創新開展中小學“人工智能+教育”的路徑

摘 要：如何在中小學推進人工智能教育，是社會各界研究的一大熱門課題。常熟市以此為契機，拉開了打造全國人工智能教育示范區的大幕，探索開辟區域整體推進人工智能教育的新路徑、新模式，打造區域人工智能教育高地。基于此，探究創新開展中小學“人工智能+教育”的路徑。

關鍵詞：中小學；“人工智能+教育”；實踐路徑

作者簡介：嚴喜春（1979—），男，江蘇省常熟市教育裝備技術中心。

2017年7月，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，其中明確提出“支持開展形式多樣的人工智能科普活動，鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會對人工智能的整體認知和應用水平。實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程”“充分發揮各類人工智能創新基地平臺等的科普作用”［1］。

2017年，教育部發布《普通高中課程方案和語文等學科課程標準（2017年版）》，正式將人工智能、物聯網、開源硬件、算法等劃入課標；2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，要求將學生信息素養納入學生綜合素質評價，并充實適應信息時代、智能時代發展需要的人工智能和編程課程內容；2020年2月，教育部辦公廳印發《2020年教育信息化和網絡安全工作要點》，把人工智能教育納入重點工作中來：“完善義務教育階段課程設置，加強信息科技教育。建設普通高中人工智能樣板實驗室，保障中小學校具備開設人工智能課程的環境條件。開展人工智能相關教學與師資培訓，搭建區域間人工智能教學成果交流平臺。繼續推進中小學人工智能教育課程建設、應用與推廣工作。發布中小學人工智能教育課程包（初中版和高中版）和支持服務系統并推廣應用。”

2022年9月，常熟市入選教育部教育技術與資源發展中心（中央電化教育館）公布的“央館人工智能課程”規模化應用第一批試點區（含試點校），常熟市是全國規模最大、覆蓋面最廣的試點區，實現了小學、初中、高中，城區與鄉鎮，公辦與民辦多學段多維度全覆蓋，首批試點校數量、師生參與人數均居江蘇之首，全國前列。同年，成功立項國家級課題“人工智能課程在中小學的實踐應用研究”。2022年10月，筆者在“央館人工智能課程”規模化應用第一期試點工作啟動會上進行了經驗分享；2023年5月出席安徽省人工智能課程規模化應用試點區建設會，進行了經驗分享。2023年10月，教育部教育技術與資源發展中心（中央電化教育館）公布常熟市又有5所學校新增為第一批試點校，至此，常熟市共有34所學校入選，試點校數量居全省、全國前列。基于此，常熟市建立工作機制，全面落實規模化應用任務要求，探索開辟區域整體推進人工智能教育的新路徑、新模式，打造區域人工智能教育高地。

一、政策給力，科學“新”謀劃

一直以來，常熟市積極推動信息技術與教育教學的融合，大力推進人工智能教育實驗學校創建工作，出臺的《常熟市“十四五”教育事業發展規劃》中有相關的目標要求。為此，常熟市教育局成立了人工智能創新教育工作領導小組，由教育裝備技術中心牽頭，具體負責人工智能教育的統籌、推進工作，教育科、教學研究室、教師發展中心等部門聯動開展全市人工智能教育工作。學校也相應成立工作領導小組，由校長擔任組長，成員由學校信息化分管副校長、教技室主任、人工智能教育授課教師組成。同時，成立了以江蘇省電化教育館副館長厲浩領銜的專家團隊，進一步明確了教育數字發展戰略的意義，以及“央館人工智能課程”的先進性和示范性，這有助于推動學校將物聯網、大數據、人工智能、5G等新一代信息技術與教育教學深度整合，通過“線上線下相結合”的方式，指導學校利用“央館人工智能課程”高質量、常態化開展教學。

二、組織有力，落實“新”舉措

實施“人工智能+教育”實踐研究需要多方合力，在組織保障、專業保障、經費保障、生態保障四個方面下功夫。為此，一要廣泛開展動員、統一思想，進一步認識人工智能教育工作，積極培養人才。二要規劃先行，行穩致遠。各學校要根據本校實際情況，做好摸底調研工作，制訂人工智能教育方案，做好軟硬件支撐準備。三要認真落實，責任到位。各學校要明確專人，設立專崗，確保具體工作落實到位。四要創新開放，團結協作。各學校要樹立合作共贏理念，積極打造一支勤學習、懂技術、肯鉆研的教師隊伍，開展好日常管理工作。

對于構建常熟市人工智能教育一盤棋架構，實行“1234N”舉措。“1”是建成常熟市人工智能教育應用平臺，含一整套與中央電教館人工智能課程相配套的教育教學資源，提供課前教師備課、課中教學與學生學習、課后學生拓展學習、課程評價、編程實踐以及區域統一管理等功能，滿足學生學習、教師教學、區域管理等訴求，為實現人工智能教育普及與均衡的人工智能常態化應用創造條件。“2”是由教育裝備技術中心統一運維人工智能教育應用平臺，全市學校免費使用，整合了資源，服務于教師的備課、授課、研訓，以及學生的自主探究和課堂學習，集約了資金，具有可推廣性。“3”是建設信息科技、師資培訓、學科融合三大應用場景的實驗中心。“4”是圍繞平臺建設與應用實現課程體系、實驗體系、師訓體系、評價體系四大功能。“N”是推行創新開展+……

常熟市世茂實驗小學積極探索在國家課程的基礎上整合相關學科，建立并完善四大型的人工智能課程群。針對一至三年級學生，以主題周、科技節為主要形式，通過“做一個實驗、讀一本書、看一部電影、聽一場講座”，系統開展主題課程群、小課題研究等活動，讓學生在參與、體驗、實踐中了解人工智能，激發他們對人工智能的興趣。針對四至六年級學生，以信息技術學科為主陣地，開展人工智能課程教學。針對畫圖和數學編程，融合基本算法，體驗圖形化編程。開展開放式的項目合作與創新實踐活動，提升學生的計算思維與創新能力。

三、科研發力，深化“新”實踐

人工智能教育的創新機制從哪里來？常熟市教育裝備技術中心主動思考，探索AI時代的創新實踐路徑。

（一）提升師生數字素養

探索人工智能小學、初中、高中、大學一體化人才貫穿式培養，積極開展首席數據官、數字教研員、數字教師、數據分析師和數據安全師隊伍建設，培養專業化的師資隊伍。引入師資培訓精品課程，組織分層分類的培訓、教學、觀摩活動，提升校長、教研員和教師的人工智能素養。在開設省級網絡名師工作室的基礎上，開設中小學人工智能教育名師工作室、骨干教師研修班、AI教學能力提升班、人工智能培訓基地，逐步培育一批有引領示范作用的名優教師，多途徑、多形式地促進教師專業化成長。

常熟市古里中心小學作為全國首批“央館人工智能課程”規模化應用試點校、蘇州市青少年數字公民培育校，在具體課程實施的過程中，圍繞四項課程進行了探索。

1.以整班性為單位的普適型課程，營造全員氛圍

一、二年級以模型搭建為主要學習內容，學生初步接觸力學、機械、工程等方面的知識，主要培養解決問題的能力，為學習人工智能打下基礎。三、四年級以圖形編程為主要學習內容，主要培養人工智能意識、技術創新思維和智慧社會責任感。五、六年級以“央館人工智能課程”為主要學習內容，師生以學習單為支架，開展項目合作。

2.以試點班為單位的進階型課程，推進學科融合

基于“央館人工智能課程”規模化應用校的要求，學校嘗試在四至六年級設置“央館人工智能課程”規模化應用班，目前每個年級設1個試點班，實現學科融合。基于央館人工智能教材中的語言識別、視覺識別等內容，推進智能化古詩等級測試、單詞大王PK等闖關活動，成效良好。

3.以校社團為單位的鞏固型課程，組建常態化團隊

目前，該校根據央館人工智能教材內容開設了咪奧機器人、智能工廠、電子畫報、3D打印、服裝設計、暢言AI、物聯網設計7類社團，參與學生近240人次，其分布于各個年級，全方位地進行團隊發展。

4.以競賽團為單位的培優型課程，深入參與競賽

目前，學校以NOC和領航杯兩大賽事為主，圍繞AI天工造物、智能博物、電子畫報三方面開展賽事訓練，成果顯著。

（二）開展教師培育工程

教師團隊是人工智能課程順利實施的重要條件，在首批29所試點校的基礎上，通過區域整體推動及政策保障，通過內部培養和外部引入等方式，開展各級培訓，挖掘種子教師，培養一批名師、名校，利用集團校的輻射作用實現人工智能教育的優質均衡，構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所學校獲評“中央電化教育館中小學人工智能教育培訓基地”，3位教師獲評“中央電化教育館中小學人工智能教育培訓師”。未來三年計劃培育網絡（人工智能）名師工作室3個，培育人工智能教育培訓師10位，培育種子教師30位。我們計劃每學期開展人工智能教研活動、優秀課例和公開課分享以及期末人工智能應用效果評價。

（三）推進教研服務工程

一是由教育裝備技術中心、教育科、教學研究室、教師發展中心聯合制訂協同工作方案。教育裝備技術中心強化課堂技術保障，建立定期巡查制度，定期檢查維護設備，提供活動技術保障；教育科制訂課程計劃，確保課程列入學校課表，納入學校評價體系；教學研究室建立專兼職教研員隊伍，創新教、科、研為一體的活動機制，開展教學模式探索、學科融合、課程資源開發等工作，利用好集團辦學的輻射作用，舉辦教學能手比賽等；教師發展中心開展相關培訓，不斷提升教師的人工智能素養。

二是積極引入南京師范大學、蘇州大學、常熟理工學院等高校專家團隊資源，圍繞立項課題“人工智能課程在中小學的實踐應用研究”廣泛開展實踐研究。昆承小學陳平老師做了題為《種下一顆種子? 期待春暖花開——小學人工智能課堂教學實踐探究》的講座，從政策文件、課題實踐、未來探索視角出發，探究小學人工智能課堂教學實踐；綠地實驗小學陳潔老師做了題為《探究央館人工智能教育課程在小學的實踐應用》的講座，介紹了綠地實驗小學人工智能課程開展的情況和獲選央館特色課例的具體教學設計；實驗小學李振剛老師做了題為《基于人工智能培養學生創新能力的實踐研究》的講座，介紹了實驗小學AI實驗室的創建過程和人工智能教學實踐。此外，組織大學教授、中小學教師、本科院校大學生等開展教學活動，通過教研、公開課、專家講座等活動提升科研水平，打造小學、初中、高中、大學的研學共同體。

以常熟市實驗小學為例：1.組建跨學科團隊。以課題科研為抓手，開展主題或專項教研。圍繞核心素養目標定期開展交流，創新教學方法，整合教學資源，創造實踐條件，完善評價方式，最終指向人工智能校本課程的創新發展。2.探究項目式學習。項目式學習是人工智能普惠課程順利實施的依托，具體流程為確定項目、發現問題、提出問題、制訂解決方案、實踐驗證、再次提出問題、改進方案、再次實踐驗證、解決問題，有助于培養學生的工程思維，促進實踐探究的深入開展。3.建立模型化課堂。建立一套科學、可操作的教學模型是指引和推進人工智能課程實施的有效路徑。項目組教師在科研的過程中，建立了一套滿足項目式學習需求的教學模型，以促進教師改革與研究，引導學生體驗與探究。4.完善體系化評價。以科學的評價體系引導學生成長，重視對學生學習表現進行評價，將學生的學習態度、學習方法、創新思維等納入評價體系，并有機結合過程性評價與終結性評價，重視學生的學習過程和結果，在學生自評、互評與教師評價中激勵學生學習，改進教師的教學方案，提升學生的綜合素養。

（四）謀劃實施三年計劃

未來，常熟市將積極創造智能化、數字化、個性化、泛在化的智慧學習環境，為提升教育教學質量賦能加力。建議建立人工智能教育示范教學集團，通過一體型、幫扶型集團形式，發揮優質資源的影響與輻射作用，促進優質教育資源均衡化。在此基礎上建立區域人工智能教育聯盟，搭建由教育局、中小學、高校、AI企業共同參與的綜合育人共同體，搭建跨區域高水平交流平臺，制定實施政策，形成保障有力的常熟市人工智能教育發展新格局，打造常熟市人工智能教育品牌。

常熟市規模化、常態化、高質量開展的“央館人工智能課程”教學，將進一步推動教育理念與模式、教學內容與方法的改革創新，促進區域整體推進人工智能教育新路徑、新模式的構建，更好地發揮數字化教育的引領和支撐作用，不斷提升區域整體教育水平，進而為全國人工智能教育的發展貢獻常熟智慧，提供常熟樣本。

［參考文獻］

國務院.國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知［J］.中華人民共和國國務院公報，2017（22）：21.