曾小敏 上海市黃浦區(qū)盧灣高級中學(xué)

人工智能作為信息技術(shù)的更高發(fā)展階段，毫無疑問會深層次推動教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展，進(jìn)而給未來教育帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)。盧灣高級中學(xué)開展AI課程群探索的過程，不僅僅是對科學(xué)教育辦學(xué)特色深入推進(jìn)的過程，也不僅僅是以信息技術(shù)革新來推動學(xué)校教與學(xué)革新的過程，更是將人工智能課程作為學(xué)校型態(tài)演化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，推動學(xué)校持續(xù)的、系統(tǒng)變革的過程。保障這系列變革過程順利推進(jìn)，離不開全息式智慧型環(huán)境的建設(shè)。

近年來，基于AI 課程群構(gòu)建開展高中學(xué)校的環(huán)境建設(shè)，學(xué)校從空間環(huán)境、師資環(huán)境、育人環(huán)境等方面進(jìn)行了探索。

一、空間環(huán)境：軟件與硬件珠聯(lián)璧合

學(xué)校調(diào)動一切教育力量，創(chuàng)造一切條件為學(xué)生提供資源上的支持，花力氣投巨資建一流水平的中心實(shí)驗(yàn)室，整合原有的各類實(shí)驗(yàn)室，為系列創(chuàng)新課程的有效開展創(chuàng)設(shè)條件。學(xué)校對準(zhǔn)AI 課程群的實(shí)施，在延續(xù)創(chuàng)新課程實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，進(jìn)行了空間環(huán)境重塑，主要從硬件設(shè)施環(huán)境的打造和軟件運(yùn)行環(huán)境的構(gòu)建兩個層面進(jìn)行了空間環(huán)境建設(shè)。

（一）硬件設(shè)施環(huán)境：為課程實(shí)施提供良好的實(shí)驗(yàn)條件

1.學(xué)校與獨(dú)角獸公司商湯科技開展校企合作。商湯科技與上海市黃浦區(qū)教育局簽訂《人工智能教育與教學(xué)合作框架協(xié)議》，以上海市盧灣高級中學(xué)為試點(diǎn)合力打造人工智能標(biāo)桿校，在人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、《人工智能基礎(chǔ)》教材編寫等領(lǐng)域開展合作，共同探索以教育信息化建設(shè)推動學(xué)校育人方式轉(zhuǎn)型發(fā)展。為此，學(xué)校開辟出綜合樓9 樓1 000 多平米的場地，建設(shè)“立芯·展翼”（立科學(xué)教育之芯，展科學(xué)教育之翼）AI 實(shí)驗(yàn)區(qū)。借助人工智能獨(dú)角獸的技術(shù)，打造人工智能功能實(shí)驗(yàn)室和人工智能創(chuàng)新孵化實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生開展“人工智能+”課程群學(xué)習(xí)提供支持，使之成為具有全國領(lǐng)先水平的人工智能樣板實(shí)驗(yàn)場。

2.學(xué)校與中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信上海市分公司開展校企合作。雙方簽署首個推進(jìn)“5G+”智慧高中合作框架協(xié)議，以學(xué)校為試點(diǎn)合力打造“5G+”智慧高中標(biāo)桿校。在教學(xué)、環(huán)境、安防等多領(lǐng)域開展合作，共同探索在5G元年大背景下高中教學(xué)場景新的可能性。助力“5G+”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)信息化教學(xué)應(yīng)用；助力“5G+”教學(xué)直播，推進(jìn)教學(xué)資源共享化；搭建“5G+”全息視頻教室，讓師生體驗(yàn)前沿技術(shù)。學(xué)校還利用5G 通信技術(shù)的低時延、大帶寬、高可靠和邊緣云計算能力，打造出盧灣學(xué)區(qū)內(nèi)各學(xué)校間可共享數(shù)據(jù)及教學(xué)資源的深度結(jié)合的全新遠(yuǎn)程教學(xué)體系。為此，學(xué)校建設(shè)了以GPU 為標(biāo)志的超算機(jī)群，搭建通信技術(shù)5G 平臺，基于平臺探索5G 及其群體技術(shù)與教育教學(xué)融合，打造智慧化的工作、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，構(gòu)建學(xué)校大數(shù)據(jù)可視平臺。

3.學(xué)校與其他智能科技公司合作。通過人工智能技術(shù)應(yīng)用于學(xué)校圖書館，打造智慧圖書館。學(xué)校圖書館的數(shù)據(jù)種類多數(shù)量大，借助公司技術(shù)力量，基于原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計算、存儲、加工，同時統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑，形成圖書館的專有數(shù)據(jù)中臺，為構(gòu)建人工智能圖書館服務(wù)空間提供有效的數(shù)據(jù)倉庫及標(biāo)準(zhǔn)的計算服務(wù)接口層。學(xué)校專門開辟6 樓打造智慧圖書館的空間，開展了人工智能圖書館實(shí)驗(yàn)專區(qū)建設(shè)，為技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用測試提供支撐。引入“小閱機(jī)器人”，實(shí)現(xiàn)與閱讀者實(shí)時互動?！靶￠啞笨梢赃M(jìn)行館舍布局自動導(dǎo)覽介紹；館藏資源、服務(wù)內(nèi)容、流程及制度自動介紹；與學(xué)生進(jìn)行交互，回答一些基礎(chǔ)性的問題。

（二）軟件運(yùn)行環(huán)境：為課程實(shí)施提供先進(jìn)的技術(shù)支撐

1.軟件系統(tǒng)賦能課堂教學(xué)。利用人工智能技術(shù)改變教與學(xué)的方式，優(yōu)化教與學(xué)的策略，提高教師的教育效能、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效能。具體而言即：為教師更好地因材施教提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)分析，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全方位、全過程、全天候的追蹤指導(dǎo)，最終形成人工智能支持下的“人工智能+課堂教學(xué)”平臺體系（見表1）。

表1

2.軟件系統(tǒng)賦能課程設(shè)計?；趯W(xué)?？茖W(xué)教育的辦學(xué)特色與優(yōu)勢，利用人工智能技術(shù)全面優(yōu)化學(xué)校課程體系，具體而言即：對原有的基礎(chǔ)型課程、拓展型課程、研究型課程進(jìn)行全面滲透、應(yīng)用，為培養(yǎng)有人工智能素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的新一代高中學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐探索，最終形成人工智能支持下的“人工智能+課程設(shè)計”平臺體系。學(xué)校充分利用好商湯科技提供的“SenseStudy 教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺”開展課程設(shè)計與實(shí)施。以平臺為依托，學(xué)生進(jìn)行Python 語言學(xué)習(xí)，掌握基本編程邏輯；訓(xùn)練相關(guān)機(jī)器人模型，加載到機(jī)器人，觀察其行動反應(yīng)，進(jìn)而優(yōu)化模型，體會完整的機(jī)器人智能化的過程；開展人工智能與學(xué)科和行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，包括：AI+生物、AI+化學(xué)、AI+物理、AI+歷史、AI+政治、AI+汽車、AI+手機(jī)、AI+物聯(lián)。SenseStudy 平臺通過實(shí)際案例介紹、項目制設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，發(fā)現(xiàn)問題，在模仿中習(xí)得，在創(chuàng)造中推新，為學(xué)生建立系統(tǒng)的AI認(rèn)知、體會AI在生活中的應(yīng)用提供實(shí)踐契機(jī)。

二、師資環(huán)境：團(tuán)隊與平臺相得益彰

構(gòu)建一個能夠?qū)嵤〢I 課程的師資環(huán)境，喚醒全體教師的AI 意識，培養(yǎng)教師成為學(xué)生認(rèn)識人工智能的領(lǐng)路人和AI 教學(xué)專家，是課程實(shí)施的重中之重。學(xué)校以團(tuán)隊為抓手，以平臺為依托，以制度為準(zhǔn)繩，促使教師積極地掌握和應(yīng)用“AI+5G”技術(shù)，全面提升教師的AI 素養(yǎng)，尤其是引導(dǎo)教師如何將AI 技術(shù)通過設(shè)備工具媒介運(yùn)用到學(xué)科教學(xué)、項目化教學(xué)中，最終培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

（一）打造課程建設(shè)攻堅團(tuán)隊，提升教師課程實(shí)施能力

1.成立人工智能核心團(tuán)隊，在學(xué)習(xí)中提升教師課程執(zhí)行力。為更好地開展課程實(shí)施，學(xué)校成立了以信息學(xué)科為主，兼顧物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的人工智能核心團(tuán)隊，開展有關(guān)人工智能技術(shù)的考察學(xué)習(xí)交流，并強(qiáng)調(diào)教師在AI課程實(shí)踐中邊學(xué)習(xí)邊提升。一是開展專題研修活動。學(xué)校依托商湯科技公司的技術(shù)力量，先后在商湯科技開展了暑期研修班一期、研修班二期的AI 課程培訓(xùn)，圍繞AI 教材的解讀、AI 課程的實(shí)施、評價等開展培訓(xùn)。二是開展考察觀摩活動。團(tuán)隊教師先后考察了市西高中、科大訊飛、商湯科技公司、復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，先后觀摩2018 年、2019 年人工智能大會，感受人工智能賦能教育及城市生活的全息圖景，為學(xué)校如何打造智能未來學(xué)校獲取知識、尋找靈感。通過觀摩，大家對人工智能賦能各個領(lǐng)域的最新科技成果有了全息體驗(yàn)，更深刻地感受到如何運(yùn)用最新的人工智能成果服務(wù)學(xué)校教育，從而提高學(xué)生人工智能素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)未來人工智能時代的人才。三是開展專題研討活動。團(tuán)隊每兩周開展一次“頭腦風(fēng)暴”，及時溝通課程實(shí)施過程中的新發(fā)現(xiàn)、新問題、新困惑，通過與科技公司、科研院所、不同學(xué)科教師的專業(yè)對話，碰撞智慧火花，提升課程執(zhí)行力。通過組織師生積極參與微論壇、研討會、講座、人工智能大會等國際國內(nèi)大型展會，傳承“勇于質(zhì)疑，敢于探究”的辦學(xué)精神，并在擁抱新的技術(shù)變革、推進(jìn)課程教學(xué)革新的實(shí)踐探索中，繼續(xù)豐富學(xué)校“科學(xué)樹人，人文立魂”的辦學(xué)內(nèi)涵，賦予學(xué)?？茖W(xué)教育的新生長點(diǎn)，為人工智能時代的到來，做好觀念上、文化上的準(zhǔn)備。

2.成立特約科研員研究團(tuán)隊，在研究中提升教師教育智慧。為全面提升全體教師應(yīng)對未來人工智能時代教育改革的課程實(shí)施能力與信息素養(yǎng)，教科研部成立“特約科研員研究團(tuán)隊”。以35 歲以下中青年教師為重點(diǎn)培養(yǎng)對象，將他們自身學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)與學(xué)校的AI 課程實(shí)施需要的必備能力緊密結(jié)合，通過“人工智能在中學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀”“AI+學(xué)科課程域的探索與思考”“AI 時代背景下的人才培養(yǎng)”等研修主題，引導(dǎo)中青年教師關(guān)注最新科技成果，理解并認(rèn)識人工智能時代對教育教學(xué)革新的重要影響，推動教師在學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用最新科技成果，加強(qiáng)項目化學(xué)習(xí)、基于真實(shí)情景的學(xué)科教學(xué)實(shí)踐探索，發(fā)揮科研員的引領(lǐng)、輻射作用。研究團(tuán)隊不定期舉行“科研沙龍”，形式內(nèi)容可根據(jù)教師的需求進(jìn)行取舍，讓科研能緊貼教師的教育實(shí)踐，讓科研能夠激活教師的教育智慧，讓科研能夠提升教師職業(yè)滿足感、幸福感。

（二）搭建教師專業(yè)發(fā)展平臺，提升教師AI素養(yǎng)能力

1.以教研組長“半月談”為路徑，落實(shí)和完善校本研修。每兩周以教研組長會議為抓手，開展“教研半月談”系列活動。每次教研組長會議上，由一位教研組長總結(jié)梳理本學(xué)科近年來的校本研修成果，介紹本學(xué)科的特色亮點(diǎn)以及工作中遇到的困難和問題，展望本學(xué)期打造“智慧課堂”的探究主題和具體方略，以此作為本學(xué)科校本研修的主題，與會老師建言獻(xiàn)策，進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”。教科研部給予相關(guān)信息咨詢、資料支撐，配合教研組長“半月談”主題內(nèi)容和學(xué)校辦學(xué)實(shí)驗(yàn)項目，做好教師專業(yè)發(fā)展資料匯編。比如：《和諧班級你我他》《如何選題——中學(xué)科研課題選題的策略與實(shí)踐智慧》《優(yōu)化作業(yè)設(shè)計 提升教育實(shí)效》《未來已來——人工智能賦能教育的探索與思考》《如何應(yīng)對教育信息化2.0》《人工智能與教育變革》等，并通過教研組、備課組，及時反饋給教師，真正做到校本研修有抓手、有內(nèi)容、出效益。

2.以課題論文申報評比為契機(jī)，提升教師專業(yè)素養(yǎng)。為教師各級各類論文比賽的課題申報、立項、中期研究、結(jié)題等做好組織、指導(dǎo)和服務(wù)工作。組織教師參與申報“第三屆創(chuàng)造教育”科研成果獎、黃浦區(qū)“基于學(xué)情調(diào)研的行動改進(jìn)”案例征文等各級各類比賽。以主課題為指引，通過各級各類課題申報，形成了圍繞學(xué)校龍頭實(shí)驗(yàn)課題的市級、區(qū)級、校級課題網(wǎng)絡(luò)。通過課題推進(jìn)，促進(jìn)教師反思課堂教學(xué)，科研進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)，一線老師廣泛參與教科研，直接參加教科研的教師超過70%，市、區(qū)級以上科研成果評比中獲獎24 項；在國家省、市、區(qū)級以上專業(yè)刊物上公開發(fā)表文章70 余篇。學(xué)校被評為第二屆“長三角地區(qū)”教科研優(yōu)秀團(tuán)隊，連續(xù)三屆評為黃浦區(qū)優(yōu)秀科研集體。

三、育人環(huán)境：制度與實(shí)踐交相輝映

利用社會資源建立各種各樣的教育活動基地，作為我校開展AI課程實(shí)施的重要陣地。通過這些基地活動的開展，可以幫助學(xué)生以有趣的方式、由淺入深地了解深奧的人工智能相關(guān)知識，滿足學(xué)生走近科學(xué)、了解前沿科技的需求，提升學(xué)生對人工智能的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生編程思維和初步的編程能力。同時，學(xué)生能在任務(wù)挑戰(zhàn)和項目式學(xué)習(xí)的過程中，充分鍛煉自己的溝通能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等核心素養(yǎng)，助力學(xué)生未來發(fā)展。

努力與高等教育接軌，整合社會資源、推進(jìn)家校社聯(lián)動，開發(fā)社企教育資源、科研院所、高校教育資源，合作共建創(chuàng)新教育課程。充分利用高?？蒲性核膬?yōu)質(zhì)資源，保障主題活動設(shè)計的時效性、時代感；提升學(xué)校研究型課程的研究水準(zhǔn)，在推進(jìn)問題研究和項目設(shè)計研究過程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)探究能力；提供學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)的平臺和場所，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)視野和空間。激活家庭資源、對接高校科研院所資源、關(guān)注投入社會生活，AI 課程實(shí)施不是一個“孤島”，通過教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的打造，為學(xué)生AI 素養(yǎng)提升提供更廣闊的平臺和成長路徑。

四、結(jié)語

隨著教育部《教育信息化2.0 行動計劃》“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動”的推進(jìn)，立足自身辦學(xué)傳統(tǒng)與優(yōu)勢，迎接人工智能信息化浪潮對教育的新要求、新期待，學(xué)校以AI 課程群構(gòu)建為切入口，開展了空間環(huán)境、師資環(huán)境、育人環(huán)境的智慧校園環(huán)境建設(shè)系統(tǒng)實(shí)踐，從中有以下啟示：一是智慧校園環(huán)境建設(shè)需要依托課程建設(shè)提升內(nèi)涵品質(zhì)；二是智慧校園環(huán)境建設(shè)的關(guān)鍵在于培養(yǎng)高素質(zhì)人工智能教育人才隊伍；三是利用區(qū)域優(yōu)勢打造人工智課程教育鏈，有利于促進(jìn)環(huán)境建設(shè)資源配置的最優(yōu)化。

智慧校園環(huán)境建設(shè)的最終指向是促進(jìn)學(xué)生的健康和諧發(fā)展。學(xué)生個性化發(fā)展和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是校園環(huán)境建設(shè)的最終目標(biāo)。我們在迎接智慧教育時代到來的同時，要清晰地把握智慧教育發(fā)展脈絡(luò)，厘清發(fā)展的軟硬件條件和實(shí)施思路，不斷反思改進(jìn)方能順利前行。