人工智能教育从活动走向课程的实践探索

2025-02-25 00:00:00黄家涛李小雪黄彬
湖北教育·综合资讯 2025年1期
关键词:编程人工智能科技

2024年11月,教育部办公厅印发通知,提出加强中小学人工智能教育,探索中小学人工智能教育实施途径,培育更多具有创新潜质的青少年。加强中小学人工智能教育是顺应时代发展的必然,而构建系统化课程体系是人工智能教育在中小学推广普及的前提条件。笔者对标教育部人工智能教育活动中的白名单赛事,在认真梳理宜昌市中小学人工智能教育应用现状的基础上,探索本地中小学人工智能教育从活动走向课程的实践路径,提出中小学人工智能教育可持续开展的关键要点,旨在为推动中小学人工智能教育规范化、系统化发展提供实践参考与经验借鉴。

梳理宜昌中小学人工智能教育应用现状

教育部白名单赛事涵盖了众多面向中小学不同学段的人工智能相关赛事,为学生提供了展示创新能力和实践成果的平台,激发了学生对人工智能的兴趣,也在一定程度上引导了学校和教师对人工智能教育的关注和探索。宜昌中小学人工智能教育应用现状总体可概括为两大类:“兴趣+赛事”与“辅导+实践”。

“兴趣+赛事”。许多学校通过开设社团,开展活动,激发学生对人工智能的兴趣。鼓励学生参加各类人工智能相关的竞赛,如世界机器人大赛Super AI超级轨迹赛、AIOT海洋保护空地协同、3D创意编程等,以赛促学,提高学生的实践能力和竞技水平。宜都市陆城第一小学创客社团开设掌控板、Enjoy AI、3D One、超级轨迹等编程课程项目,建设“AI运动吧”,为学生提供全新的运动体验。点军区五龙小学连续举办五届面向全体师生的“双11”创客节,为孩子们搭建开放思维、动手实践的平台。夷陵区实验小学通过信息科技课程教学及社团课程,让学生在探索中掌握科学知识和技术应用,培养“科技小先锋”。

“辅导+实践”。学校教师或聘请的校外专家为学生提供专业的指导,组织学生参与AI项目,如智慧校园设计、数字赋能文化传承、智能硬件设计等,让学生在实践中学习,由此形成了一批校本课程资源。

当阳市半月镇中心小学以“数字+”传统手工制作为传承,以课题研究促进跨学科教师队伍建设,以校本课程推进学生智能科技活动,并摸索出基于“三空间”——学习空间、创客空间、展示空间的人工智能教育活动模式。枝江市丹阳小学是湖北省科创筑梦助力双减示范单位、宜昌市科普教育基地,采用“精品社团+课后服务”模式,构建“参与型”特色创客课程。宜昌市实验小学教育集团以“首善之问”校本课程项目为抓手,建设人工智能科技类课程,孵化人工智能教学资源体系,打造AI智慧体育校园场景,成功入选教育部首批人工智能教育基地学校。

探索中小学人工智能教育从活动走向课程的实践路径

宜昌推进中小学人工智能教育从活动走向课程的实践路径分为普及式与进阶式,具体实施路径是“普及+班级”和“特长+项目”的模式。

“普及+班级”。在课程目标上,面向全体学生,旨在培养学生对人工智能的基本认知和初步兴趣,了解人工智能的基本概念、发展历程、主要技术和广泛应用。在课程内容上,基础知识要通俗易懂,技术应用要选取日常生活中常见的人工智能应用案例,编程启蒙要从基础的编程概念和逻辑入手,采用适合小学生的编程工具。

伍家岗区伍家岗小学以人工智能教育为载体,融合科学、信息科技、数学等学科,大力开展跨学科主题学习活动,分年段建设人工智能教育课程。三年级开设益智器具、科学发明、编程创造等课程;四年级开设人工智能与劳动课程,分为基础劳动、科创劳动、博物劳动系列;五年级开设科技与信息课程,学习过程与控制原理、算法设计、创客教育、机器人教育;六年级开设人工智能与社会课程,涵盖人工智能应用、创意制造等课程。20余名学生参加世界机器人大赛总决赛获得优异成绩,500余名学生在全国、湖北省活动和竞赛中获奖。

东山中学邀请科研人员、工程师等走进校园,开展“科普校校行”“博士进校园”等活动,为学生带来前沿科学知识和实践经验。与夷陵中学共同制定初高中数理衔接培养方案,加强多学科骨干教师交流,持续建设数理素养研究基地。该方案实现初中和高中数理教育无缝对接,为人工智能教育在不同学段的连贯开展提供保障。东山中学积极开发人工智能类校本课程,全年级共开设18门校本课程,其中人工智能类校本课程共有9门,占比50%,参与学生达到1/3,学校荣获全国小平科技创新实验室称号,被评为全国青少年人工智能活动特色单位。

“特长+项目”。在课程目标上,针对对人工智能有浓厚兴趣且具备一定基础的学生,进一步深化其在人工智能领域的专业知识和技能。在课程内容上,进阶编程要教授学生更高级的编程语言(如Python)和算法知识,深入学习数据结构、算法设计与分析等内容,提升学生的编程能力和算法思维。

宜昌市第一中学建立“人工智能实验室”和“创新实验室”等功能室,各功能室均有专职科创教师负责日常教学和设备管理,且全天候面向全体师生开放。坚持每年举办校园科技节,包括信息技术与网络学习技能竞赛、科技节优秀节徽展览、结构承重竞赛和纸桥制作竞赛等多项活动,现已累计开展25届。通过建设多功能教室,营造浓厚的科创氛围,积极开展实践活动,培育选拔科创特长学生,先后有50多名学生获得“明天小小科学家”“全国科技创新大赛”“中国青少年科技创新奖”等全国大赛一等奖,学校落地共青团中央“小平科技创新实验室”。

宜昌市科技高中基于STEAM教育理念,打造“通识型、特长型、专长型”三级科技课程。为保障科技课程的开设提供双重保障,一是科技课程进课表,每班每周至少安排一节,二是通识型科技课程实施分组走班全覆盖模式,社团活动、校本课程用于开设特长型、专长型科技课程。学生在科创教师指导下自行组建并管理着航模社团、未来工程师社团等17个科技社团,产出了如092型战略核潜艇模型、智能物联门禁系统等创意作品。4名学生在世界教育机器人大赛(WER)赛季世界锦标赛中斩获二等奖,14名学生在未来太空车、轮式机器人等项目中荣获国家级奖项。

提出中小学人工智能教育可持续开展的关键要点

空间塑造,搭建智能实践舞台。教学空间作为学生开展人工智能实践操作与互动学习的重要场所,其硬件设施与环境创设的标准直接影响学生的学习效果与实践体验。学校应着眼于未来教育发展需求,高标准打造人工智能教学空间。引入机器人、无人机等设备,开展编程与操控课程;配置XR设备,通过虚拟现实与混合现实技术,模拟人工智能在医疗、交通等领域的应用场景。

师资赋能,打造专业引领团队。教师作为人工智能教育的核心推动者,专业素养的提升至关重要。校内成立人工智能教师学习共同体,定期组织研讨活动、教学观摩与经验分享会,促进教师之间的相互学习与成长。校外借助高校、企业的教育资源与科研力量,开展有针对性的人工智能教师培训项目。鼓励教师参与人工智能教育相关的科研项目和学术研究,并将研究成果反哺教学。

资源共享,构建丰富多元体系。教学资源是激发学生学习兴趣与提升学习效果的基石。一方面,组织专业团队精心打造动态更新的人工智能教学资源库;另一方面,建立资源共享平台,鼓励学校之间、教师之间相互分享优质教学资源。通过区域内或全国性的资源共享网络,实现资源的最大化利用,促进教育公平。定期收集学生与教师的反馈意见,根据实际需求对资源库进行优化与扩充,确保资源始终保持前沿性与适用性。

模式创新,实现人机协同增效。构建高融合的人机协同教学模式是提升人工智能教育教学效果的关键环节。教师发挥主导作用,进行情感沟通、价值引领与复杂问题解决等,人工智能助教则承担情景创设、辅导答疑、数据统计分析等任务。例如,在教授口语交际“介绍一种动物”时,利用生成式人工智能创设森林场景,有各种动物的形象、声音和简单互动,学生可以根据此情境介绍动物的外形、习性等。

中小学人工智能教育从活动走向课程是时代发展的必然要求,通过构建完善的课程体系,把握实施过程中的关键要点,能够使人工智能教育更加系统、深入地开展,培养出具有创新精神和实践能力的新一代人才,为人工智能时代的发展注入源源不断的动力,推动教育的数字化转型和高质量发展。

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