至今，人工智能的发展经历了数次热潮和低谷。近年来，随着信息技术的飞速发展，尤其是大数据、物联网和深度学习算法的日趋成熟，人工智能取得了长足的进步，其技术产品广泛应用到工农业生产、交通、医疗、安保、家庭生活等诸多方面，渗透并重构生产、分配、交换、消费等经济活动环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求、新产品、新技术和新业态，改变人类生活方式甚至社会结构，实现社会生产力的整体飞跃。

在人工智能悄然走进千家万户的时代背景下，开展人工智能教育，是一项宜早不宜迟的教育责任。让学生更了解身边快速发展的技术，认识到技术发挥的巨大作用，形成智能化意识，对于他们确立正确的发展方向，更有效地运用人工智能技术提升学习的效果，更好地适应社会等，都具有极为重要的价值。

在基础教育领域，人工智能教育已受到一定重视。2003年印发的《高中信息技术课程标准（实验）》和2017年印发的《高中信息技术课程标准（2017版）》中，都将“人工智能初步”设定为选修模块，强调要加强人工智能教育。

2017年7月，国务院正式印发《新一代人工智能发展规划》，确立了新一代人工智能发展三步走的战略目标，人工智能的发展至此上升到国家战略层面。《规划》中明确指出人工智能已成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育。

2017年12月，工信部印发了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》。其中强调，人工智能具有显著的溢出效应，将进一步带动其他技术的进步，推动战略性新兴产业总体突破，正在成为推进供给侧结构性改革的新动能、振兴实体经济的新机遇、建设制造强国和网络强国的新引擎。

2018年4月，教育部发布关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知。《行动计划》提出，未来将形成“人工智能＋X”的复合专业培养新模式。《行动计划》还对中小学、高校等多层次教育体系提出要求，未来将在中小学阶段引入人工智能普及教育。

相关文件的颁布，为新时期的人工智能教育提供了方向引领和政策支持。在此背景下，各地根据实际情况，在小学和初中开设与高中、大学相衔接的人工智能地方课程，形成自下而上的教育体系，帮助学生了解技术给世界带来的深刻变革，在头脑中播下人工智能的种子。这对推动国家人工智能的发展，对拔尖创新人才的培养，对推进“中国制造2025”的实施，都具有特别的时代意义。

二、课程性质

在中小学开展人工智能教育，旨在为培养符合智能化社会需求的、具备良好计算思维和编程能力的创新人才奠定基础。一方面帮助中小学生了解人工智能对现代社会的影响，关注相关前沿知识，发展人工智能意识和信息伦理道德；另一方面帮助他们增长技术应用技能，激发利用人工智能技术创建美好世界的情感。

中小学人工智能是一门实践性课程。人工智能无疑是当前信息技术应用领域中最“杰出”的代表。中小学人工智能课程的实施，需要从贴近学生日常生活的人工智能技术出发，让学生通过动手动脑等实践活动，了解和掌握人工智能技术的原理、方法和技能，尝试提出新问题、新思路、新办法，达到发展创新意识和提高解决实际问题能力的目的。

中小学人工智能是一门综合性课程。人工智能科学除涉及信息科学外，还涉及到脑科学、神经科学、认知心理学等。人工智能技术包含计算硬件、大数据、各类算法等多领域技术知识，广泛应用于各行各业。人工智能课程的学习，需要将信息、技术、数学、艺术等多学科知识进行有效融合，运用观察、体验、实践等多样化的学习方式，以促进综合素养的发展和提升。在知识领域和能力发展方面都需要处理好“分”与“合”的关系，努力提升学生整体认识，促进能力全面发展。

中小学人工智能是一门发展性课程。人工智能的发展经历了多次跌宕起伏，每一次浪潮的到来无不伴随着技术的创新突破。当前人工智能正迎来难得的发展契机，蕴含着旺盛的生命力，并带来无限的可能。中小学人工课程需要与时俱进，和技术前进的步伐保持同步，在目标设定和内容设置上，应有一定的前瞻性、开放性、灵活性，同时也要有相对的稳定性。

三、课程目标

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。人工智能学科核心素养主要包括人工智能意识、技术创新思维和智慧社会责任。

1.人工智能意识

通过课程的学习，提升学生对人工智能技术的敏感度，让学生逐步形成如下认识：（1）人工智能技术的应用具有广泛性。人工智能的触角已经延伸到工农业生产和生活等很多领域。借助人工智能这个好帮手，可极大地提升学习工作效率，更高效地获取信息、处理信息、生成信息。要帮助学生认识到在许多智能化技术应用中，人工智能发挥了不可或缺的支撑作用。（2）人工智能技术尚不完善。人工智能还处于快速发展期，还需要人类不断开发和创新，拓展其应用领域并提升应用品质。（3）人工智能技术具有巨大潜力。人工智能正对世界方方面面产生着革命性的影响，很多传统技术手段难以解决的问题，可能在人工智能面前迎刃而解。

2.技术创新思维

人工智能技术的应用具有超出想象的创新空间，人工智能课程对促进学生创新思维的发展具有重要价值。通过课程学习，让学生认识到技术的发展永无止境，进而逐渐增强了解新技术的兴趣、探究新技术的热情、改善新技术的激情。引导学生学会观察、质疑、评价，辩证地看待技术的利弊，发现技术还存在的问题和不足。在此基础上，尽可能提出有价值的改进思路和建议，运用所学的人工智能知识和技术，积极探索、大胆想象，创造性地解决问题，形成具有创新特点的方案和作品。课程应着力让学生的技术创新思维成为思维的常态，为创新精神、创新能力的发展的奠定重要基础。

3.应用实践能力

人工智能课程作为一门实践性课程，有助于学生在应用人工智能技术过程中，增进对技术的亲切感、敏感性，逐步提升综合应用技术、驾驭技术的水平。让学生在动手、动脑的实践过程中，加深对所学知识的理解和掌握，学以致用、融会贯通。培养学生实事求是、严谨细致、精益求精、不畏困难的优良工作态度和作风，渗透工匠精神的传承。发展学生劳动观念、安全意识、合作意识，切实把培养社会主义建设者、接班人的长远目标融入当前的课程教学之中。同时，也为学生的人生规划、职业生涯发展规划等发挥一定作用。

4.智慧社会责任

通过课程学习，让学生认识到人工智能技术的应用，对智慧社会发展发挥着持续、强有力的推动作用。引导他们有志于运用人工智能技术促进国家的强盛、提高人民生活水平，服务于人类的发展。同时，感悟技术与人、自然、社会的关系，就人工智能技术对人、社会、环境的影响做出比较理性的分析，形成技术安全和责任意识，提升技术伦理和道理意识。在自己遵守智慧社会的道德的同时，增强维护社会信息安全责任，注意防范人工智能技术不合理应用造成的负面影响。

四、课程内容

（一）内容要求

内容一：通识知识

1.概念知识

了解人工智能的基本概念，知道人工智能与自动化、程序化的区别和联系。

认识人工智能技术的基本特征。

通过应用体验，认识“图灵测试”对于评测人工智能水平的作用。

知道人工智能的起源及发展历程，以及人工智能发展史上的一些重要科学家和影响人工智能发展的重大事件，认识到科技发展的曲折性和顽强的生命力。

通过观察和发现身边的生活实例，了解人工智能技术的广泛应用，感受人工智能应用给生活、学习带来的便利。

了解人工智能技术的主要研究领域。

认识人工智能对人类的影响，了解人工智能未来的发展趋势。

了解人工智能与人类智能相比的优势和局限。

认识人工智能对人类社会未来发展的巨大价值和潜在威胁。

初步形成运用人工智能解决问题的意识，以及应用人工智能的社会责任。

2.原理初步

结合具体案例的应用体验，了解专家系统，感受专家系统的应用价值。

了解人工智能原理中的核心算法，如策略树。

了解遗传算法程序通过自我学习选择上一代的优点。

了解大数据在日常生活中的应用。

了解机器学习的基本原理。

初步了解机器学习中的监督学习和强化学习原理。

初步了解机器翻译的原理。

了解蒙特卡洛树搜索和深度学习的其他应用。

知道贪婪算法在程序中的体现和生活中的应用。

了解神经网络的基本原理。

内容二：实践体验

1.基础应用

（1）图像识别

通过智能终端智能拍照，美颜软件美化头像，体验运用开放人工智能教育平台中的人脸识别服务。

体验智能识图软件在学科实践中的应用。

感受人脸识别、图像识别技术的便利，了解图像识别的应用领域。

体验AR（增强现实）和VR（虚拟现实）技术在学习和工作中的应用。

（2）文本识别

通过体验运用识别工具将文字图片转化为数字化文本的活动，掌握文本识别软件的使用。

体验手写输入法的使用，了解手写输入与文本识别原理的相同与不同之处。

（3）语音识别

学会使用贴近生活的智能语音技术工具，增进人工智能学习兴趣。

了解智能语音技术发展及其对社会生活的重要意义。

熟悉人工智能技术支持的人机交互方式。

（4）语音合成

体验利用语音合成技术将文本转化为特定的语音效果。

利用应用软件提取使用者的声音特征，模拟将文本信息转化为使用者的语音效果输出，体验语音合成技术的应用。

（5）机器翻译

尝试使用机器翻译技术，学会应用机器翻译帮助语言学习。

通过体验文字和语音的在线翻译及“翻译接龙小游戏”等活动，了解人工智能带来的便利。

初步认识机器翻译的优势与不足。

2.综合应用

（1）智能生活

了解人工智能在家庭生活中的应用，认识人工智能对改善生活品质的作用。

初步了解智能家居的工作原理。

通过设计未来家居增进对人工智能的理解，发展创新能力。

了解信息智能推送的工作原理。

了解当前常用的智能搜索，并掌握使用常用的搜索引擎帮助学习。

通过设计未来智能购物方案，了解导引系统和自动收费系统，初步理解相关知识，进一步体验人工智能带给人们生活的便利性。

（2）智慧城市

结合典型实例，了解人工智能在交通中的应用。

认识人工智能在无人驾驶中的应用，了解其应用原理。结合具体案例，了解无人驾驶技术的发展前景。

通过制定智能家庭出游方案，了解并运用导航系统、远程预定服务、ETCP业务，感受人工智能在智能出行中的作用及带给人们的生活上的便利。

了解智能安防系统中常用的防盗报警系统、视频监控报警系统、出入口控制报警系统。

（3）智能生产服务

了解人工智能在工业自动化生产中的应用，认识人工智能对工业生产存在巨大促进作用。

了解智能化农业生产，以及人工智能在促进农业现代化发展中的巨大应用潜力。

了解人工智能在物流领域的应用。

了解人工智能在金融领域的常见应用，如在线支付、无人银行等场景和技术。

了解人工智能在医疗服务中的应用。

尝试使用智能移动终端、PC机操作系统或智能应用平台中的智能助理功能。

了解教育机器人的一般功能，体会人工智能技术支持的学习与传统学习的差异，提高数字化学习与创新的意识和能力。

（4）其他方面

体验利用人工智能应用软件进行文章、诗歌、绘画、音乐等创作。

通过使用情感分析软件，认识情感分析技术及其应用价值，初步了解情感分析的技术原理。

了解人工智能在教育领域的应用。

了解人工智能在国防安全领域的应用。

内容三：创新应用

1.智能化编程

通过简单编程活动，初步了解计算机程序与人工智能技术的关系。

体验使用分支结构、语音识别、机器翻译等图形化编程积木编写程序。感受编程在人工智能开发中的作用。

初步学会运用系统化、智能化的思维方式设计程序，制作简单的物联网模型系统，理解远程控制电子设备的方法。

通过使用智能交通模拟程序，体会人工智能在解决交通拥堵问题中的潜力。

在图形化编程工具中使用智能游戏工具，体验编写无监督学习游戏的过程。

了解最简单的人工智能之线性回归的概念和作用，体会通过现有数据预测未来数据的思想。

通过对程序的调试，初步认识遗传算法的特点。

通过植物（如鸢尾花）的生物特征分类程序，体验智能机器学习中任务预测功能。

2.智能机器人开发

通过机器人组装、编程活动，了解传感器在智能机器人系统中的作用，了解视觉传感器与普通传感器在人工智能系统中的区别。

通过搭建避障移动机器人，感受启发式算法在智能机器人中的应用。

通过组装分拣机器人，感受视觉传感器在智能机器人中的应用。

通过组装和搭建智能浇花系统，了解智能农业生产控制系统。

通过设计制作循迹机器人和进行图形化编程控制机器人完成规定的任务，提升动手实践能力。

通过设计制作危险品检测机器人，并进行编程，控制机器人完成模拟危险品排查任务，体会人工智能在安全领域的应用价值。

（二）教学提示

人工智能课程的教学，在内容选择、难度把握上应符合学生认知水平，突出人工智能技术的体验实践。需要遵循学生认知规律，切合学生能力水平，采用探究发现等学习形式，将相关科学、信息技术、综合实践活动融入其中，追求STEAM教育。

1.遵循学生认知规律

教学中注意切合学生的认知特点，按照科学的逻辑顺序推进教学：由易到难、由简单到复杂、由体验到模仿、由模仿到创新、由感性到理性。突出学生的学习主体地位，贴近学生生活经验，考虑学生的学习喜好，让他们在玩中学，按照“体验—思考—实践—创新”的顺序开展教学。

2.切合学生能力水平

人工智能技术具有复杂性、综合性、前瞻性等特点，因此在教学中设置的问题情境、开展的实践活动、布置的开发任务，应注意切合学生的能力水平，充分考虑他们的知识基础和动手能力，避免盲目拔高，导致过于超出学生实际而“欲速则不达”。

3.追求STEAM教育

发掘技术与科学、人文相融合的典型案例，引导学生重视技术创新，弘扬科学精神。结合智能机器人、3D打印、创客教育等教学内容，开展STEAM综合教育，促进学生综合素质的提升。注重挖掘知识中蕴含的思想观念、人文精神，促进学生社会责任感，以及共同创造人类美好未来的情怀的发展。

4.关于通识知识内容的教学

（1）概念知识

根据学生的知识基础和理解、接受能力，合理地对教学内容进行取舍和替换，不求全面和系统。教学中应避免单向灌输，尽量通过创设情境，利用问题、任务，引导学生主动阅读和学习，并增强学习的趣味性。

（2）原理初步

由于中小学生的数学、科学、信息技术等学科相关知识相对欠缺，因此教学开展具有一定的挑战性。教学中应根据实际情况，选择适合学生认知水平的教学内容。教师应对相关内容弄懂弄透，深入浅出、形象生动地介绍给学生，并努力让学生在理解的基础上产生知识迁移。

5.关于实践体验内容的教学

体验、模仿是基础教育阶段最重要的学习方式，也是创新的基础和前提。重视学生对已有人工智能技术的体验应用，结合学生的天性，选择他们感兴趣的技术，让他们在玩中学，教师应多鼓励和引导他们“玩”出新花样，“玩”出新水平，在“玩”中获得新知识，发展新思维。

教学活动重点放在人工智能基础应用，综合应用内容限于条件以介绍为主。

6.关于创新应用内容的教学

（1）人工智能编程内容

编程是实现人工智能的关键基础，编程教育近年来也受到国家的重视和倡导。由于编程是信息技术国家课程的重要组成部分，人工智能课程教学受课时限制，不能也没有必要开展系统性的编程教学。所涉及的编程（包括机器人编程）应尽量直观化、便捷化，让大多数学生可以在模仿的基础上通过修改参数形成自己的程序。对于有兴趣和能力的同学，教师可指导他们在课外学习相关编程知识，以达到更理想的效果。

（2）智能机器人开发内容

人工智能的教学离不开智能化的硬件设备，围绕组装智能机器人开展教学是比较理想的教学方式。相关教学可适当与信息技术、劳动技术教学结合，培养学生的动脑设计和动手实践能力。同时给学生留有创造性空间，允许学生在外观、功能、效果等方面进行个性化设计，避免学生只是照方抓药地完成任务，而达不到体验人工智能价值、自主创新的目的。

（三）学业要求

1.人工智能通识知识

（1）概念知识

学生能够对人工智能的基本概念有所了解，初步把握人工智能的基本特征，知道人工智能的起源和发展历程。认识人工智能对个人生活和学习的重要作用，了解人工智能技术的主要研究领域（如机器学习、自然语言处理、计算机视觉、机器人等），知道人工智能的优势、局限及其发展趋势，认识人工智能对人类和社会发展的影响（人工智能意识、智慧社会责任）。

（2）原理初步

学生能够了解专家系统的原理及其作用，对策略树和遗传算法的概念有所了解。能够描述大数据在日常生活中的作用。对机器学习（如人工智能分类）和机器翻译的基本原理有了解。了解蒙特卡洛树搜索和深度学习的算法思想；知道贪婪算法的思想及其应用（人工智能意识、技术创新思维）。

2.人工智能技术实践体验

（1）基础应用

学生能够利用美颜软件对头像进行美化，会使用开放性人工智能平台中的人脸识别功能。认识增强现实技术的应用价值，以及人工智能的支撑作用。了解图像识别技术对科学实践和生活的影响。能够使用识别软件将包含文本的图片转为数字文本，对手写输入与文本识别的相同点和不同点有所认识。能够使用智能语音技术工具，认识人工智能技术支持的人机交互方式，了解语音识别技术对社会生活的意义。能利用语音合成技术将文本信息转化为语音效果输出，认识语音识别技术对社会生活的影响。掌握使用机器翻译技术帮助语言学习，能够描述机器翻译的优势和不足（应用实践能力、智慧社会责任）。

（2）综合应用

学生能够对智能家居的工作原理及信息智能推送的工作原理有初步了解。能设计未来家居，认识人工智能对生活品质的作用。会借助智能搜索提升自我学习，基本理解引导系统和自动收费系统相关知识。能够设计未来的智能购物方案，认识人工智能给生活学习带来的便利（人工智能意识、应用实践能力、技术创新思维）。

学生能够对无人驾驶技术及其实现的原理有所了解。能运用导航系统、远程预定服务、ETCP业务制定智能家庭出游方案，了解防盗报警系统、视频监控报警系统、出入口控制报警系统。能够对无人驾驶的发展前景有初步认识（人工智能意识、技术创新思维）。

学生能够了解人工智能在工业自动化、农业生产、物流领域、金融领域及医疗服务中的应用，认识人工智能对不同领域的影响（除了以上还包括对文章、诗歌、绘画、音乐创作等的影响）。能够借助人工智能技术支持学习，提高数字化学习与创新的意识和能力。了解人工智能对国家安全的重要作用（人工智能意识、智慧社会责任）。

3.人工智能创新应用

（1）智能化编程

学生能够对计算机程序和人工智能技术的关系有一定认识。能够使用图形化编程工具编写简单程序（如体验编写无监督学习游戏），通过调试遗传算法程序认识遗传算法的特点。能够设计简单的物联网模型程序。能认识二维数据和坐标的关系，对简单的人工智能线性回归的概念和作用有初步认识（技术创新思维、应用实践能力）。

（2）智能机器人开发

学生能够认识视觉传感器和普通传感器的区别，了解传感器在智能机器人系统中的作用，并能利用各种传感器搭建具有一定功能的智能机器人或智能系统。能够搭建避障移动机器人，理解启发式算法的原理。能够组装分拣机器人、智能浇花系统并制作循迹机器人、危险品检测机器人。能够利用图形化编程工具编程，控制机器人完成规定的任务，并认识人工智能在安全领域的应用价值（技术创新思维、应用实践能力）。

五、实施建议

（一）教材编写建议

1.教材编写原则

（1）思想性原则。全面贯彻党的教育方针，遵循国家的有关法律、法规和政策，坚持“以人为本、德育为先、能力为重、全面发展”。充分挖掘人工智能的教育价值，着眼学生的人工智能素养的发展，根据学生能力水平、兴趣喜好和发展需要，精选与国家的人才培养战略相吻合，有利于学生全面发展、长远发展的具有教育价值的内容，发展学生的核心素养。

（2）科学性原则。教材内容力求科学，得到较权威的论证。原理和数据等力求准确，得到广泛的认可和接受。教材编排要符合认知规律，循序渐进、螺旋上升。倡导的教学方法具有现代教育理念，提倡合作学习、自主学习、研究性学习、体验学习等。

（3）时代性原则。教材内容突出时代性，借鉴国际教材发展趋势，体现时代发展新要求、社会新变化和科学技术新进展。并能与时俱进，探索教材资源电子化新模式，及时更新教材内容，丰富课程资源。

（4）创新性原则。教材应着眼于创新型人才的培养，注重拓展学生思维，开阔学生视野，不满足于让学生对已有概念原理知识的接受，而是努力激发学生的创造潜能，让他们对已有人工智能技术进行开发性应用。

（5）适切性原则。人工智能学科属于信息技术发展前沿学科，学科课程体系中包含较多学生难以理解的知识、方法，教材的编写要充分考虑学生的身心发展水平和心理接受能力，既考虑学生已有的知识和经验，注意与有关课程的衔接，又难易适中、深广度合理。

2.教材内容的选择

（1）教材内容板块分类。教材内容包括三个板块：①通识知识。结合具体应用案例，介绍人工智能通识性知识，包括起源发展、应用领域、基本原理算法等；②实践体验。采用项目学习、任务驱动方式，让学生亲手实践、亲身体验人工智能技术；③应用创新。调动学生的想象力、创造力，让他们结合自身兴趣和需求，对已有软硬件（如开源的程序模块、机器人设备等）加以改造、优化和完善，追求创新性应用。

（2）合理设置各板块内容。

通识知识内容。将知识的学习寓于活动、问题、思考之中，避免流于平铺直叙的介绍和讲解，而是采用灵活多样、生动形象的呈现方式。要求编写者充分把握学生的认知特点，加强对相关内容的深入理解和创新加工。

实践体验内容。选择与学生生活实际和学科学习有一定关联，同时又适当高于日常应用，具有趣味性、探究性的人工智能技术，让学生尝试、体验、改造，有深度、有品质地参与到技术的应用中。

应用创新内容。围绕智能化编程和智能机器人的设计、制造，设置水平切合学生实际的软硬件开发任务，让学生通过动手、动脑，创造具有个性化特点的人工智能产品。

（3）合理控制深广度和难易度。由于人工智能技术还处于快速发展阶段，存在很多动态变化和不确定的因素，教材教学内容不应追求全面、系统，而是侧重一些相对成熟的技术和应用。同时，应具有一定的前瞻性和开放性，避免出现狭隘的结论和武断的看法或观点。再有，分析教师和学生的信息技术、通用技术水平，设置合理的难易度，避免过于浅显或过于高深，并兼顾不同地域教学水平、教学设施的差异。为高中继续学习人工智能奠定初步的基础。

（4）关于编程教育内容。编程是人工智能教学的重要组成部分，但考虑学生能力水平实际，不宜强化编程的系统学习，否则一方面可能冲淡人工智能的主题，另一方面限于篇幅和课时也难以达到编程教育的目的。合理的做法是根据需要让学生结合样例和开源模块，通过容量不大的编程达到创新人工智能应用的目的。需要深入、系统学习编程的学生，在课外自主学习完成。

（5）关于人工智能原理知识。对于人工智能技术原理知识的教学，适当向学生打开人工智能的“黑盒子”。但要把握合理的度，避免走两个极端：一是完全不向学生介绍原理，导致学生学习之后仍然是人工智能的“门外汉”，只是机械、被动地应用，不能真正在头脑中埋下“人工智能”的种子；一是过多介绍原理或复杂的算法，导致过分加重学生学习负担，使他们对人工智能望而却步。编者应在吃透原理的前提下，切合学生的知识基础和理解能力，采用比喻、举例等方式，深入浅出地引导学生理解其中的科学道理。

3.内容编排与呈现

（1）循序渐进，螺旋上升。关注学生的认知发展规律，根据学生的知识水平、生活经验、理解能力，将三个板块内容合理切分到不同册次，但册与册之间存在清晰的逻辑关联性，让学生的知识、能力、情感等方面的发展螺旋上升。

同一册教材的各章节，以及各册次教材相关内容，都有或显或隐的线索。通常包括两种线索，一是学科知识的发展，一是学生能力的发展。

（2）设置数量合理、灵活多样的栏目。设置一定数量、类型多样的栏目，使主干和分支内容能够灵活呈现和科学组织，便于教师根据师生特点和需要个性化组织教学，切实起到引领、支持教学的作用。

（3）注重情境、活动和问题的整体设计。设置有利于调动学生学习欲望、与学习内容密切相关的情境，将情境、活动和问题解决融为一体，注重学生自主建构、实践探究和问题解决，促进学习方式的转变。学习内容尽量贴近学生的生活、学习实际，能激发学生的求知欲，满足学生的兴趣喜好。寓教于乐，让学生在比较轻松愉悦的氛围中学习和实践。

（4）重视教材助读系统的设计。结合学生的身心发展规律，对前言、提示、注解、附录等助读学习辅助材料进行科学、系统、合理的设计，促进学生自主学习。

（5）注重教材的物理形态设计。教材应开本恰当，装帧良好，易于保存和阅读；纸质、纸张颜色具有视觉美感；版面设计清爽美观、疏密得当；文本与图表等搭配符合学生身心健康要求，体现艺术性；有统一的风格、标识、卡通形象等。

（6）注重研究创新，打造教材个性化风格。研究先行，把教材的开发置于研究基础之上，将研究的积淀转化为教材成果。要避免教材低水平重复开发，努力使教材易读、易学、易教、生动、有内涵，特色鲜明。在修订和优化时，注意吸纳优秀的教学成果到教材中。

（二）教学资源建设建议

1.建设原则

（1）立体化原则。教材、硬件、软件共同支撑人工智能教学的开展，三者构成立体化的课程资源，多个维度高度融合，全面覆盖课程教学需要。

（2）适切性原则。综合考虑教学开展的课时、经济成本、场地成本等因素，开发的软硬件资源尽量贴近教学需要，操作简便。考虑中小学课时、教师和学生的实际情况，以“适用好用”、有条件的地区“适度超前”为原则，因地制宜，精心筛选。教学资源要切实为教育教学服务，注重标准化、规范化、科学化、有效性，体现中小学教育教学特点，满足教育教学要求。

（3）自主性原则。立足中国实情，吸纳国际先进经验，鼓励使用国内自主研发的产品。鼓励学校和教师、学生根据教学需要，自主开发具有校本特色的教学资源。

（4）创新性原则。注重已有资源的创新性应用，注重发掘资源的创新教育价值，注重资源的创新性开发。所选用资源需要适应时代发展，动态更新。

2.建设内容

（1）开发教材辅助材料。在教科书的基础上，编写教学参考书、学生活动手册、学生阅读材料等，为教学提供全方位、立体化的支持。

开发教材培训资料。人工智能教学具有挑战性，需要给教师提供培训和指导，可开发纸质或数字化的培训资源，包含对课程标准和教材内容的理解、对相关知识的扩充、对教材中任务活动开展的建议，以及可参考借鉴的案例等。

开发数字化教材。条件具备的情况下，建议开发与纸质教材配套的数字化教材，将数字化教学素材、资源整合其中，以实现教材的立体化建设，促进数字化教学的深入开展，提升教学的质量。

（2）开发教材配套资源。包括知识性视频、微课案例、数字化阅读材料等，以拓宽学生的学习视野，为教师教学和学生自主学习提供支持。以资源包的方式整体提供给师生使用。

（3）开发硬件资源。开发有助于学生动手实践的硬件设备，如支持学生编程的智能机器人，利用3D打印设备制造特别器材设施，具有特殊功能的电子集成线路板、元器件等兼容性好、灵活性高的硬件资源。

（4）提供开源性网络（软件）资源。合理引用、加工人工智能机构提供的开源或有应用接口的人工智能网站、APP软件，形成适用于师生智能终端的资源。

（5）构建人工智能教学环境。整合已有教学资源或者新建人工智能教学功能场室，突出人工智能教育特色，满足人工智能教育教学的需要。同时注重人工智能文化氛围建设，熏陶师生的人工智能意识。

（6）建设网络教学平台。鼓励具备条件的地区根据教学需要建设区域性的人工智能课程网络教学平台，为教师学生提供资讯服务和教育教学资源支持。

（7）开发社会教育资源。加强与高等院校、科研院所、相关企业的联系，设立一批人工智能校外学习基地或实践基地，吸纳教育教学适用的软硬件教学资源，探索全社会合作育人的途径和机制。

（三）教学实施建议

教学是学校实现课程目标的主要途径，教师的角色转换和学生学习方式的改善是实施有效教学的关键，是课程改革成功的保证。为实现本课程目标，结合课程的设计思想和教学实际，提出如下教学建议：

1.围绕核心素养目标开展教学

在教学过程中，要重视对学生进行技术思想和方法的学习指导，围绕人工智能意识、技术创新思维和智慧社会责任开展教学。在教学中，应避免过度强调对事实性知识的机械记忆，教师要精心挑选一些贴近学生学习生活实际、体现人工智技术核心的应用实例，引导学生体验、领悟人工智能技术思想和方法，实现人工智能教育的价值。

2.创新学生主体的多元教学方式

针对不同的学习内容，考虑学生差异，灵活采用自学、模仿、试验、合作、体验、探究等各种教学和学习方式，引导学生通过阅读、观察、应用、设计、编程、组装、改造、思考、讨论、展示等活动，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。培养学生的智能意识和实践能力，让学生体验人工智能相关技术在不同领域中的应用，提高学生利用人工智能解决实际问题的能力。

中小学人工智能课程与其他课程有一定的区别，学习的内容涉及面广，有一定的难度。可以通过体验和实践、动手与动脑、模仿与创新相结合，让学生在实践中加深对相关技术知识的理解。

此外，对于高年段的学生，可以尝试采取项目学习，立足学生的学习、生活和未来工作实际，培养学生规划、设计，以及解决实际问题的能力，改变以往的教学过于偏重接受性学习的倾向，促进课内外的沟通，加强学生学习的自主性，提高学生的数字化学习与创新能力。

3.注重多技术整合应用

人工智能技术处于现代技术中的前沿，与物联网、云计算、大数据等技术紧密联系，在教学中既可以成为学习内容，又可以作为学习工具。要积极创设条件，整合多种技术，利用各种应用平台，培养学生使用现代工具解决技术问题的意识和基本能力；要利用网络技术进行技术合作与交互式技术学习，以改善学习方式，提高学习的有效性；要鼓励学生通过动手实践来打破对新技术的神秘感、恐惧感，形成对新技术的亲近感，改变教和学的方式，降低学习技术的难度，提高学习技术的效率。

4.创设智能化教学环境

人工智能教育的开展需要依托于多种教学平台、系统、软硬件资源的支撑，学校应尽量配置必要的计算机、移动智能终端、网络设备、智能机器人、传感器和各种应用人工智能教育软硬件平台，有条件的可设立人工智能实验室，为人工智能教学的顺利开展创设良好环境，提供有力保障。

5.加强教学研究与培训

人工智能课程具有理念新、内容多、难度大、发展快等特点，实施过程中会遇到各种各样的问题和困难。教师应结合本地区实际情况，针对教学具体问题，通过自学、讨论、听课、公开展示、课题研究、教学评比等各种形式，加强对教学内容的深入理解、掌握，合理制定教学目标，把握好教学深度、难度。学校（或校际）应建立技术教研组，组织教师开展教学经验和研究成果的交流，促进课程资源的开发，提高教师的教学能力。

（四）教学评价建议

教学评价是人工智能课程教学的有机组成部分，评价的主要目的是促进学生的学习，改善教师的教学，完善课程方案的设计。对学生的评价应基于人工智能学科核心素养展开。本课程要求突出评价对学生的发展价值，强调评价对学生学习的激励、诊断和促进作用，发挥评价的导向功能。

1.综合运用多种评价方式

人工智能课程内容类别多样，学习方式多样，单一的评价方式难以有效反映学生整体学习状况。建议采用成长记录袋、作品评价、合作交流与经验分享、小组竞赛等多种方式对学生学习成就进行综合评价。课上练习可以与课后作业相结合，根据实际需要加入适量的学生综合实践、作品设计与制作、社会调查、作品展示等内容。

2.开展表现性评价

表现性评价是把对学生在真实情境中完成某项任务或任务群时所表现出的语言、文字、创造和实践能力的评定，也指对学生在具体的学习过程中，所表现出的学习态度、努力程度以及问题解决能力的评定。表现性评价比较适合于评定学生应用知识、整合学科内容，以及决策、交流、合作等能力。

人工智能课程的表现性评价可采用如下方式：对日常学习中的态度、参与度、习惯等表现评价；对开放式问题的思考、回答评价；对成果的实际操作过程及展示的评价；对高层次学力状况的“思考能力、判断能力、表现能力”的评价等。

3.终结性评价与过程性评价有机结合

人工智能课程的教学目标重在激发学生学习兴趣，重视体验、实践、应用、创新。学生的学习过程也是评价的重要依据，因此，对学生的学业评价可以采用终结性评价与过程性评价相结合的方式，既重结果又看过程，将学生在学习活动中的活动成果和各种表现一并作为评定学生发展状况的重要依据。提倡采用质性评价方式，避免将评价简化为分数或等级。

4.评价主体多元化，发挥评价激励作用

采用多元主体评价方式，开展学生自评、互评及教师评价（也可适当吸纳学生家长参与）。突出评价的激励作用，用评价引导学生学会认知，学会思考，学会创造。对学生作品的评价要重视设计的思路和过程，不要简单评价作品的优劣，最好能提出中肯的改进建议。在评价学生作品时，评价标准应在学生制作之前就予以明确，并突出展现学生学习成就。评价标准中的具体要求可灵活把握，根据作品内容、作品规模、学生能力状况等实际情况适当进行调整。

来源：网络

转自：图灵人工智能

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