創(chuàng)新開(kāi)展中小學(xué)“人工智能+教育”的路徑

摘 要：如何在中小學(xué)推進(jìn)人工智能教育，是社會(huì)各界研究的一大熱門(mén)課題。常熟市以此為契機(jī)，拉開(kāi)了打造全國(guó)人工智能教育示范區(qū)的大幕，探索開(kāi)辟區(qū)域整體推進(jìn)人工智能教育的新路徑、新模式，打造區(qū)域人工智能教育高地。基于此，探究創(chuàng)新開(kāi)展中小學(xué)“人工智能+教育”的路徑。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)；“人工智能+教育”；實(shí)踐路徑

作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)喜春（1979—），男，江蘇省常熟市教育裝備技術(shù)中心。

2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中明確提出“支持開(kāi)展形式多樣的人工智能科普活動(dòng)，鼓勵(lì)廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會(huì)對(duì)人工智能的整體認(rèn)知和應(yīng)用水平。實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”“充分發(fā)揮各類(lèi)人工智能創(chuàng)新基地平臺(tái)等的科普作用”［1］。

2017年，教育部發(fā)布《普通高中課程方案和語(yǔ)文等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，正式將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)源硬件、算法等劃入課標(biāo)；2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，要求將學(xué)生信息素養(yǎng)納入學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)，并充實(shí)適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容；2020年2月，教育部辦公廳印發(fā)《2020年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》，把人工智能教育納入重點(diǎn)工作中來(lái)：“完善義務(wù)教育階段課程設(shè)置，加強(qiáng)信息科技教育。建設(shè)普通高中人工智能樣板實(shí)驗(yàn)室，保障中小學(xué)校具備開(kāi)設(shè)人工智能課程的環(huán)境條件。開(kāi)展人工智能相關(guān)教學(xué)與師資培訓(xùn)，搭建區(qū)域間人工智能教學(xué)成果交流平臺(tái)。繼續(xù)推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育課程建設(shè)、應(yīng)用與推廣工作。發(fā)布中小學(xué)人工智能教育課程包（初中版和高中版）和支持服務(wù)系統(tǒng)并推廣應(yīng)用。”

2022年9月，常熟市入選教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心（中央電化教育館）公布的“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用第一批試點(diǎn)區(qū)（含試點(diǎn)校），常熟市是全國(guó)規(guī)模最大、覆蓋面最廣的試點(diǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了小學(xué)、初中、高中，城區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)，公辦與民辦多學(xué)段多維度全覆蓋，首批試點(diǎn)校數(shù)量、師生參與人數(shù)均居江蘇之首，全國(guó)前列。同年，成功立項(xiàng)國(guó)家級(jí)課題“人工智能課程在中小學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用研究”。2022年10月，筆者在“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用第一期試點(diǎn)工作啟動(dòng)會(huì)上進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分享；2023年5月出席安徽省人工智能課程規(guī)模化應(yīng)用試點(diǎn)區(qū)建設(shè)會(huì)，進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分享。2023年10月，教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心（中央電化教育館）公布常熟市又有5所學(xué)校新增為第一批試點(diǎn)校，至此，常熟市共有34所學(xué)校入選，試點(diǎn)校數(shù)量居全省、全國(guó)前列。基于此，常熟市建立工作機(jī)制，全面落實(shí)規(guī)模化應(yīng)用任務(wù)要求，探索開(kāi)辟區(qū)域整體推進(jìn)人工智能教育的新路徑、新模式，打造區(qū)域人工智能教育高地。

一、政策給力，科學(xué)“新”謀劃

一直以來(lái)，常熟市積極推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合，大力推進(jìn)人工智能教育實(shí)驗(yàn)學(xué)校創(chuàng)建工作，出臺(tái)的《常熟市“十四五”教育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中有相關(guān)的目標(biāo)要求。為此，常熟市教育局成立了人工智能創(chuàng)新教育工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由教育裝備技術(shù)中心牽頭，具體負(fù)責(zé)人工智能教育的統(tǒng)籌、推進(jìn)工作，教育科、教學(xué)研究室、教師發(fā)展中心等部門(mén)聯(lián)動(dòng)開(kāi)展全市人工智能教育工作。學(xué)校也相應(yīng)成立工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由校長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng)，成員由學(xué)校信息化分管副校長(zhǎng)、教技室主任、人工智能教育授課教師組成。同時(shí)，成立了以江蘇省電化教育館副館長(zhǎng)厲浩領(lǐng)銜的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步明確了教育數(shù)字發(fā)展戰(zhàn)略的意義，以及“央館人工智能課程”的先進(jìn)性和示范性，這有助于推動(dòng)學(xué)校將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度整合，通過(guò)“線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合”的方式，指導(dǎo)學(xué)校利用“央館人工智能課程”高質(zhì)量、常態(tài)化開(kāi)展教學(xué)。

二、組織有力，落實(shí)“新”舉措

實(shí)施“人工智能+教育”實(shí)踐研究需要多方合力，在組織保障、專(zhuān)業(yè)保障、經(jīng)費(fèi)保障、生態(tài)保障四個(gè)方面下功夫。為此，一要廣泛開(kāi)展動(dòng)員、統(tǒng)一思想，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)人工智能教育工作，積極培養(yǎng)人才。二要規(guī)劃先行，行穩(wěn)致遠(yuǎn)。各學(xué)校要根據(jù)本校實(shí)際情況，做好摸底調(diào)研工作，制訂人工智能教育方案，做好軟硬件支撐準(zhǔn)備。三要認(rèn)真落實(shí)，責(zé)任到位。各學(xué)校要明確專(zhuān)人，設(shè)立專(zhuān)崗，確保具體工作落實(shí)到位。四要?jiǎng)?chuàng)新開(kāi)放，團(tuán)結(jié)協(xié)作。各學(xué)校要樹(shù)立合作共贏理念，積極打造一支勤學(xué)習(xí)、懂技術(shù)、肯鉆研的教師隊(duì)伍，開(kāi)展好日常管理工作。

對(duì)于構(gòu)建常熟市人工智能教育一盤(pán)棋架構(gòu)，實(shí)行“1234N”舉措。“1”是建成常熟市人工智能教育應(yīng)用平臺(tái)，含一整套與中央電教館人工智能課程相配套的教育教學(xué)資源，提供課前教師備課、課中教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)、課后學(xué)生拓展學(xué)習(xí)、課程評(píng)價(jià)、編程實(shí)踐以及區(qū)域統(tǒng)一管理等功能，滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、區(qū)域管理等訴求，為實(shí)現(xiàn)人工智能教育普及與均衡的人工智能常態(tài)化應(yīng)用創(chuàng)造條件。“2”是由教育裝備技術(shù)中心統(tǒng)一運(yùn)維人工智能教育應(yīng)用平臺(tái)，全市學(xué)校免費(fèi)使用，整合了資源，服務(wù)于教師的備課、授課、研訓(xùn)，以及學(xué)生的自主探究和課堂學(xué)習(xí)，集約了資金，具有可推廣性。“3”是建設(shè)信息科技、師資培訓(xùn)、學(xué)科融合三大應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)中心。“4”是圍繞平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)課程體系、實(shí)驗(yàn)體系、師訓(xùn)體系、評(píng)價(jià)體系四大功能。“N”是推行創(chuàng)新開(kāi)展+……

常熟市世茂實(shí)驗(yàn)小學(xué)積極探索在國(guó)家課程的基礎(chǔ)上整合相關(guān)學(xué)科，建立并完善四大型的人工智能課程群。針對(duì)一至三年級(jí)學(xué)生，以主題周、科技節(jié)為主要形式，通過(guò)“做一個(gè)實(shí)驗(yàn)、讀一本書(shū)、看一部電影、聽(tīng)一場(chǎng)講座”，系統(tǒng)開(kāi)展主題課程群、小課題研究等活動(dòng)，讓學(xué)生在參與、體驗(yàn)、實(shí)踐中了解人工智能，激發(fā)他們對(duì)人工智能的興趣。針對(duì)四至六年級(jí)學(xué)生，以信息技術(shù)學(xué)科為主陣地，開(kāi)展人工智能課程教學(xué)。針對(duì)畫(huà)圖和數(shù)學(xué)編程，融合基本算法，體驗(yàn)圖形化編程。開(kāi)展開(kāi)放式的項(xiàng)目合作與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，提升學(xué)生的計(jì)算思維與創(chuàng)新能力。

三、科研發(fā)力，深化“新”實(shí)踐

人工智能教育的創(chuàng)新機(jī)制從哪里來(lái)？常熟市教育裝備技術(shù)中心主動(dòng)思考，探索AI時(shí)代的創(chuàng)新實(shí)踐路徑。

（一）提升師生數(shù)字素養(yǎng)

探索人工智能小學(xué)、初中、高中、大學(xué)一體化人才貫穿式培養(yǎng)，積極開(kāi)展首席數(shù)據(jù)官、數(shù)字教研員、數(shù)字教師、數(shù)據(jù)分析師和數(shù)據(jù)安全師隊(duì)伍建設(shè)，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)化的師資隊(duì)伍。引入師資培訓(xùn)精品課程，組織分層分類(lèi)的培訓(xùn)、教學(xué)、觀(guān)摩活動(dòng)，提升校長(zhǎng)、教研員和教師的人工智能素養(yǎng)。在開(kāi)設(shè)省級(jí)網(wǎng)絡(luò)名師工作室的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)中小學(xué)人工智能教育名師工作室、骨干教師研修班、AI教學(xué)能力提升班、人工智能培訓(xùn)基地，逐步培育一批有引領(lǐng)示范作用的名優(yōu)教師，多途徑、多形式地促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)化成長(zhǎng)。

常熟市古里中心小學(xué)作為全國(guó)首批“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用試點(diǎn)校、蘇州市青少年數(shù)字公民培育校，在具體課程實(shí)施的過(guò)程中，圍繞四項(xiàng)課程進(jìn)行了探索。

1.以整班性為單位的普適型課程，營(yíng)造全員氛圍

一、二年級(jí)以模型搭建為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生初步接觸力學(xué)、機(jī)械、工程等方面的知識(shí)，主要培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)人工智能打下基礎(chǔ)。三、四年級(jí)以圖形編程為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，主要培養(yǎng)人工智能意識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新思維和智慧社會(huì)責(zé)任感。五、六年級(jí)以“央館人工智能課程”為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，師生以學(xué)習(xí)單為支架，開(kāi)展項(xiàng)目合作。

2.以試點(diǎn)班為單位的進(jìn)階型課程，推進(jìn)學(xué)科融合

基于“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用校的要求，學(xué)校嘗試在四至六年級(jí)設(shè)置“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用班，目前每個(gè)年級(jí)設(shè)1個(gè)試點(diǎn)班，實(shí)現(xiàn)學(xué)科融合。基于央館人工智能教材中的語(yǔ)言識(shí)別、視覺(jué)識(shí)別等內(nèi)容，推進(jìn)智能化古詩(shī)等級(jí)測(cè)試、單詞大王PK等闖關(guān)活動(dòng)，成效良好。

3.以校社團(tuán)為單位的鞏固型課程，組建常態(tài)化團(tuán)隊(duì)

目前，該校根據(jù)央館人工智能教材內(nèi)容開(kāi)設(shè)了咪奧機(jī)器人、智能工廠(chǎng)、電子畫(huà)報(bào)、3D打印、服裝設(shè)計(jì)、暢言AI、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)7類(lèi)社團(tuán)，參與學(xué)生近240人次，其分布于各個(gè)年級(jí)，全方位地進(jìn)行團(tuán)隊(duì)發(fā)展。

4.以競(jìng)賽團(tuán)為單位的培優(yōu)型課程，深入?yún)⑴c競(jìng)賽

目前，學(xué)校以NOC和領(lǐng)航杯兩大賽事為主，圍繞AI天工造物、智能博物、電子畫(huà)報(bào)三方面開(kāi)展賽事訓(xùn)練，成果顯著。

（二）開(kāi)展教師培育工程

教師團(tuán)隊(duì)是人工智能課程順利實(shí)施的重要條件，在首批29所試點(diǎn)校的基礎(chǔ)上，通過(guò)區(qū)域整體推動(dòng)及政策保障，通過(guò)內(nèi)部培養(yǎng)和外部引入等方式，開(kāi)展各級(jí)培訓(xùn)，挖掘種子教師，培養(yǎng)一批名師、名校，利用集團(tuán)校的輻射作用實(shí)現(xiàn)人工智能教育的優(yōu)質(zhì)均衡，構(gòu)建具有常熟特色的人工智能教師培育體系。2023年8月，常熟市有2所學(xué)校獲評(píng)“中央電化教育館中小學(xué)人工智能教育培訓(xùn)基地”，3位教師獲評(píng)“中央電化教育館中小學(xué)人工智能教育培訓(xùn)師”。未來(lái)三年計(jì)劃培育網(wǎng)絡(luò)（人工智能）名師工作室3個(gè)，培育人工智能教育培訓(xùn)師10位，培育種子教師30位。我們計(jì)劃每學(xué)期開(kāi)展人工智能教研活動(dòng)、優(yōu)秀課例和公開(kāi)課分享以及期末人工智能應(yīng)用效果評(píng)價(jià)。

（三）推進(jìn)教研服務(wù)工程

一是由教育裝備技術(shù)中心、教育科、教學(xué)研究室、教師發(fā)展中心聯(lián)合制訂協(xié)同工作方案。教育裝備技術(shù)中心強(qiáng)化課堂技術(shù)保障，建立定期巡查制度，定期檢查維護(hù)設(shè)備，提供活動(dòng)技術(shù)保障；教育科制訂課程計(jì)劃，確保課程列入學(xué)校課表，納入學(xué)校評(píng)價(jià)體系；教學(xué)研究室建立專(zhuān)兼職教研員隊(duì)伍，創(chuàng)新教、科、研為一體的活動(dòng)機(jī)制，開(kāi)展教學(xué)模式探索、學(xué)科融合、課程資源開(kāi)發(fā)等工作，利用好集團(tuán)辦學(xué)的輻射作用，舉辦教學(xué)能手比賽等；教師發(fā)展中心開(kāi)展相關(guān)培訓(xùn)，不斷提升教師的人工智能素養(yǎng)。

二是積極引入南京師范大學(xué)、蘇州大學(xué)、常熟理工學(xué)院等高校專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)資源，圍繞立項(xiàng)課題“人工智能課程在中小學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用研究”廣泛開(kāi)展實(shí)踐研究。昆承小學(xué)陳平老師做了題為《種下一顆種子? 期待春暖花開(kāi)——小學(xué)人工智能課堂教學(xué)實(shí)踐探究》的講座，從政策文件、課題實(shí)踐、未來(lái)探索視角出發(fā)，探究小學(xué)人工智能課堂教學(xué)實(shí)踐；綠地實(shí)驗(yàn)小學(xué)陳潔老師做了題為《探究央館人工智能教育課程在小學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用》的講座，介紹了綠地實(shí)驗(yàn)小學(xué)人工智能課程開(kāi)展的情況和獲選央館特色課例的具體教學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)小學(xué)李振剛老師做了題為《基于人工智能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐研究》的講座，介紹了實(shí)驗(yàn)小學(xué)AI實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建過(guò)程和人工智能教學(xué)實(shí)踐。此外，組織大學(xué)教授、中小學(xué)教師、本科院校大學(xué)生等開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)教研、公開(kāi)課、專(zhuān)家講座等活動(dòng)提升科研水平，打造小學(xué)、初中、高中、大學(xué)的研學(xué)共同體。

以常熟市實(shí)驗(yàn)小學(xué)為例：1.組建跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)。以課題科研為抓手，開(kāi)展主題或?qū)ｍ?xiàng)教研。圍繞核心素養(yǎng)目標(biāo)定期開(kāi)展交流，創(chuàng)新教學(xué)方法，整合教學(xué)資源，創(chuàng)造實(shí)踐條件，完善評(píng)價(jià)方式，最終指向人工智能校本課程的創(chuàng)新發(fā)展。2.探究項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是人工智能普惠課程順利實(shí)施的依托，具體流程為確定項(xiàng)目、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、制訂解決方案、實(shí)踐驗(yàn)證、再次提出問(wèn)題、改進(jìn)方案、再次實(shí)踐驗(yàn)證、解決問(wèn)題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，促進(jìn)實(shí)踐探究的深入開(kāi)展。3.建立模型化課堂。建立一套科學(xué)、可操作的教學(xué)模型是指引和推進(jìn)人工智能課程實(shí)施的有效路徑。項(xiàng)目組教師在科研的過(guò)程中，建立了一套滿(mǎn)足項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需求的教學(xué)模型，以促進(jìn)教師改革與研究，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)與探究。4.完善體系化評(píng)價(jià)。以科學(xué)的評(píng)價(jià)體系引導(dǎo)學(xué)生成長(zhǎng)，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新思維等納入評(píng)價(jià)體系，并有機(jī)結(jié)合過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果，在學(xué)生自評(píng)、互評(píng)與教師評(píng)價(jià)中激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，改進(jìn)教師的教學(xué)方案，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（四）謀劃實(shí)施三年計(jì)劃

未來(lái)，常熟市將積極創(chuàng)造智能化、數(shù)字化、個(gè)性化、泛在化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，為提升教育教學(xué)質(zhì)量賦能加力。建議建立人工智能教育示范教學(xué)集團(tuán)，通過(guò)一體型、幫扶型集團(tuán)形式，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的影響與輻射作用，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源均衡化。在此基礎(chǔ)上建立區(qū)域人工智能教育聯(lián)盟，搭建由教育局、中小學(xué)、高校、AI企業(yè)共同參與的綜合育人共同體，搭建跨區(qū)域高水平交流平臺(tái)，制定實(shí)施政策，形成保障有力的常熟市人工智能教育發(fā)展新格局，打造常熟市人工智能教育品牌。

常熟市規(guī)模化、常態(tài)化、高質(zhì)量開(kāi)展的“央館人工智能課程”教學(xué)，將進(jìn)一步推動(dòng)教育理念與模式、教學(xué)內(nèi)容與方法的改革創(chuàng)新，促進(jìn)區(qū)域整體推進(jìn)人工智能教育新路徑、新模式的構(gòu)建，更好地發(fā)揮數(shù)字化教育的引領(lǐng)和支撐作用，不斷提升區(qū)域整體教育水平，進(jìn)而為全國(guó)人工智能教育的發(fā)展貢獻(xiàn)常熟智慧，提供常熟樣本。

［參考文獻(xiàn)］

國(guó)務(wù)院.國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知［J］.中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院公報(bào)，2017（22）：21.