人工智能课程在中小学开展的区域探索

颜鼎

● 当前小学人工智能普及教育的现状

随着人工智能普及教育逐渐成为学校实践活动课程教育的重要内容，普及教育逐渐推广，但是由于缺乏一定的经验，实施过程中相关的教学问题日益凸显。

问题一：人工智能普及教育界定不清。部分学校在落实人工智能课程中，将兴趣组或社团活动代替普及教学，引发普及面认知问题。例如，Scratch、机器人、物联网等内容都与人工智能相关。

问题二：教学实践环境和硬件设备等资源匮乏。人工智能教育离不开硬件的供给，但是由于缺乏必要的设备保障，课堂教学的实施存在难度。

问题三：师资力量不足，师训缺乏针对性。人工智能普及时间较短，教师对AI新技术的认知及掌握程度有限，相关的教学实践经验也十分缺乏，因此难以达到期望的深度学习的目的，有违学科初衷。

南京市鼓楼区制订了《关于开展全区中小学人工智能教育的指导意见》，决定依托区内一批名师资源，联合AI业内标杆企业，开展以发现和创造性地解决现实生活问题为核心内容的人工智能实践课程，从学科的高度对人工智能课程进行发展和升级。在这样的背景下，笔者作为该项工作的组织者，从区级层面进行活动的组织，引导工作室教师进行课程实践，创造性地开展以解决现实生活问题为核心内容的实践课程，开展基于普及教学项目的人工智能课程教学研究。

● 建构基于校际课程的人工智能教学新模式

1.建立校际名师团队

人工智能普及教学的首要任务即建立一支优秀的先行者队伍，通过提供有效的专业培训，让一批意识领先、敢于挑战的名师能够较快地学习专业知识，加深专业背景，提升人工智能教学和实践的能力。鼓楼区信息技术名师工作室聚集了全区近三十位优秀的信息技术教师，他们符合课程深入的专业要求。通过对骨干教师的专业培训，保障了人工智能普及教育的软件基础。经过多轮培训，工作室的教师基本掌握了相关专业技能，适应了新型教学模式，形成了教学的队伍。

2.中小衔接，研发校际课程

中小学的良性衔接课程的有效实施，从校际课程的层面保障了课程的推进，也为区域范围内的人工智能教学效能提供了有力的支持。

小学阶段的课程开发，主要通过人工智能工具设计进行内容重整，梳理现有教材中的相关内容，结合教学特点，引导学生探究、学习、互动，帮助学生获取相关知识，锻炼高级思维能力，培养学生情感体验与问题定向，其中事实性知识、概念性知识、元认知知识、程序性知识成为学生后续知识获取与迁移的基础。例如，在人工智能课程中，教师给学生建构任务模型、在线仿真平台、虚拟的城市街道等。

而初中阶段则从体验和定向，提升到对人工智能技术基础知识和技能的习得掌握，以及掌握运用人工智能解决问题的方法，提高解决问题的能力。在真实问题情境中，学生完整经历运用人工智能技术解决问题的基本过程，了解人工智能技术的基础概念、基本原理，演练操作方法、完成简单任务。例如，在“水果无人零售”的情境下，如何实现水果的智能识别是问题解决的核心，而通过水果拍照、标签标注、算法选择、AI模型训练、模型应用评估、发布模型应用，学生们知道了机器人学习的基本原理，理解了数据与机器学习的关系等。

3.组织校际竞赛，以赛促教

比赛项目的探究能够让学生进行广泛实践，通过问题聚焦、规划问题解决方案、实施方案解决问题三个流程，给予学生参与人工智能实践的机会，锻炼学生的实践能力和问题解决能力，深入融合前一阶段所学知识。

4.校情个性化

创设基于不同学情、校情的生活化的情境，建立起生活情境与教学内容的联系，让学生能够切身感受到相关知识，可以达到吸引学生注意力、激发学生学习兴趣的目的。但每个人的观察角度和生活经验都不一样，对待同一个问题或事物都有不同的想法，所以在人工智能课程中必须积极倡导个性化的理念，如编程教学中的程序无标准答案、机器人教学中结构设计无统一模板等。

● 跨校互通为人工智能教学提供了新途径

落实人工智能教育的方式多种多样，而跨校互通共建课程不失为一个好的方式。

1.共享优质师资，集体备课显效

跨校交流是指不同学校之间共享师资的教师交流形式。跨校交流是实现教育均衡的一种手段，也突破了校际间教师相对封闭和各自为政的壁垒，契合素质教育对未来师资高标准的需求。

跨校交流促进了信息技术教学质量的提高，能吸引学生的学习兴趣，提高学习积极性，避免了兼职教师因自身信息技术的能力及素养不足而影响学生的信息素养提升的问题。

2.共享课程资源，实施校际计划

课程资源包括教案、课件、教学视频、学习单资料、专题网站等，以及各级教研活动过程中研讨生成的资源、学科骨干的示范课等。这些课程资源要进行梳理，让资源条理化、模块化，逐步形成一套完整的人工智能课程資源。

通过将这些优质课程资源网络化、平台化，让学生进行线上的网络学习共享，并在课堂上与教师进行互动，逐渐打造“线上+线下”相结合的优质资源共享新模式。在此过程中，教师能够认识到知识共享的必要性以及共享以后带来的积极影响，真正树立合作、开放、共赢的理念。

3.共享硬件材料，多校同建项目

立足已有的硬件资源，通过合理调整教学进度，建立多校共享硬件的机制，解决硬件问题。错时错峰授课，减少硬件供需矛盾，给学生平等的学习机会。也可以进行网络远程互动教学，各校学生均可以通过网络共同学习、体验。这样可以减少重复建设，节约资源，还为不具备场地的学校学生提供了学习机会。

● 结语

鼓楼区人工智能普及教育的展开，是以儿童发展观为契机的实践活动，是以普及教学、惠及全体学生为目的的非功利教育，是学习和应用知识创造性解决真实难题的知识创新时代的教育。它重视批判性思维，重视利用以人为本的设计思维或信息化环境下的计算思维去解决问题。

在下一步的工作中，鼓楼区将结合新技术的发展，开展相应的理论层面的融合研究，以期将更为成熟的教学模式在实践中推广。