以場啟智：人工智能通識教育區域推進模式探索研究

【中圖分類號】G434【文獻標志碼】A【論文編號】1671-7384（2025）09-024-03

教育部《關于加強中小學人工智能教育的通知》提出，以“穩步推進普及、鼓勵先行先試”為原則，全面部署中小學人工智能教育工作，為中小學人工智能教育提供了頂層設計。然而，從政策指南向實踐場域轉化，學校人工智能教育的落地實施面臨著多重挑戰：一是目標定位模糊，出現“重工具操作、輕思維培育”的傾向。二是課程內容匱乏，部分學校簡單將創客教育中的傳感器應用等同于人工智能教育，出現“新瓶裝舊酒”的現象。三是課時安排受限，傳統學科課時安排已趨于飽和，新興的人工智能教育該如何在課程安排上真實落地實施成為問題。基于此，本文提出“素養導向（目標）-場景育人（內容）-場域聯動（實施）”的創新實踐模式，構建三層進階式學習人工智能場景，建設跨學科創新實踐共同體，推進人工智能通識教育的高質量落地。

素養導向：人工智能通識教育的自標定位

開展人工智能教育，其自標不在于把每位學生培養成AI工具的簡單使用者，而是AI時代的創意者。

1.人工智能教育的核心要素

數據、算法、算力是實現人工智能的三大技術基礎。其中，數據作為人工智能的“認知原料”，算法作為其“思維范式”，二者共同構成了機器智能的認知基礎。于曉雅教授提出：“實現人工智能的兩大基礎就是計算思維和機器學習，前者讓機器學會思維，后者讓機器學會學習。”1機器學習，是指通過大量的數據喂養，使機器具備記憶、邏輯判斷及推理能力。機器學習通過數據驅動實現自主學習，對用計算思維處理問題的求解機制產生了巨大影響。由此可見，數據在人工智能中的價值、數據驅動的機器學習工作流是理解人工智能運行機制的關鍵，是培養學生人工智能思維的重要載體，應成為人工智能教育中不可或缺的核心內容，從而形成契合智能社會的思維模式。

2.智能素養的內涵與框架

隨著人工智能技術逐步滲透到生活的各個領域，智能素養作為一個新興概念開始進入研究視野。歐洲委員會（EC）與經濟合作與發展組織（OECD）聯合制定了中小學人工智能素養框架，圍繞“與AI互動”“與AI共創”“管理AI”“設計AI”四大互動領域，系統構建了涵蓋22項能力的素養體系。值得注意的是，該框架采取的是 ∵Al+X^′′ 的跨學科賦能視角。

然而，若立足信息科技學科，現有的智能素養框架則需進一步突出學科本位屬性。信息科技作為人工智能的學科載體，是信息科技課程的一條邏輯主線，這就要求我們立足學科本質，提煉具有科技深度的核心素養要素。李峰教授提出將人工智能素養發展要求合理融入信息科技學科核心素養中，從意識、思維、創新、責任等方面進行解釋[2。通過構建這樣具有學科特色的素養體系，不僅能夯實學生的科技基礎，更能為跨學科AI應用提供堅實的學科支撐，最終實現“學科奠基-跨科輻射”的良性發展格局。

場景育人：人工智能通識教育的場景架構

智能素養不是靜態的知識集合，而是體現在真實問題解決過程中的動態能力系統，融合于個體運用人工智能解決問題的全過程。3面對當今社會形形色色的人工智能應用場景，筆者結合義務教育階段不同學生的年齡特點和認知規律，圍繞人工智能“學習”、人工智能“生活”、人工智能“社會”三個維度，構建從“表層（AI互動樂園工具的應用與創新）”“里層（AI智造工廠技術的應用與創新）”到“底層（AI思維探秘算法的應用與創新）”的三層進階式人工智能學習場景，通過漸進式的人工智能黑箱探秘，實現從“具身體驗”到“技術解構”再至“思維提升”的躍遷。深入挖掘各大場景中合適的項自學習資源群，優化內容供給與權重分配，實現在場景中浸潤、在項目中實踐、在實踐中提升。以“大場景·小項目”為驅動實現人工智能“應用”與“創新”雙螺旋發展。

第一層架構：AI互動樂園（人工智能“工具”的應用與創新）。該場景以大模型技術為支撐、多模態數據為基礎、生成式為核心功能、輕應用為實踐形態，廣泛涵蓋人臉識別、語音識別、人機對話、體感運動、人機對弈等，以及各種生成式AI（文字、圖像、語言、視頻）和智能體交互等項目。旨在為學生提供豐富的人機協同體驗，通過“具身交互”初步感知人工智能，切身感受人工智能對社會的影響，激發學生深入探索人工智能的興趣。在項自驅動下，通過“用中學”的方式，引導學生應用與創新問題解決時的工具智能化路徑，初步理解人工智能簡單的輸入輸出機制。

案例：智創鼓樓—AI文創設計之旅。設計 ^?∧1+ 勞動場景，學生們化身“文創設計師”，與AI智能體“欣欣”開啟深度交流，為即將抵達寧波鼓樓的她介紹建筑特色、美食元素和歷史文化等。聽完同學們的推薦，來自海曙區文旅局的AI智能體工作人員表示：“又全面又富有童趣，從孩子們的視角看到了鼓樓的另外一面。”隨后，AI智能體工作人員為“欣欣”與同學們分享了他眼中的鼓樓，對孩子們想要設計文創產品的想法表示鼓勵，并從設計主題、元素融入、色彩搭配、創意形式等方面給予了專業的建議。

第二層架構：AI智造工廠（人工智能“技術”的應用與創新）。此場景聚焦人工智能技術，構建以真實生活需求為導向的實踐創新項目，如基于語言識別的AI對話助手的實現、基于人臉識別的AI疲勞駕駛監測等項目，通過“需求發現- 技術融合- 應用迭代”的開發閉環，引導學生參與人工智能技術應用的實踐與創新。旨在以真實問題為驅動，培養學生綜合運用人工智能技術的實踐能力，建立AI技術改變生活、AI服務于人的價值觀。同時，通過“創中學”的方式，對計算機視覺、語音識別、自然語言處理等人工智能技術形成一定的認知，理解AI技術組件的協同邏輯。

案例：智語工坊一AI校園智能小導游。本項目圍繞AI智能解說員設計展開，應用于學校校史館、科技角等場景，以解決傳統解說方式交互性弱、信息呈現單一的問題。學生運用主控板、二維碼技術實現掃碼識別功能，掃碼后調取展品信息在屏幕上顯示；借助語音合成模塊實現語音解說，讓解說內容更生動立體；通過語音識別技術搭建互動問答系統，預設“展品年代”“創作背景”等常見問題，系統借助關鍵詞從數據庫中匹配提取答案并語音回復。項自實施過程中，學生需完成硬件連接、代碼編寫、功能調試等環節。項目融合STEM教育理念，以解決實際問題為導向，既能提升參觀體驗，又能培養跨學科實踐能力。未來，可擴展多語言支持或接入大模型增強交互智能性。

第三層架構：AI思維探秘（人工智能“算法”的應用與創新）。此場景聚焦人工智能的模型思維，從“黑箱操作”轉至“白盒實驗”，設計“數據驅動-模型訓練-預測判斷”的人工智能深度學習項目群：體驗數據采集、清洗與特征工程實踐，理解數據在算法模型中的驅動作用；體驗模型訓練，探究決策樹、K-近鄰等基礎算法的運行機制；通過預測判斷與結果驗證，建立對人工智能生成結果的理性判斷。在完整的項目驅動下，以人工智能實現路徑的“工作流”促進認知“思維鏈”發展，通過透明化算法運行機制，打破“黑箱依賴”，既理解AI智能決策的優勢，也認識到其數據偏差、算法偏見等局限性，樹立理性看待AI的科學價值觀。

案例：視域未來一AI近視風險預測。以預測學生近視發生時間為項目，分步完成數據準備、清洗、特征選擇、模型訓練、評估指標分析等環節。通過設計學校視力調查問卷體驗數據收集與整理，在數據預處理流程中體驗數據清洗與脫敏，強化學生的數據倫理意識；利用隨機森林算法構建初級簡單的人工智能預測模型，在調試中讓學生發現預測模型與最大特征數等參數的設置密切相關，并評估不同參數組合下的模型精度，從而選擇最優參數組合。隨后將訓練集中的數據輸入到隨機森林中形成學習結果，捕捉數據特征與標簽之間的非線性關系。最后把訓練好的預測模型針對驗證數據進行推斷與視力預測。通過“輸入數據-特征提取-模型訓練”的全流程透明化拆解，體會數據的價值，了解人工智能預測算法的簡單底層邏輯，初步形成用構建模型來解決實際問題的思維方式。

圖1學校創新實踐共同體的構建路徑

場域聯動：學校創新實踐共同體的構建路徑

針對傳統課時安排飽和的現狀，本研究提出通過構建“學校創新實踐共同體”，整合學校、教師、學生、社會機構等多方資源，創新性地打造“課堂 + 課后+ 校外”三維時空融合的實施路徑（圖1）。

課程統籌：本研究構建了以人工智能教育為核心，以信息科技、綜合實踐和勞動等課堂為教育實施主陣地的‘ ?1+N^′′ 多維度協同模型。在綜合實踐課中，統籌項目啟動、完成方案制定及最后的成果匯報等；信息科技課則聚焦人工智能的原理探究與技術實現；勞動課實現項目的制作與完善；道德與法治課程中嵌入AI倫理議題，探討數據隱私、算法偏見等社會影響。三學科協同形成“科技探究-實踐應用-價值判斷”閉環。課后拓展：依托經教育主管部門認證的課后托管白名單機構，整合社會優質教育資源，定制梯度化人工智能拓展課程包，通過課后服務項自滿足學生個性化學習需求，實現從通識到拓展的教學延伸。校外聯動：借助上海交通大學寧波人工智能研究院等當地優質社會研學實踐基地，開展智能制造工廠實地考察、人工智能科技展館深度研學等系列實踐活動，增強學生對前沿科技的具象認知，拓展創新視野和人工智能教育的實踐維度。

構建“以賽促學、以展促創”的激勵機制，通過舉辦“人工智能素養挑戰賽”“AI創新應用”等系列活動，搭建學生展示創新成果的平臺，激發學生學習熱情。活動設計注重分層分類，覆蓋不同年齡段與能力水平的學生，實現從普及到提升的一體化培養，為培育適應智能時代需求的創新型人才奠定堅實基礎。

小結

實踐證明，研究提出的“素養導向-場景育人-場域聯動”人工智能教育實踐模式，保障了人工智能教育的高質量落地，實現了學生智能素養從“具身體驗到“技術解構”，再至“思維提升”的躍遷。未來，人工智能教育仍需進一步探索，深化跨學科融合機制，拓展更多學科與AI的交叉應用場景。@

參考文獻

[1]于曉雅．STEM與計算思維[M]．教育科學出版社，2023（7）.

[2]李峰.改革信息科技課程，推動人工智能教育[J].中小學信息技術教育，2025（5）.

[3]鐘柏昌.新一代人工智能教育的五條邏輯主線[J].人民教育，2024（24）.

作者單位：浙江寧波市海曙區教育局教研室

編輯：仲玉維