中小學人工智能課程教育實踐策略的設計與實施

摘要：當前，以ChatGPT、深度神經網絡等為代表的人工智能新技術正在迅猛發展，并深刻影響著中小學人工智能課程教育的實施路徑，進而為創新型人才培養帶來新的機遇與挑戰。人工智能課程對培養師生的創新思維、計算思維、工程思維、設計思維和跨學科融合能力具有重要意義，但目前我國中小學人工智能課程教育的推進速度緩慢、成效不佳。基于此，文章梳理了國內外中小學人工智能課程教育的現狀，并針對廣州市的273所學校開展中小學人工智能課程教育情況調查，發現在實施過程中存在諸多問題，包括缺少專業的教學師資、缺少實用的教學資源、缺少配套的教學空間、缺少適切的教學模式等。在此基礎上，文章從培養高素質的人工智能教學師資、開發高質量的人工智能教學資源、創設高標準的人工智能教學空間和構建高融合的人機協同教學模式四個方面設計了“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略，以期推動中小學人工智能課程教育的高質量發展，培養具有智能素養和創新能力的新質人才。

關鍵詞：中小學；人工智能；課程；實踐策略；新質人才

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2024）12—0095—10 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2024.12.010

人工智能、數字孿生、元宇宙和生成式大語言模型作為引領未來的核心技術，為開展中小學人工智能課程教育創造了條件。人工智能課程教育對于培養學生的創新思維和提升學生的智能素養極為關鍵，但目前我國中小學人工智能課程教育的推進速度緩慢、成效不佳。基于此，本研究通過文獻梳理和實地調研，探討了中小學人工智能課程教育的現狀，分析在實施過程中遇到的關鍵問題，進而設計了“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略，以期推動中小學人工智能課程教育的高質量發展，提高學生的創新思維能力、問題解決能力、工程設計能力和跨學科融合能力，培養具備智能素養的創新型人才。

一 中小學人工智能課程教育的現狀

中小學人工智能課程教育的主要目的是培養大批具有智能素養的新質人才，通過開展人工智能課程教育，為學生講授人工智能知識，使其具備分析問題、解決問題和應用新技術的能力，以更好地適應未來社會^[1]。近年來，國內外均積極推進中小學人工智能課程教育和創新型人才培養。2017年，法國政府發布《法國人工智能綜合報告》，高度重視國家級人工智能培訓課程的開發，強調跨學科平臺建設^[2]；英國政府發布《在英國發展人工智能產業》，提出采取多種措施培養或引進更多的人工智能領域人才^[3]；新加坡推出“新加坡人工智能”計劃，構建了一套涵蓋小學、中學乃至全體公民的人工智能終身教育體系^[4]。2019年，斯坦福大學發布的《2019AI指數年度報告》指出美國在人工智能領域顯示出先發優勢^[5]。可見，多個國家均高度重視人工智能課程教育。

在國內，中小學人工智能課程教育的實施最早可以追溯到2003年教育部頒發的《普通高中技術課程標準（實驗）》^[6]。該標準把“人工智能初步”納入“信息技術”課程教材的選修模塊，但在當時的條件下，我國普通高中尚未全面開設“人工智能初步”這門課程，只有部分中小學校以課外社團活動和校本課程培訓的形式開展機器人競賽項目培訓，以賽促教，通過組織部分學生參加機器人競賽活動來滲透人工智能課程的啟蒙教育。2015年是“創客”元年，部分教師以智能機器人為載體開展創客教育和STEM教育的理論研究與實踐探索，這為開展中小學人工智能教育奠定了基礎。2017年，國務院頒布《新一代人工智能發展規劃》，提出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，逐步推廣編程教育^[7]。隨后，教育部先后印發了《教育信息化2.0行動計劃》《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》^[8][9][10]，在強調推進人工智能教育緊迫性的同時，將“人工智能初步”列為選擇性必修模塊，并設置了“人工智能與智慧社會”模塊。2020年，中國香港特別行政區政府創新及科技局發布《香港智慧城市藍圖2.0》，提出培育人工智能青年人才的策略和推行中學IT創新實驗室計劃^[11]。2021年，中國澳門特別行政區政府教育及青年發展局發布《非高等教育中長期規劃（2021-2030）》，提出要發展人工智能教育，培育學生未來所需的人工智能素養^[12]。2024年，教育部發布《教育部部署加強中小學人工智能教育》，提出探索中小學人工智能教育實施途徑，加強中小學人工智能教育^[13]。可見，近年來我國高度重視中小學人工智能課程教育，并將其視為實施全民智能教育的基石^[14]。我國希望通過中小學人工智能課程教育培養一批掌握人工智能技術和創新能力的新質人才，但現實情況并不樂觀。據不完全統計，全國各地目前僅有部分經濟發達的城市實現了義務教育階段人工智能課程教育的全面普及，多數普通高中尚未全面開設信息技術選擇性必修模塊“人工智能初步”課程^[15][16]。

隨著人工智能技術的快速發展，近年來國內掀起了人工智能的研究熱潮，但一些企業、學校和教師對人工智能課程教育的定位不夠清晰，甚至產生了錯誤認知，經常將機器人教育、創客教育、STEM教育和編程教育等同于人工智能課程教育。例如，一些培訓機構和學校的教師把指導學生利用光電傳感器、超聲波傳感、聲音傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等制作的創客作品稱為人工智能作品，但分析發現，這些作品并沒有涉及機器學習、深度學習、模式識別和自然語言處理等人工智能核心技術。可見，部分企業、學校和教師對開展人工智能課程教育的認識還存在一定的誤區，同時在推進中小學人工智能課程教育的過程中還存在諸多現實問題。

二 中小學人工智能課程教育存在的問題

人工智能課程教育正得到來自人工智能、物聯網、區塊鏈、數字孿生和大語言模型等新興技術的多方面、多平臺、多樣化和多場景的技術支持，但在中小學人工智能課程教育的推進過程中仍暴露出不少問題，因此本研究以廣州市為例對當前存在的問題進行了探究。本研究依托前期研究對廣州市中小學“智慧校園”實驗校、廣州市中小學“人工智能”課程實驗校和廣州市創建全國“智慧教育示范區”支撐校共計273所學校進行了問卷調查，共回收問卷15522份，其中管理者309份，教師1074份，學生14139份^[17]。考慮到一線教師是開展人工智能課程教育的見證者、親歷者和實施者，他們的意見更加精準，因此本研究主要針對一線教師的調查問卷進行了分析，發現存在以下四個突出問題。

1 缺少專業的教學師資

調查結果顯示，92.58%的教師表示在大學期間沒有學過人工智能課程，缺乏對人工智能課程背景、理念、知識和原則等方面的深入理解，人工智能知識儲備欠缺；74.11%的教師表示當前學校缺少人工智能師資，無法開設人工智能課程；76.23%的教師表示不熟悉人工智能工具的使用，導致人工智能工具的教學應用受限，影響教學創新和學生學習效果；68.36%的教師表示因計算思維與數據思維能力不足，導致缺乏使用編程邏輯解決問題和使用數據驅動決策的能力。可見，缺少掌握人工智能技術的教師隊伍，嚴重阻礙了人工智能課程教育的普及推廣。

2 缺少實用的教學資源

在人工智能課程教育過程中需要有豐富的教學資源供師生使用，但調查結果顯示，85.57%的教師表示當前缺少開展人工智能課程教育的教材和多樣化的教學資源平臺，這使教師難以有效實施教學計劃，限制了教學的創新和多樣性，可能會導致教育質量下降、教學方法單一、學生個性化學習需求得不到滿足，學生也可能因此失去主動探索和深入學習人工智能的動力，從而阻礙其智能素養的提升和創新能力的培養。人工智能的發展非常迅速，如果缺乏最新的教學資源，學生就無法掌握人工智能前沿技術與應用，師資隊伍的培養也會因教材和資源不足而受到影響，進而限制教師的教學創新與專業提升，影響教學質量。

3 缺少配套的教學空間

人工智能課程教學有其特殊性，必須借助一定的智能硬件設備，通過動手實操體驗，幫助學生建構知識結構和學科素養。然而調查結果顯示，79.29%的教師表示受人工智能設備采購預算不足、資金使用限制較多、政策模糊等因素的影響，學校無法采購人工智能設備；85.31%的教師表示學校沒有專項經費支持和足夠的場地，無法搭建開展人工智能課程所需的教學空間。人工智能課程教育強調理論與實踐相結合，如果缺少人工智能教學設備和教學空間，學生將難以通過實際操作來驗證理論并探索新知，這會大大削弱學生的實踐技能和解決復雜問題的能力，從而影響人工智能課程的開設。

4 缺少適切的教學模式

調查結果顯示，78.96%的教師表示當前缺少開設人工智能課程教育的教學模式，難以滿足學生利用知識解決實際問題的需求；73.56%的教師表示傳統教學模式已不能滿足人工智能課程的教學需求，導致教學效果不佳；82.53%的教師表示需要創新教學模式，并將新型教學模式應用于人工智能課程教育以進行探索和實踐。但目前因缺少適用于師生和各種教育場景的新型教學模式，可能導致學生對人工智能的理解不足，影響其創新能力的培養，從而阻礙中小學人工智能課程教育的普及與發展。

三 中小學人工智能課程教育實踐策略的設計與實施

隨著人工智能、教育元宇宙等新技術的迅猛發展，人工智能課程教育也迎來了數字化轉型與智能化升級的挑戰，對教學師資的能力提升、教學資源的優化配置、教學空間的改造升級、教學模式的改革創新提出了新的要求。為順利推進中小學人工智能課程教育，本研究設計了“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略，如圖1所示。

1 培養高素質的人工智能教學師資

高素質的教師是推動人工智能課程教育創新和提升的關鍵，應具備以下核心素質：①深厚的跨學科知識積淀，涵蓋計算機科學、數學和心理學等；②熟練的人工智能技術應用能力，如利用機器學習、深度學習、模式識別、自然語言處理等技術組織教學；③過硬的創新教學能力，能夠靈活運用創新的教學方法組織教學；④終身學習的習慣，能夠跟上人工智能快速發展的步伐，確保個人能力得到不斷更新和提升；⑤優秀的團隊協作能力，能夠進行有效溝通并協調解決實際問題；⑥精湛的教學指導能力，能夠激發學生的創新思維和解決復雜問題的能力。為培養一批高素質的人工智能教學師資，本研究提出如下舉措：

（1）提升人工智能教師的智能素養

首先，教師需要更新自身的智能教育理念，不斷學習先進的人工智能理論和技術知識，以適應快速變化的教育環境，應對人工智能技術給教育模式和學習方式帶來的變革，實現教育理念、教學內容、教學模式的改革創新。其次，教師應具有倫理和社會責任，必須意識到人工智能可能帶來的隱私保護、數據安全和偏見問題，能夠批判性地評估人工智能技術在教育中的利弊，指導學生安全、公正地使用人工智能工具。

（2）增強人工智能教師的教學技能

首先，由教育行政部門、教研部門、電教部門、高校、企業等多方聯動和協同推進，通過組織開展一系列人工智能師資培訓活動，加強教師對人工智能知識的了解與掌握，提升其人工智能技術應用能力和教學水平，促使教師將人工智能技術如語音識別、圖像識別、生成式人工智能大模型等直接應用于課堂，以提高教學效率和減輕師生負擔。其次，教師應提升跨學科整合能力，將人工智能知識與不同的學科內容相結合，培養學生的創新思維和問題解決能力。

（3）組建人工智能教師教研協作共同體

首先，建立中小學人工智能教師專業發展平臺，設計專門用于師資培訓的人工智能教學輔助工具，實行線上與線下相結合的模式開展師資培訓。其次，構建名師領銜的教研協作共同體，充分利用名師工作室和專家型教師的影響力與教學經驗，發揮名師的引領示范輻射作用，通過開展示范帶學、跟崗實踐、案例研討、展示交流、教改創新、教育幫扶等名師工作室系列研修活動，提高人工智能師資團隊的人工智能技術應用技能，從而促進教師的教育數字化轉型和智能素養提升。

2 開發高質量的人工智能教學資源

高質量的教學資源是提升教學效果、激發學生潛能的關鍵，應具備以下特點：①內容前沿，反映人工智能的最新發展，涵蓋理論與實踐，構建梯度合理的知識體系。②形式多樣，包括在線課程、實踐項目、互動模擬實驗場景等。③支持個性化學習，可以適應不同學生的學習需求。為此，本研究提出了中小學人工智能教學資源開發實施方案，如圖2所示。該方案從政策、教材、資源、裝備、師資、研培、協同、活動共8個方面規劃了開發中小學人工智能課程教材資源的實施路徑；同時，搭建了中小學人工智能教學平臺，內容包括教學管理、創意實驗室、仿真實驗室、Python實驗室、統計分析和成長社區共6個功能模塊，以便為學生提供豐富、動態、實用的人工智能課程教學資源。

（1）開發人工智能課程教材資源

首先，根據不同的教育階段和學生需求，設定清晰的教學目標，確保課程內容能夠培養學生的人工智能素養和創新能力。其次，人工智能涉及計算機科學、數學、統計學等多學科領域，教材應體現跨學科整合，幫助學生建立全面的知識體系。再次，設計實踐導向的課程內容，結合實際案例和項目，使學生通過動手實踐加深對人工智能概念的理解。此外，還可以開發多樣化教材，創建適合不同學習層次的教材，包括基礎知識、應用案例和實驗指導，確保內容的廣度與深度。最后，利用數字技術，結合生成式人工智能和數字教材，提供動態生成的學習資源，滿足個性化學習需求。通過這些策略，可以有效開發出高質量的人工智能課程教材資源，支持學生的全面發展。

①義務教育階段人工智能教材的開發與實施。例如，為解決缺少人工智能教材的難題，廣州市教育研究院組織教師開發了一套《人工智能》教材，并由廣州出版社出版^[18]。該教材面向3年級～8年級的學生，共12冊，于2021年通過廣東省教育廳地方教材的審定，成為廣州市義務教育階段人工智能通識教育普及教材，內容設置包括人工智能通識、人工智能應用、人工智能編程、智能機器人開發四大板塊，重點培養學生的智能意識、技術創新思維、應用實踐能力和智能社會責任等素養。自2022年9月起，該教材作為廣州市3年級～8年級普及人工智能教育的授課教材，課時量為每2周1學時，為廣州市義務教育階段全面普及中小學人工智能課程教育奠定了堅實基礎。

②普通高中階段人工智能教材的建設與應用。本研究參編出版的《普通高中信息技術教材選擇性必修4：人工智能初步》于2019年通過了國家教材委員會專家委員會審核^[19]。該教材的編寫符合新課程標準和新技術應用理念，旨在為學生將來進入高校繼續開展與人工智能相關方向的學習以及應用人工智能技術進行創新、創造提供條件，以提升學生的理論知識、操作技能、編程思維、計算思維、智能思維和創新思維能力。2019年12月，該教材由廣東教育出版社出版，成為全國普通高中信息技術學科通用的人工智能課程授課教材，供全國普通高中師生使用。

（2）搭建人工智能課程教學平臺

首先，創建一個互動性強、更新及時的課程資源庫，涵蓋從基礎理論到前沿技術的應用案例，以促進學生的主動學習和深入理解，同時能夠適應不同學習階段的需求，并激發學生的創新潛能。其次，引入師資培訓和評估功能，通過系統的培訓提升教師的人工智能素養與教學能力，并利用數據分析來跟蹤學習進度以給予及時反饋，同時幫助教師監測學生的學習進度和效果，以提供個性化的教學建議。這些策略的實施將有助于構建一個有效的中小學人工智能課程教學平臺，推動人工智能教育的普及和發展。

①搭建面向學生學習的人工智能課程教學平臺。例如，廣州市教育局在2022年委托開發建成了一個適配義務教育階段《人工智能》教材的人工智能課程教學平臺，該平臺提供人工智能課程市級托底資源，包括配套的實驗用書、教案、課件、習題、動畫、教學視頻、編程操作指引視頻、實踐手冊和“教-學-研-管-評”課程實驗平臺。人工智能課程教學平臺運行3年以來，由廣州市電化教育館聯合華南師范大學教育信息技術學院組織專家團隊到廣州市各中小學校開展平臺應用培訓和教學研訓活動共計141次，一對一進校指導2278人次，涵蓋842所學校和1278名教師，為推動廣州市1～8年級人工智能課程教學的全面普及奠定了堅實基礎。

②搭建面向教師培訓的人工智能繼續教育平臺。例如，本研究開發的中小學教師繼續教育網絡課程“人工智能與教學融合創新應用實踐”共20學時，已在廣州市中小學教師繼續教育網絡平臺上線，2024年6月首次上線就有2610位教師報讀，內容包括人工智能的發展歷程及現狀、人工智能進入學校的途徑、基于物聯網的人工智能編程、人工智能與教學融合案例、人工智能進入中小學的實踐策略、元宇宙與虛擬數字人在人工智能教學中的應用等。該課程作為中小學人工智能教師培訓的線上網絡課程和線下專題講座課程，被用于全國各地開展的中小學人工智能師資培訓。

3 創設高標準的人工智能教學空間

高標準的人工智能教學空間是培養新質人才的重要基礎，應具備以下要素：①先進的智能設備和虛擬現實工具，以支持智能學習、互動學習和模擬實驗。②高標準的教學環境設計，以培養學生的創新思維能力、智能思維能力和協作交流能力；靈活的學習區域，以適應不同的教學模式需求；智能的監控和數據分析系統，以優化教學管理和學習體驗。

廣州市中小學自采用義務教育階段《人工智能》教材開展人工智能課程教育以來，經過2年多的人工智能課堂教學實踐，雖然取得了一定的成效，但教學形式還只停留在通過編程軟件和虛擬平臺進行模擬實驗的層面，缺少硬件設備供學生動手實驗，在培養中小學生的動手實踐能力、工程設計能力和智能創造能力方面還存在很多問題，導致部分學生逐漸失去了學習人工智能課程的興趣。為提升中小學生的設計思維、創新思維和動手實踐能力，學校必須配置具有先進硬件設備的人工智能實驗室。為此，本研究對廣州市電化教育館在2015年創建的“智創空間”進行升級改造，采購了一批人工智能和教育元宇宙硬件設備，構建了中小學人工智能課程教學空間，如圖3所示。該空間由實體空間與虛擬空間融合而成，包括各種智能機器人、無人機、腦機控制、XR（VR/AR/MR）、3D全息投影等設備，引入了各種生成式人工智能平臺，如ChatGPT、文心一言、訊飛星火、通義千問、豆包、Kimi、華知大模型等，作為支撐人工智能課程教學的腳手架和助推器^[20]。該教學空間可作為各中小學校建設人工智能實驗室的參考模板。

此外，為滿足不同學校的需求，各中小學校還要積極尋求多方支持，以籌建適合自己學校的人工智能教學空間，通過多管齊下，解決人工智能課程教學缺少軟硬件設備和教學空間的難題，具體方式包括：①向上級主管部門申請人工智能課程教學空間的建設經費，采購人工智能課程教學所需的軟硬件設備；②與高校和科研院所合作，共享高校和科研院所人工智能軟硬件資源；③通過校企合作，校企共建人工智能課程教學空間。

4 構建高融合的人機協同教學模式

首先，依托人工智能、機器學習、數據挖掘等先進技術支撐，打造智能化教學平臺，實現教學資源的個性化推薦和學習路徑的動態調整。其次，通過智能教學系統和虛擬化身等教學應用，幫助教師突破時空限制進行遠程實時教學，同時利用數據分析優化教學策略，提升教學互動性和學生參與度。最后，強調人類教師與人工智能助教協同合作的教學方式，人類教師負責創造性、情感性的教學活動，而人工智能助教承擔重復性、單調性的工作，兩者優勢互補，共同促進學生的全面發展。傳統教育教學模式束縛了師生的創新能力和實踐能力發展，為提升師生的智能素養和教學質量，推進中小學人工智能課程教育，需要對教學模式進行創新。本研究基于前期探索引入知識建構和智能教育理論，在機器學習、自然語言處理等多種先進技術的支撐下，將多樣態的教學應用、“人類教師、智能機器人教師、虛擬數字人教師”三師課堂教學模型、多種交互方式和各類教學方式進行了有機融合^[21]。本研究構建的高融合的人機協同教學模式如圖4所示。

該模式涉及如下核心要素：①人機協同需要機器學習、自然語言處理、計算機視覺、大語言模型、知識圖譜、擴展現實、數字孿生等多種新技術作支撐。②構建智能教學輔導、智能學習推送、學習行為監測、智能內容生成、學習資源導航、沉浸學習體驗、虛擬數字助教等新型教學應用場景。③將人類教師、智能機器人教師和虛擬數字人教師的“三師課堂”教學模型應用于人工智能課堂教學。④通過人機互動、師生互動、智能互動、情景互動、腦機互動、體感互動等交互方式實現多方聯動。⑤結合人工智能課程的特點，可以采用項目式、探究式、合作式、情境式、體驗式、游戲式、跨學科等教學方式進行優選搭配和多元融合形成新型教學方式，以改變傳統填鴨式的教學模式，提高學生的參與度和創造力。例如，通過教育元宇宙和XR（VR/AR/MR）技術，學生可以沉浸在具有高度交互性的虛擬學習環境中，能提升學生的學習熱情和興趣，獲得多元化教學體驗；利用生成式人工智能優化學生的個性化學習路徑，為每個學生提供定制化的學習資源，滿足學生的個性化學習需求；智能機器人教師和虛擬數字人可以承擔一些重復性的教學工作以及學生實踐活動的輔導，減少教師的工作負擔，使得教師能夠專注于更富有挑戰性和創造性的教學工作，提升教學效率；“三師課堂”教學模型結合了理論知識和實踐操作，學生可在現實空間和虛擬空間進行實驗、創作，培養學生的動手能力和創新思維能力；利用人工智能技術實時收集學習過程數據，分析學生的學習狀況并提供即時反饋，幫助學生及時調整學習策略。因此，為更好地推進中小學人工智能課程教育，通過構建人工智能課程新型教學模式，鼓勵學生主動參與、積極探索。教師利用智能技術創設豐富的教學情境，提供個性化的學習資源，滿足不同學生的學習需求，探索跨學科的教學方法，促進學生在不同學科領域之間的知識融合和能力遷移。通過教學模式創新，更好地激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維和問題解決能力。

為驗證“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略的實施效果，本研究對面向中國澳門特別行政區、上海市、重慶市、河南、湖北、湖南、云南、貴州、廣東、廣西、新疆、西藏、寧夏等各地參加“人工智能與教學融合創新應用”課程培訓的1176位教師進行了問卷調查，結果顯示：80.09%的教師認為通過參與形式多樣的人工智能師資培訓，教師能夠熟練運用人工智能技術，從而顯著提升自身的人工智能教學能力和智能素養，以提高教學質量；74.43%的教師認為開發的人工智能教材和教學資源平臺能夠滿足中小學人工智能課程教學的需求，豐富了教學內容，有助于激發學生的學習興趣；63.22%的教師認為設計人工智能教學空間和配置配套的教學硬件設備，能夠為學生提供實踐操作的平臺，可以增強學習的互動性和實踐性；84.94%的教師認為人機協同教學模式能夠實現個性化教學和精準評估，提供更加個性化和高效的學習方式，以減輕教師負擔，提高教學質量。可見，“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略對解決缺少教學師資、教學資源、教學空間、教學模式等方面的難題具有一定的成效，為中小學人工智能課程教育的實施奠定了一定的基礎，有助于創新型人才的培養。

四 結語

隨著數字化和智能化技術的快速發展，中小學人工智能課程教育迎來了前所未有的變革，應用人工智能、教育元宇宙等新技術，有助于激發師生的創新與思維能力，并推動中小學人工智能課程教育的健康發展。本研究針對人工智能課程教育中存在的四個問題，提出了培養高素質的人工智能教學師資、開發高質量的人工智能教學資源、創設高標準的人工智能教學空間、構建高融合的人機協同教學模式的“四位一體”推進人工智能課程教育的實踐策略。同時，本研究通過該策略的實施驗證了其對于中小學人工智能課程教育質量提升的有效性。但本研究還存在一些問題有待解決，需要在后續的研究中不斷改進新型教學模式和應對策略，強化人工智能課程教育與傳統教育的結合，最終實現教育資源的均衡分布和教育質量的全面提升，促進教育數字化轉型和智能升級。通過普及中小學人工智能課程教育，為國家培養一批具有智能素養和創新能力的新質人才。

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Design and Implementation of Practical Strategies for Artificial Intelligence Curriculum Education in Primary and Secondary Schools

WANG Tong-Ju

（Center for Education Technology of Guangzhou， Guangzhou， Guangdong， China 510091）

Abstract： Currently， new artificial intelligence technologies represented by ChatGPT and deep neural networks are developing rapidly and profoundly impacting the implementation path of artificial intelligence curriculum education in primary and secondary schools， which brought about new opportunities and challenges for the cultivation of innovative talents. The artificial intelligence curriculum is of great significance in fostering innovative thinking， computational thinking， engineering thinking， design thinking， and interdisciplinary integration abilities among teachers and students. However， the advancement of artificial intelligence curriculum education in primary and secondary schools in China is slow and the results are not satisfactory. Based on this， the paper sorted out the current state of artificial intelligence curriculum education in primary and secondary schools at home and abroad， and conducted a survey on the situation of artificial intelligence curriculum education in 273 schools in Guangzhou city. It was found that many problems existed in the implementation process， including a lack of professional teaching faculty， practical teaching resources， supporting teaching spaces， and appropriate teaching models. On this basis， a “four-in-one” practical strategy for promoting artificial intelligence curriculum education was designed from four aspects of cultivating high-quality artificial intelligence teaching faculty， developing high-quality artificial intelligence teaching resources， creating high-standard artificial intelligence teaching spaces， and constructing highly integrated human-computer collaborative teaching models. Through the implementation of this strategy， it was expected to promote the high-quality development of artificial intelligence curriculum education in primary and secondary schools and cultivate new talents with intelligent literacy and innovative capabilities.

Keywords： primary and secondary schools; artificial intelligence; curriculum; practical strategies; new quality talents

*基金項目：本文為全國教育科學“十三五”規劃2020年度教育部重點課題“面向中小學人工智能教育的教師培養與教學策略研究”（項目編號：DHA200334）的階段性研究成果。

作者簡介：王同聚，正高級教師，本科，研究方向為基于智能機器人的創客教育、STEM教育、人工智能教育和教育元宇宙應用，郵箱為22915296@qq.com。

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