人工智能課程在中小學開展的區域探索

顏鼎

● 當前小學人工智能普及教育的現狀

隨著人工智能普及教育逐漸成為學校實踐活動課程教育的重要內容，普及教育逐漸推廣，但是由于缺乏一定的經驗，實施過程中相關的教學問題日益凸顯。

問題一：人工智能普及教育界定不清。部分學校在落實人工智能課程中，將興趣組或社團活動代替普及教學，引發普及面認知問題。例如，Scratch、機器人、物聯網等內容都與人工智能相關。

問題二：教學實踐環境和硬件設備等資源匱乏。人工智能教育離不開硬件的供給，但是由于缺乏必要的設備保障，課堂教學的實施存在難度。

問題三：師資力量不足，師訓缺乏針對性。人工智能普及時間較短，教師對AI新技術的認知及掌握程度有限，相關的教學實踐經驗也十分缺乏，因此難以達到期望的深度學習的目的，有違學科初衷。

南京市鼓樓區制訂了《關于開展全區中小學人工智能教育的指導意見》，決定依托區內一批名師資源，聯合AI業內標桿企業，開展以發現和創造性地解決現實生活問題為核心內容的人工智能實踐課程，從學科的高度對人工智能課程進行發展和升級。在這樣的背景下，筆者作為該項工作的組織者，從區級層面進行活動的組織，引導工作室教師進行課程實踐，創造性地開展以解決現實生活問題為核心內容的實踐課程，開展基于普及教學項目的人工智能課程教學研究。

● 建構基于校際課程的人工智能教學新模式

1.建立校際名師團隊

人工智能普及教學的首要任務即建立一支優秀的先行者隊伍，通過提供有效的專業培訓，讓一批意識領先、敢于挑戰的名師能夠較快地學習專業知識，加深專業背景，提升人工智能教學和實踐的能力。鼓樓區信息技術名師工作室聚集了全區近三十位優秀的信息技術教師，他們符合課程深入的專業要求。通過對骨干教師的專業培訓，保障了人工智能普及教育的軟件基礎。經過多輪培訓，工作室的教師基本掌握了相關專業技能，適應了新型教學模式，形成了教學的隊伍。

2.中小銜接，研發校際課程

中小學的良性銜接課程的有效實施，從校際課程的層面保障了課程的推進，也為區域范圍內的人工智能教學效能提供了有力的支持。

小學階段的課程開發，主要通過人工智能工具設計進行內容重整，梳理現有教材中的相關內容，結合教學特點，引導學生探究、學習、互動，幫助學生獲取相關知識，鍛煉高級思維能力，培養學生情感體驗與問題定向，其中事實性知識、概念性知識、元認知知識、程序性知識成為學生后續知識獲取與遷移的基礎。例如，在人工智能課程中，教師給學生建構任務模型、在線仿真平臺、虛擬的城市街道等。

而初中階段則從體驗和定向，提升到對人工智能技術基礎知識和技能的習得掌握，以及掌握運用人工智能解決問題的方法，提高解決問題的能力。在真實問題情境中，學生完整經歷運用人工智能技術解決問題的基本過程，了解人工智能技術的基礎概念、基本原理，演練操作方法、完成簡單任務。例如，在“水果無人零售”的情境下，如何實現水果的智能識別是問題解決的核心，而通過水果拍照、標簽標注、算法選擇、AI模型訓練、模型應用評估、發布模型應用，學生們知道了機器人學習的基本原理，理解了數據與機器學習的關系等。

3.組織校際競賽，以賽促教

比賽項目的探究能夠讓學生進行廣泛實踐，通過問題聚焦、規劃問題解決方案、實施方案解決問題三個流程，給予學生參與人工智能實踐的機會，鍛煉學生的實踐能力和問題解決能力，深入融合前一階段所學知識。

4.校情個性化

創設基于不同學情、校情的生活化的情境，建立起生活情境與教學內容的聯系，讓學生能夠切身感受到相關知識，可以達到吸引學生注意力、激發學生學習興趣的目的。但每個人的觀察角度和生活經驗都不一樣，對待同一個問題或事物都有不同的想法，所以在人工智能課程中必須積極倡導個性化的理念，如編程教學中的程序無標準答案、機器人教學中結構設計無統一模板等。

● 跨校互通為人工智能教學提供了新途徑

落實人工智能教育的方式多種多樣，而跨校互通共建課程不失為一個好的方式。

1.共享優質師資，集體備課顯效

跨校交流是指不同學校之間共享師資的教師交流形式。跨校交流是實現教育均衡的一種手段，也突破了校際間教師相對封閉和各自為政的壁壘，契合素質教育對未來師資高標準的需求。

跨校交流促進了信息技術教學質量的提高，能吸引學生的學習興趣，提高學習積極性，避免了兼職教師因自身信息技術的能力及素養不足而影響學生的信息素養提升的問題。

2.共享課程資源，實施校際計劃

課程資源包括教案、課件、教學視頻、學習單資料、專題網站等，以及各級教研活動過程中研討生成的資源、學科骨干的示范課等。這些課程資源要進行梳理，讓資源條理化、模塊化，逐步形成一套完整的人工智能課程資源。

通過將這些優質課程資源網絡化、平臺化，讓學生進行線上的網絡學習共享，并在課堂上與教師進行互動，逐漸打造“線上+線下”相結合的優質資源共享新模式。在此過程中，教師能夠認識到知識共享的必要性以及共享以后帶來的積極影響，真正樹立合作、開放、共贏的理念。

3.共享硬件材料，多校同建項目

立足已有的硬件資源，通過合理調整教學進度，建立多校共享硬件的機制，解決硬件問題。錯時錯峰授課，減少硬件供需矛盾，給學生平等的學習機會。也可以進行網絡遠程互動教學，各校學生均可以通過網絡共同學習、體驗。這樣可以減少重復建設，節約資源，還為不具備場地的學校學生提供了學習機會。

● 結語

鼓樓區人工智能普及教育的展開，是以兒童發展觀為契機的實踐活動，是以普及教學、惠及全體學生為目的的非功利教育，是學習和應用知識創造性解決真實難題的知識創新時代的教育。它重視批判性思維，重視利用以人為本的設計思維或信息化環境下的計算思維去解決問題。

在下一步的工作中，鼓樓區將結合新技術的發展，開展相應的理論層面的融合研究，以期將更為成熟的教學模式在實踐中推廣。