创新开展中小学“人工智能+教育”的路径

摘 要：如何在中小学推进人工智能教育，是社会各界研究的一大热门课题。常熟市以此为契机，拉开了打造全国人工智能教育示范区的大幕，探索开辟区域整体推进人工智能教育的新路径、新模式，打造区域人工智能教育高地。基于此，探究创新开展中小学“人工智能+教育”的路径。

关键词：中小学；“人工智能+教育”；实践路径

作者简介：严喜春（1979—），男，江苏省常熟市教育装备技术中心。

2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确提出“支持开展形式多样的人工智能科普活动，鼓励广大科技工作者投身人工智能的科普与推广，全面提高全社会对人工智能的整体认知和应用水平。实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”“充分发挥各类人工智能创新基地平台等的科普作用”［1］。

2017年，教育部发布《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》，正式将人工智能、物联网、开源硬件、算法等划入课标；2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，要求将学生信息素养纳入学生综合素质评价，并充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容；2020年2月，教育部办公厅印发《2020年教育信息化和网络安全工作要点》，把人工智能教育纳入重点工作中来：“完善义务教育阶段课程设置，加强信息科技教育。建设普通高中人工智能样板实验室，保障中小学校具备开设人工智能课程的环境条件。开展人工智能相关教学与师资培训，搭建区域间人工智能教学成果交流平台。继续推进中小学人工智能教育课程建设、应用与推广工作。发布中小学人工智能教育课程包（初中版和高中版）和支持服务系统并推广应用。”

2022年9月，常熟市入选教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）公布的“央馆人工智能课程”规模化应用第一批试点区（含试点校），常熟市是全国规模最大、覆盖面最广的试点区，实现了小学、初中、高中，城区与乡镇，公办与民办多学段多维度全覆盖，首批试点校数量、师生参与人数均居江苏之首，全国前列。同年，成功立项国家级课题“人工智能课程在中小学的实践应用研究”。2022年10月，笔者在“央馆人工智能课程”规模化应用第一期试点工作启动会上进行了经验分享；2023年5月出席安徽省人工智能课程规模化应用试点区建设会，进行了经验分享。2023年10月，教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）公布常熟市又有5所学校新增为第一批试点校，至此，常熟市共有34所学校入选，试点校数量居全省、全国前列。基于此，常熟市建立工作机制，全面落实规模化应用任务要求，探索开辟区域整体推进人工智能教育的新路径、新模式，打造区域人工智能教育高地。

一、政策给力，科学“新”谋划

一直以来，常熟市积极推动信息技术与教育教学的融合，大力推进人工智能教育实验学校创建工作，出台的《常熟市“十四五”教育事业发展规划》中有相关的目标要求。为此，常熟市教育局成立了人工智能创新教育工作领导小组，由教育装备技术中心牵头，具体负责人工智能教育的统筹、推进工作，教育科、教学研究室、教师发展中心等部门联动开展全市人工智能教育工作。学校也相应成立工作领导小组，由校长担任组长，成员由学校信息化分管副校长、教技室主任、人工智能教育授课教师组成。同时，成立了以江苏省电化教育馆副馆长厉浩领衔的专家团队，进一步明确了教育数字发展战略的意义，以及“央馆人工智能课程”的先进性和示范性，这有助于推动学校将物联网、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术与教育教学深度整合，通过“线上线下相结合”的方式，指导学校利用“央馆人工智能课程”高质量、常态化开展教学。

二、组织有力，落实“新”举措

实施“人工智能+教育”实践研究需要多方合力，在组织保障、专业保障、经费保障、生态保障四个方面下功夫。为此，一要广泛开展动员、统一思想，进一步认识人工智能教育工作，积极培养人才。二要规划先行，行稳致远。各学校要根据本校实际情况，做好摸底调研工作，制订人工智能教育方案，做好软硬件支撑准备。三要认真落实，责任到位。各学校要明确专人，设立专岗，确保具体工作落实到位。四要创新开放，团结协作。各学校要树立合作共赢理念，积极打造一支勤学习、懂技术、肯钻研的教师队伍，开展好日常管理工作。

对于构建常熟市人工智能教育一盘棋架构，实行“1234N”举措。“1”是建成常熟市人工智能教育应用平台，含一整套与中央电教馆人工智能课程相配套的教育教学资源，提供课前教师备课、课中教学与学生学习、课后学生拓展学习、课程评价、编程实践以及区域统一管理等功能，满足学生学习、教师教学、区域管理等诉求，为实现人工智能教育普及与均衡的人工智能常态化应用创造条件。“2”是由教育装备技术中心统一运维人工智能教育应用平台，全市学校免费使用，整合了资源，服务于教师的备课、授课、研训，以及学生的自主探究和课堂学习，集约了资金，具有可推广性。“3”是建设信息科技、师资培训、学科融合三大应用场景的实验中心。“4”是围绕平台建设与应用实现课程体系、实验体系、师训体系、评价体系四大功能。“N”是推行创新开展+……

常熟市世茂实验小学积极探索在国家课程的基础上整合相关学科，建立并完善四大型的人工智能课程群。针对一至三年级学生，以主题周、科技节为主要形式，通过“做一个实验、读一本书、看一部电影、听一场讲座”，系统开展主题课程群、小课题研究等活动，让学生在参与、体验、实践中了解人工智能，激发他们对人工智能的兴趣。针对四至六年级学生，以信息技术学科为主阵地，开展人工智能课程教学。针对画图和数学编程，融合基本算法，体验图形化编程。开展开放式的项目合作与创新实践活动，提升学生的计算思维与创新能力。

三、科研发力，深化“新”实践

人工智能教育的创新机制从哪里来？常熟市教育装备技术中心主动思考，探索AI时代的创新实践路径。

（一）提升师生数字素养

探索人工智能小学、初中、高中、大学一体化人才贯穿式培养，积极开展首席数据官、数字教研员、数字教师、数据分析师和数据安全师队伍建设，培养专业化的师资队伍。引入师资培训精品课程，组织分层分类的培训、教学、观摩活动，提升校长、教研员和教师的人工智能素养。在开设省级网络名师工作室的基础上，开设中小学人工智能教育名师工作室、骨干教师研修班、AI教学能力提升班、人工智能培训基地，逐步培育一批有引领示范作用的名优教师，多途径、多形式地促进教师专业化成长。

常熟市古里中心小学作为全国首批“央馆人工智能课程”规模化应用试点校、苏州市青少年数字公民培育校，在具体课程实施的过程中，围绕四项课程进行了探索。

1.以整班性为单位的普适型课程，营造全员氛围

一、二年级以模型搭建为主要学习内容，学生初步接触力学、机械、工程等方面的知识，主要培养解决问题的能力，为学习人工智能打下基础。三、四年级以图形编程为主要学习内容，主要培养人工智能意识、技术创新思维和智慧社会责任感。五、六年级以“央馆人工智能课程”为主要学习内容，师生以学习单为支架，开展项目合作。

2.以试点班为单位的进阶型课程，推进学科融合

基于“央馆人工智能课程”规模化应用校的要求，学校尝试在四至六年级设置“央馆人工智能课程”规模化应用班，目前每个年级设1个试点班，实现学科融合。基于央馆人工智能教材中的语言识别、视觉识别等内容，推进智能化古诗等级测试、单词大王PK等闯关活动，成效良好。

3.以校社团为单位的巩固型课程，组建常态化团队

目前，该校根据央馆人工智能教材内容开设了咪奥机器人、智能工厂、电子画报、3D打印、服装设计、畅言AI、物联网设计7类社团，参与学生近240人次，其分布于各个年级，全方位地进行团队发展。

4.以竞赛团为单位的培优型课程，深入参与竞赛

目前，学校以NOC和领航杯两大赛事为主，围绕AI天工造物、智能博物、电子画报三方面开展赛事训练，成果显著。

（二）开展教师培育工程

教师团队是人工智能课程顺利实施的重要条件，在首批29所试点校的基础上，通过区域整体推动及政策保障，通过内部培养和外部引入等方式，开展各级培训，挖掘种子教师，培养一批名师、名校，利用集团校的辐射作用实现人工智能教育的优质均衡，构建具有常熟特色的人工智能教师培育体系。2023年8月，常熟市有2所学校获评“中央电化教育馆中小学人工智能教育培训基地”，3位教师获评“中央电化教育馆中小学人工智能教育培训师”。未来三年计划培育网络（人工智能）名师工作室3个，培育人工智能教育培训师10位，培育种子教师30位。我们计划每学期开展人工智能教研活动、优秀课例和公开课分享以及期末人工智能应用效果评价。

（三）推进教研服务工程

一是由教育装备技术中心、教育科、教学研究室、教师发展中心联合制订协同工作方案。教育装备技术中心强化课堂技术保障，建立定期巡查制度，定期检查维护设备，提供活动技术保障；教育科制订课程计划，确保课程列入学校课表，纳入学校评价体系；教学研究室建立专兼职教研员队伍，创新教、科、研为一体的活动机制，开展教学模式探索、学科融合、课程资源开发等工作，利用好集团办学的辐射作用，举办教学能手比赛等；教师发展中心开展相关培训，不断提升教师的人工智能素养。

二是积极引入南京师范大学、苏州大学、常熟理工学院等高校专家团队资源，围绕立项课题“人工智能课程在中小学的实践应用研究”广泛开展实践研究。昆承小学陈平老师做了题为《种下一颗种子  期待春暖花开——小学人工智能课堂教学实践探究》的讲座，从政策文件、课题实践、未来探索视角出发，探究小学人工智能课堂教学实践；绿地实验小学陈洁老师做了题为《探究央馆人工智能教育课程在小学的实践应用》的讲座，介绍了绿地实验小学人工智能课程开展的情况和获选央馆特色课例的具体教学设计；实验小学李振刚老师做了题为《基于人工智能培养学生创新能力的实践研究》的讲座，介绍了实验小学AI实验室的创建过程和人工智能教学实践。此外，组织大学教授、中小学教师、本科院校大学生等开展教学活动，通过教研、公开课、专家讲座等活动提升科研水平，打造小学、初中、高中、大学的研学共同体。

以常熟市实验小学为例：1.组建跨学科团队。以课题科研为抓手，开展主题或专项教研。围绕核心素养目标定期开展交流，创新教学方法，整合教学资源，创造实践条件，完善评价方式，最终指向人工智能校本课程的创新发展。2.探究项目式学习。项目式学习是人工智能普惠课程顺利实施的依托，具体流程为确定项目、发现问题、提出问题、制订解决方案、实践验证、再次提出问题、改进方案、再次实践验证、解决问题，有助于培养学生的工程思维，促进实践探究的深入开展。3.建立模型化课堂。建立一套科学、可操作的教学模型是指引和推进人工智能课程实施的有效路径。项目组教师在科研的过程中，建立了一套满足项目式学习需求的教学模型，以促进教师改革与研究，引导学生体验与探究。4.完善体系化评价。以科学的评价体系引导学生成长，重视对学生学习表现进行评价，将学生的学习态度、学习方法、创新思维等纳入评价体系，并有机结合过程性评价与终结性评价，重视学生的学习过程和结果，在学生自评、互评与教师评价中激励学生学习，改进教师的教学方案，提升学生的综合素养。

（四）谋划实施三年计划

未来，常熟市将积极创造智能化、数字化、个性化、泛在化的智慧学习环境，为提升教育教学质量赋能加力。建议建立人工智能教育示范教学集团，通过一体型、帮扶型集团形式，发挥优质资源的影响与辐射作用，促进优质教育资源均衡化。在此基础上建立区域人工智能教育联盟，搭建由教育局、中小学、高校、AI企业共同参与的综合育人共同体，搭建跨区域高水平交流平台，制定实施政策，形成保障有力的常熟市人工智能教育发展新格局，打造常熟市人工智能教育品牌。

常熟市规模化、常态化、高质量开展的“央馆人工智能课程”教学，将进一步推动教育理念与模式、教学内容与方法的改革创新，促进区域整体推进人工智能教育新路径、新模式的构建，更好地发挥数字化教育的引领和支撑作用，不断提升区域整体教育水平，进而为全国人工智能教育的发展贡献常熟智慧，提供常熟样本。

［参考文献］

国务院.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知［J］.中华人民共和国国务院公报，2017（22）：21.