李東

大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代正在快速深刻地改變我們的學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式、思維方式，包括我們解決問(wèn)題的方式，人工智能已經(jīng)從多個(gè)層面上對(duì)教育課程體系提出了深層挑戰(zhàn)。因此，教育部提出了“人工智能+X”背景下的培養(yǎng)人才新目標(biāo)，有助于升級(jí)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，改革教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，讓教育教學(xué)跟AI深度融合并向智能化、高效化發(fā)展。

泉州五中是一所具有深厚文化積淀的百年老校，秉承“以人為本，追求卓越;和諧發(fā)展，服務(wù)社會(huì)”的辦學(xué)理念。近年來(lái)，學(xué)校更是以開拓創(chuàng)新的辦學(xué)理念、科學(xué)規(guī)范的管理實(shí)踐和全面豐收的辦學(xué)效益贏得社會(huì)各界的廣泛贊譽(yù)，《中國(guó)教育報(bào)》《福建日?qǐng)?bào)》等媒體多次長(zhǎng)篇報(bào)道學(xué)校全面推進(jìn)素質(zhì)教育的做法和成效。面對(duì)新的教育形式，泉州五中積極探索人工智能、創(chuàng)客教育和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)系，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為切入點(diǎn)，在發(fā)展慕課，即通過(guò)大規(guī)模在線教育形成“共享名師和優(yōu)課”模式的同時(shí)，與人工智能教育有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成了自己獨(dú)特的STEAM課程教育模式，由淺入深構(gòu)建通識(shí)課程、校本課程和競(jìng)賽課程 “人工智能+慕課”三級(jí)課程體系，積極探索人工智能背景下的混合式（在線慕課+課堂研討+實(shí)踐環(huán)境）教學(xué)方法，取得了可喜的成績(jī)。

一、開設(shè)“慕課+人工智能”STEAM分級(jí)特色化校本課程

如何提升傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)方法，讓教學(xué)內(nèi)容和方式更加智能化和高效化，把教師從簡(jiǎn)單、機(jī)械繁瑣的“教學(xué)”工作中解放出來(lái)，從而使學(xué)生將來(lái)的潛力和能力不落后于人工智能時(shí)代的發(fā)展，是新時(shí)代中小學(xué)面臨的必須盡快解決的課題。

泉州五中研究大數(shù)據(jù)以及人工智能輔助下的以學(xué)生為中心的課程體系設(shè)置，率先根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)，開發(fā)或者選擇適合不同學(xué)段人工智能創(chuàng)客教育資源，形成有效銜接的、適合基礎(chǔ)教育階段的系列創(chuàng)客教育校本課程或體驗(yàn)活動(dòng)項(xiàng)目，為每個(gè)學(xué)生提供個(gè)性化、定制化、智能化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法，從而激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科的知識(shí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)欲望，實(shí)現(xiàn)線上線下教育模式的協(xié)同，及人工智能與慕課的深度融合。

1.課程的設(shè)立

課程設(shè)置以培養(yǎng)新一代勞動(dòng)者為導(dǎo)向，以社會(huì)需求為目標(biāo)，以實(shí)踐能力提高為核心，強(qiáng)調(diào)理論性與應(yīng)用性的有機(jī)結(jié)合，突出案例分析和實(shí)踐教學(xué)。不斷創(chuàng)新開發(fā)能夠體現(xiàn)學(xué)科前沿性和實(shí)踐性的人工智能課程體系。

STEAM教育課程有三大類：跨學(xué)科的整合性課程、強(qiáng)調(diào)探究設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的實(shí)踐性課程、內(nèi)容豐富的開放性課程。具體包括：機(jī)器人、樂(lè)高積木、趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)、編程教育、開源硬件、STEAM科學(xué)實(shí)驗(yàn)、3D打印、激光切割創(chuàng)意手工等。STEAM教育特點(diǎn)是滿足學(xué)生發(fā)展的需求、注重學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用、強(qiáng)化工程思維的培養(yǎng)。

（1）科學(xué)哲學(xué)先行——認(rèn)識(shí)創(chuàng)新五階段

認(rèn)識(shí)創(chuàng)新五階段分別是吃透背景——才有原動(dòng)力（描述問(wèn)題情境：做事情需要理由，了解背景就是了解做事的緣由，找到做事的動(dòng)機(jī)和目標(biāo)）;凝練問(wèn)題——就是簡(jiǎn)化、省略（如果將發(fā)生的事情簡(jiǎn)單、省略、抽象化再看，就會(huì)清晰很多。以不同的劃分方式將問(wèn)題拆分成若干個(gè)子問(wèn)題，決定從哪個(gè)問(wèn)題開始，像下棋一樣一步步來(lái)）;查閱文獻(xiàn)——才有前瞻性（查閱文獻(xiàn)=吸收、學(xué)習(xí)，注意探索歷史，了解發(fā)展規(guī)律。掌握知識(shí)點(diǎn)的5個(gè)W和1個(gè)H：What was done—做了什么工作，Who—工作是誰(shuí)做的;When—什么時(shí)候做的;Where—在哪里做的;Why—為什么要做;How—這個(gè)工作怎么做）;大膽猜想;小心求證。

（2）開設(shè)校本選修課

學(xué)校有《Arduino創(chuàng)意電子設(shè)計(jì)與制作》《智能垃圾桶項(xiàng)目》《導(dǎo)游機(jī)器人項(xiàng)目》等科創(chuàng)項(xiàng)目的應(yīng)用與開發(fā)。同時(shí)舉辦了暑假創(chuàng)客夏令營(yíng)、周末創(chuàng)客班（針對(duì)小學(xué)生和初中生開設(shè)《樂(lè)高機(jī)器人的設(shè)計(jì)與編程》和《mbot機(jī)器人的設(shè)計(jì)與編程》）等創(chuàng)客學(xué)習(xí)活動(dòng)。

2.課程分級(jí)目標(biāo)

（1）總目標(biāo)

“人工智能+慕課”以連通主義理論和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的開放教育學(xué)為基礎(chǔ)，以提高每一個(gè)學(xué)生的STEAM素養(yǎng)為總目標(biāo)。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)TEAM領(lǐng)域產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，親歷STEAM實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程，逐步形成價(jià)值觀、必備品格和STEAM關(guān)鍵能力，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，為高校自主招生輸送人才。

（2）分級(jí)目標(biāo)

這些課程跟傳統(tǒng)中學(xué)課程一樣循序漸進(jìn)地讓學(xué)生從初學(xué)者成長(zhǎng)為有一定人工智能水平的實(shí)踐者，少數(shù)學(xué)生參加上級(jí)相關(guān)比賽。通識(shí)課程與校本課程非常豐富，精彩紛呈，基本上都是我校名師開設(shè)的。

3.STEAM教育的策略

（1）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是核心

通過(guò)電腦編程、硬件搭建、造型設(shè)計(jì)等創(chuàng)作智能實(shí)物作品，如趣味電子裝置、互動(dòng)多媒體、智能機(jī)器等;基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的PBL：提出問(wèn)題，調(diào)查研究，設(shè)計(jì)制作，分享評(píng)價(jià)，拓展提高。

（2）注重學(xué)生編程、設(shè)計(jì)思維的訓(xùn)練

例如植樹問(wèn)題、農(nóng)夫過(guò)河問(wèn)題、雞兔同籠等用編程的方法、動(dòng)畫的形式展現(xiàn)出來(lái)。像這樣的PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，會(huì)先給孩子們描述要解決的問(wèn)題。其中很重要的一點(diǎn)是要具備工程思維：基于證據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)規(guī)律創(chuàng)新設(shè)計(jì)，選擇材料物化設(shè)計(jì)，基于證據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等視角思考解決方案在真實(shí)情境下應(yīng)用的可行性，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淘O(shè)計(jì)與實(shí)踐過(guò)程，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解客觀世界的科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生向真實(shí)生活遷移的工程理念。

（3）逐級(jí)推進(jìn)

全國(guó)青少年創(chuàng)客基礎(chǔ)技能測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)分電子電路、結(jié)構(gòu)傳動(dòng)、編程算法、數(shù)字制造四個(gè)模塊，每個(gè)模塊分四個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，我們從一級(jí)開始，逐級(jí)推進(jìn)。學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)客過(guò)程可以原創(chuàng)，可以引進(jìn)與借鑒，可以拓展與改編。玩中學(xué)（小學(xué)，注重趣味性學(xué)習(xí)）—做中學(xué)（初中，注重探究性學(xué)習(xí)）—思中學(xué)（高中，注重問(wèn)題和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)）。

4.構(gòu)建課程分級(jí)評(píng)價(jià)體系

從2012年9月開始，泉州五中以給學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)為落腳點(diǎn)，根據(jù)自身管理的需求自主研發(fā)了學(xué)生綜合素質(zhì)多元評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)。學(xué)生綜合素質(zhì)的多元評(píng)價(jià)體系為學(xué)生提供個(gè)性化的幫助，充分彰顯學(xué)生個(gè)性特色，滿足學(xué)生個(gè)性化、多元化發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合發(fā)展和終身發(fā)展?fàn)顩r的記錄和評(píng)價(jià)，為同一領(lǐng)域的研究提供了成功的范例。福建省教育廳下發(fā)閩教綜[2016]17號(hào)文件，委托我校研發(fā)適用于全省的綜合素質(zhì)管理系統(tǒng)。2017年8月，該項(xiàng)目入選福建省中小學(xué)德育建設(shè)十佳示范項(xiàng)目。學(xué)校的綜合素質(zhì)多元評(píng)價(jià)體系，以每學(xué)期的綜合素質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果為獎(jiǎng)勵(lì)表彰學(xué)生的重要依據(jù)。

（1）通識(shí)課程評(píng)價(jià)

全校學(xué)生點(diǎn)擊慕課課程后，網(wǎng)絡(luò)中會(huì)有學(xué)習(xí)時(shí)間的記錄，有相關(guān)問(wèn)卷調(diào)查和相關(guān)簡(jiǎn)單問(wèn)題的回答，這些數(shù)據(jù)可作為每位學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)中科學(xué)意識(shí)評(píng)價(jià)的依據(jù)。

（2）校本課程評(píng)價(jià)

在學(xué)校網(wǎng)站的校本課程學(xué)習(xí)管理區(qū)中，任課教師可對(duì)學(xué)生選修的創(chuàng)客課程的理論知識(shí)、實(shí)踐能力、出勤情況、作業(yè)完成、考試成績(jī)情況等進(jìn)行課程的評(píng)價(jià)。科創(chuàng)中心的老師開設(shè)許多校本課程，每門課都有相對(duì)頻繁的小測(cè)驗(yàn)，有時(shí)還有期中和期末考試?？荚囃ǔ２捎眯〗M評(píng)價(jià)和老師評(píng)價(jià)，其中小組評(píng)價(jià)可以由同學(xué)評(píng)分（比如一門課的每份試卷由同班的五位同學(xué)評(píng)分，最后分?jǐn)?shù)為平均數(shù)）。一些學(xué)生成立了網(wǎng)上學(xué)習(xí)小組，或跟附近的同學(xué)組成面對(duì)面的學(xué)習(xí)小組。

（3）競(jìng)賽課程評(píng)價(jià)

根據(jù)興趣愛(ài)好和基礎(chǔ)水平，選報(bào)不同級(jí)別的人工智能競(jìng)賽和機(jī)器人大賽，根據(jù)參賽成績(jī)和授課過(guò)程的表現(xiàn)評(píng)價(jià)成績(jī)。這類學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)中的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)分往往比較高。

總之，在綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)環(huán)境下，學(xué)校也將創(chuàng)客教育相關(guān)校本課程納入這個(gè)評(píng)價(jià)體系中，根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)客教育校本課程研修情況，評(píng)選個(gè)性發(fā)展突出的優(yōu)秀學(xué)生，讓更多學(xué)生體驗(yàn)成功、感受激勵(lì)。該系統(tǒng)能為學(xué)生和家長(zhǎng)選擇適宜學(xué)生發(fā)展的高等院校及工作崗位提供參考，也能為學(xué)校更好地了解學(xué)生成長(zhǎng)狀況，適時(shí)調(diào)整辦學(xué)策略提供科學(xué)的參考。

二、創(chuàng)建人工智能慕課學(xué)習(xí)平臺(tái)

人工智能技術(shù)用于教育最重要、最迫切的就是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)，我校大力推進(jìn)人工智能技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合，創(chuàng)建人工智能慕課學(xué)習(xí)平臺(tái)，推動(dòng)智能教育的快速高效發(fā)展，讓更多學(xué)生受益。

慕課的主要特點(diǎn)是大規(guī)模的開放課程、網(wǎng)絡(luò)課程，這些課程掛在校園網(wǎng)的人工智能教育專題欄中，除了供選修該校本課程的學(xué)生學(xué)習(xí)外，非校本課程學(xué)生也可學(xué)習(xí)。這樣，學(xué)生聽課的地點(diǎn)不受局限。對(duì)于學(xué)校評(píng)出的精品課程，平臺(tái)會(huì)加以特別注明，點(diǎn)擊量往往特別多。目前，我校線上人工智能慕課數(shù)量已達(dá)64門，學(xué)習(xí)人數(shù)突破10萬(wàn)人次，慕課總量、參與開課老師數(shù)量、學(xué)習(xí)人數(shù)均處于泉州領(lǐng)先地位。

除了慕課平臺(tái)以外，我校還拓寬渠道利用科普講座、圖片展覽、報(bào)刊等各種形式進(jìn)行廣泛宣傳教育，篩選出一批可借鑒的整合案例或獲獎(jiǎng)的成功案例，供后續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。

三、構(gòu)建“慕課+人工智能”STEAM分級(jí)課程的運(yùn)行機(jī)制

1.政策引領(lǐng)——?jiǎng)?chuàng)客教育實(shí)施框架

全校老師學(xué)習(xí)《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》《教育信息化“十三五”規(guī)劃》等文件，對(duì)創(chuàng)客教育進(jìn)行頂層規(guī)劃、課程設(shè)置、課程開發(fā)、實(shí)施保障、課程實(shí)施、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面的深入研究。

2.組織管理——領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)、組成成員與活動(dòng)機(jī)制

創(chuàng)建校級(jí)人工智能創(chuàng)客教育管理與激勵(lì)機(jī)制。人工智能教育是創(chuàng)新教育的重要途徑，也是學(xué)校教育變革的重要方向。學(xué)校實(shí)施人工智能創(chuàng)客教育絕不是建設(shè)一個(gè)人工智能創(chuàng)客教室和單純開設(shè)一門校本課程那么簡(jiǎn)單，而是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要一個(gè)包含目標(biāo)規(guī)劃、實(shí)施路徑、保障條件等要素的行動(dòng)框架，從而避免實(shí)踐中的盲目跟風(fēng)和無(wú)的放矢。

3.硬件建設(shè)——基礎(chǔ)保障

學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，將在資金、技術(shù)、人員、外出學(xué)習(xí)等各方面予以全力支持。將不斷加大資金投入，完善硬件條件，加強(qiáng)人工智能創(chuàng)客教育環(huán)境建設(shè)，因地制宜，依據(jù)本土化和低成本原則，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有條件就地取材，把學(xué)?，F(xiàn)有的發(fā)明創(chuàng)造室、物理實(shí)驗(yàn)室、電子制作室、航模車模室、木工雕刻室、剪紙創(chuàng)作坊、陶藝制作坊等功能室升級(jí)改造為人工智能教育創(chuàng)客空間。

學(xué)校組建科創(chuàng)中心高端實(shí)驗(yàn)室，目前學(xué)?？苿?chuàng)中心擁有以Leg6、Arduino、Stm32為主題的三間高端創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，及以機(jī)器人社和科創(chuàng)社為主的學(xué)生創(chuàng)客活動(dòng)中心。

4.學(xué)習(xí)培訓(xùn)——后續(xù)人才的培養(yǎng)

學(xué)校致力于研究人工智能教育指導(dǎo)教師必須掌握的理論、指導(dǎo)技能，和人工智能創(chuàng)客教育教師的培養(yǎng)機(jī)制。為了更深入地學(xué)習(xí)，學(xué)校組織科創(chuàng)中心成員到廣東參加創(chuàng)客培訓(xùn)，了解到創(chuàng)客文化、創(chuàng)客精神的內(nèi)涵，以及創(chuàng)客的基本技術(shù)、基本技能。

同時(shí)，我校注重與本地高校對(duì)接，與附近的華僑大學(xué)和泉州師院共同建設(shè)師資合作基地，打造標(biāo)準(zhǔn)化的師資培訓(xùn)隊(duì)伍。

5.資源整合——可持續(xù)發(fā)展

泉州五中聯(lián)合泉州市直三所學(xué)校，從幼兒園到高中，凝聚了十幾位老師，組建有創(chuàng)客教育經(jīng)驗(yàn)或者意向的教師隊(duì)伍，組建課題團(tuán)隊(duì)，課題組成員由多名中高級(jí)教師組成，每周舉行一次課題實(shí)施集備會(huì)，每月進(jìn)行校際人工智能創(chuàng)客教育交流研究，目前已取得豐碩成果，受到上級(jí)機(jī)關(guān)的肯定和贊譽(yù)。

四、實(shí)踐創(chuàng)新與收獲

我校幾年來(lái)基于“慕課+人工智能”STEAM分級(jí)課程的探索之路，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合，有效培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，體驗(yàn)性活動(dòng)引導(dǎo)了學(xué)生經(jīng)歷實(shí)踐性知識(shí)的生成過(guò)程，多樣化技術(shù)的支持使STEAM教育更有效。

首先是基本技能的進(jìn)步與提高，在創(chuàng)作的過(guò)程，可能會(huì)遇到不同的困難就會(huì)驅(qū)使學(xué)生掌握更多的技能，以便更好地完成任務(wù);其次是綜合實(shí)踐能力的進(jìn)步與提高，當(dāng)然，我們還需要培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力、藝術(shù)加工能力，這對(duì)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力就是一種升華和造就;再者，就是創(chuàng)造性思維的發(fā)展與提升，學(xué)生通過(guò)想象、創(chuàng)造，開發(fā)了一個(gè)新項(xiàng)目;在玩耍、與同伴分享的過(guò)程中產(chǎn)生新的點(diǎn)子，進(jìn)一步反思、想象，創(chuàng)造。近幾年來(lái)，我校已有20多個(gè)項(xiàng)目在全省、全國(guó)比賽中獲獎(jiǎng)。

人工智能時(shí)代，教育改變的不僅是邊界和方式，更多觸及的是內(nèi)核的改變，滿足每個(gè)人的差異需求，“讓每個(gè)孩子都成功”不再是口號(hào)，“教育個(gè)性化”將真正得以實(shí)現(xiàn)。泉州五中近幾年基于“慕課+人工智能”STEAM分級(jí)課程的探索之路，使STEAM教育不再只是滿足少數(shù)人，并開發(fā)出一系列新作品和課程資源，逐步建成一支基礎(chǔ)教育階段學(xué)校創(chuàng)客教育的教師團(tuán)隊(duì)，認(rèn)真總結(jié)“慕課+人工智能”STEAM分級(jí)課程的資源開發(fā)、課程建設(shè)、教師培養(yǎng)等方式方法，形成發(fā)展機(jī)制，實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用，為培養(yǎng)人工智能時(shí)代新公民做出自己應(yīng)有的努力和貢獻(xiàn)，在福建省中小學(xué)中豎起了一面旗幟。

編輯 王彥清