摘 要:如何在中小學(xué)推進人工智能教育,是社會各界研究的一大熱門課題。常熟市以此為契機,拉開了打造全國人工智能教育示范區(qū)的大幕,探索開辟區(qū)域整體推進人工智能教育的新路徑、新模式,打造區(qū)域人工智能教育高地?;诖?,探究創(chuàng)新開展中小學(xué)“人工智能+教育”的路徑。
關(guān)鍵詞:中小學(xué);“人工智能+教育”;實踐路徑
作者簡介:嚴喜春(1979—),男,江蘇省常熟市教育裝備技術(shù)中心。
2017年7月,國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,其中明確提出“支持開展形式多樣的人工智能科普活動,鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣,全面提高全社會對人工智能的整體認知和應(yīng)用水平。實施全民智能教育項目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”“充分發(fā)揮各類人工智能創(chuàng)新基地平臺等的科普作用”[1]。
2017年,教育部發(fā)布《普通高中課程方案和語文等學(xué)科課程標準(2017年版)》,正式將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、開源硬件、算法等劃入課標;2018年4月,教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》,要求將學(xué)生信息素養(yǎng)納入學(xué)生綜合素質(zhì)評價,并充實適應(yīng)信息時代、智能時代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容;2020年2月,教育部辦公廳印發(fā)《2020年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》,把人工智能教育納入重點工作中來:“完善義務(wù)教育階段課程設(shè)置,加強信息科技教育。建設(shè)普通高中人工智能樣板實驗室,保障中小學(xué)校具備開設(shè)人工智能課程的環(huán)境條件。開展人工智能相關(guān)教學(xué)與師資培訓(xùn),搭建區(qū)域間人工智能教學(xué)成果交流平臺。繼續(xù)推進中小學(xué)人工智能教育課程建設(shè)、應(yīng)用與推廣工作。發(fā)布中小學(xué)人工智能教育課程包(初中版和高中版)和支持服務(wù)系統(tǒng)并推廣應(yīng)用?!?/p>
2022年9月,常熟市入選教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心(中央電化教育館)公布的“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用第一批試點區(qū)(含試點校),常熟市是全國規(guī)模最大、覆蓋面最廣的試點區(qū),實現(xiàn)了小學(xué)、初中、高中,城區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn),公辦與民辦多學(xué)段多維度全覆蓋,首批試點校數(shù)量、師生參與人數(shù)均居江蘇之首,全國前列。同年,成功立項國家級課題“人工智能課程在中小學(xué)的實踐應(yīng)用研究”。2022年10月,筆者在“央館人工智能課程”規(guī)?;瘧?yīng)用第一期試點工作啟動會上進行了經(jīng)驗分享;2023年5月出席安徽省人工智能課程規(guī)?;瘧?yīng)用試點區(qū)建設(shè)會,進行了經(jīng)驗分享。2023年10月,教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心(中央電化教育館)公布常熟市又有5所學(xué)校新增為第一批試點校,至此,常熟市共有34所學(xué)校入選,試點校數(shù)量居全省、全國前列。基于此,常熟市建立工作機制,全面落實規(guī)?;瘧?yīng)用任務(wù)要求,探索開辟區(qū)域整體推進人工智能教育的新路徑、新模式,打造區(qū)域人工智能教育高地。
一、政策給力,科學(xué)“新”謀劃
一直以來,常熟市積極推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合,大力推進人工智能教育實驗學(xué)校創(chuàng)建工作,出臺的《常熟市“十四五”教育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中有相關(guān)的目標要求。為此,常熟市教育局成立了人工智能創(chuàng)新教育工作領(lǐng)導(dǎo)小組,由教育裝備技術(shù)中心牽頭,具體負責(zé)人工智能教育的統(tǒng)籌、推進工作,教育科、教學(xué)研究室、教師發(fā)展中心等部門聯(lián)動開展全市人工智能教育工作。學(xué)校也相應(yīng)成立工作領(lǐng)導(dǎo)小組,由校長擔(dān)任組長,成員由學(xué)校信息化分管副校長、教技室主任、人工智能教育授課教師組成。同時,成立了以江蘇省電化教育館副館長厲浩領(lǐng)銜的專家團隊,進一步明確了教育數(shù)字發(fā)展戰(zhàn)略的意義,以及“央館人工智能課程”的先進性和示范性,這有助于推動學(xué)校將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度整合,通過“線上線下相結(jié)合”的方式,指導(dǎo)學(xué)校利用“央館人工智能課程”高質(zhì)量、常態(tài)化開展教學(xué)。
二、組織有力,落實“新”舉措
實施“人工智能+教育”實踐研究需要多方合力,在組織保障、專業(yè)保障、經(jīng)費保障、生態(tài)保障四個方面下功夫。為此,一要廣泛開展動員、統(tǒng)一思想,進一步認識人工智能教育工作,積極培養(yǎng)人才。二要規(guī)劃先行,行穩(wěn)致遠。各學(xué)校要根據(jù)本校實際情況,做好摸底調(diào)研工作,制訂人工智能教育方案,做好軟硬件支撐準備。三要認真落實,責(zé)任到位。各學(xué)校要明確專人,設(shè)立專崗,確保具體工作落實到位。四要創(chuàng)新開放,團結(jié)協(xié)作。各學(xué)校要樹立合作共贏理念,積極打造一支勤學(xué)習(xí)、懂技術(shù)、肯鉆研的教師隊伍,開展好日常管理工作。
對于構(gòu)建常熟市人工智能教育一盤棋架構(gòu),實行“1234N”舉措?!?”是建成常熟市人工智能教育應(yīng)用平臺,含一整套與中央電教館人工智能課程相配套的教育教學(xué)資源,提供課前教師備課、課中教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)、課后學(xué)生拓展學(xué)習(xí)、課程評價、編程實踐以及區(qū)域統(tǒng)一管理等功能,滿足學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、區(qū)域管理等訴求,為實現(xiàn)人工智能教育普及與均衡的人工智能常態(tài)化應(yīng)用創(chuàng)造條件?!?”是由教育裝備技術(shù)中心統(tǒng)一運維人工智能教育應(yīng)用平臺,全市學(xué)校免費使用,整合了資源,服務(wù)于教師的備課、授課、研訓(xùn),以及學(xué)生的自主探究和課堂學(xué)習(xí),集約了資金,具有可推廣性。“3”是建設(shè)信息科技、師資培訓(xùn)、學(xué)科融合三大應(yīng)用場景的實驗中心。“4”是圍繞平臺建設(shè)與應(yīng)用實現(xiàn)課程體系、實驗體系、師訓(xùn)體系、評價體系四大功能?!癗”是推行創(chuàng)新開展+……
常熟市世茂實驗小學(xué)積極探索在國家課程的基礎(chǔ)上整合相關(guān)學(xué)科,建立并完善四大型的人工智能課程群。針對一至三年級學(xué)生,以主題周、科技節(jié)為主要形式,通過“做一個實驗、讀一本書、看一部電影、聽一場講座”,系統(tǒng)開展主題課程群、小課題研究等活動,讓學(xué)生在參與、體驗、實踐中了解人工智能,激發(fā)他們對人工智能的興趣。針對四至六年級學(xué)生,以信息技術(shù)學(xué)科為主陣地,開展人工智能課程教學(xué)。針對畫圖和數(shù)學(xué)編程,融合基本算法,體驗圖形化編程。開展開放式的項目合作與創(chuàng)新實踐活動,提升學(xué)生的計算思維與創(chuàng)新能力。
三、科研發(fā)力,深化“新”實踐
人工智能教育的創(chuàng)新機制從哪里來?常熟市教育裝備技術(shù)中心主動思考,探索AI時代的創(chuàng)新實踐路徑。
(一)提升師生數(shù)字素養(yǎng)
探索人工智能小學(xué)、初中、高中、大學(xué)一體化人才貫穿式培養(yǎng),積極開展首席數(shù)據(jù)官、數(shù)字教研員、數(shù)字教師、數(shù)據(jù)分析師和數(shù)據(jù)安全師隊伍建設(shè),培養(yǎng)專業(yè)化的師資隊伍。引入師資培訓(xùn)精品課程,組織分層分類的培訓(xùn)、教學(xué)、觀摩活動,提升校長、教研員和教師的人工智能素養(yǎng)。在開設(shè)省級網(wǎng)絡(luò)名師工作室的基礎(chǔ)上,開設(shè)中小學(xué)人工智能教育名師工作室、骨干教師研修班、AI教學(xué)能力提升班、人工智能培訓(xùn)基地,逐步培育一批有引領(lǐng)示范作用的名優(yōu)教師,多途徑、多形式地促進教師專業(yè)化成長。
常熟市古里中心小學(xué)作為全國首批“央館人工智能課程”規(guī)模化應(yīng)用試點校、蘇州市青少年數(shù)字公民培育校,在具體課程實施的過程中,圍繞四項課程進行了探索。
1.以整班性為單位的普適型課程,營造全員氛圍
一、二年級以模型搭建為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,學(xué)生初步接觸力學(xué)、機械、工程等方面的知識,主要培養(yǎng)解決問題的能力,為學(xué)習(xí)人工智能打下基礎(chǔ)。三、四年級以圖形編程為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,主要培養(yǎng)人工智能意識、技術(shù)創(chuàng)新思維和智慧社會責(zé)任感。五、六年級以“央館人工智能課程”為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,師生以學(xué)習(xí)單為支架,開展項目合作。
2.以試點班為單位的進階型課程,推進學(xué)科融合
基于“央館人工智能課程”規(guī)?;瘧?yīng)用校的要求,學(xué)校嘗試在四至六年級設(shè)置“央館人工智能課程”規(guī)?;瘧?yīng)用班,目前每個年級設(shè)1個試點班,實現(xiàn)學(xué)科融合?;谘腽^人工智能教材中的語言識別、視覺識別等內(nèi)容,推進智能化古詩等級測試、單詞大王PK等闖關(guān)活動,成效良好。
3.以校社團為單位的鞏固型課程,組建常態(tài)化團隊
目前,該校根據(jù)央館人工智能教材內(nèi)容開設(shè)了咪奧機器人、智能工廠、電子畫報、3D打印、服裝設(shè)計、暢言AI、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計7類社團,參與學(xué)生近240人次,其分布于各個年級,全方位地進行團隊發(fā)展。
4.以競賽團為單位的培優(yōu)型課程,深入?yún)⑴c競賽
目前,學(xué)校以NOC和領(lǐng)航杯兩大賽事為主,圍繞AI天工造物、智能博物、電子畫報三方面開展賽事訓(xùn)練,成果顯著。
(二)開展教師培育工程
教師團隊是人工智能課程順利實施的重要條件,在首批29所試點校的基礎(chǔ)上,通過區(qū)域整體推動及政策保障,通過內(nèi)部培養(yǎng)和外部引入等方式,開展各級培訓(xùn),挖掘種子教師,培養(yǎng)一批名師、名校,利用集團校的輻射作用實現(xiàn)人工智能教育的優(yōu)質(zhì)均衡,構(gòu)建具有常熟特色的人工智能教師培育體系。2023年8月,常熟市有2所學(xué)校獲評“中央電化教育館中小學(xué)人工智能教育培訓(xùn)基地”,3位教師獲評“中央電化教育館中小學(xué)人工智能教育培訓(xùn)師”。未來三年計劃培育網(wǎng)絡(luò)(人工智能)名師工作室3個,培育人工智能教育培訓(xùn)師10位,培育種子教師30位。我們計劃每學(xué)期開展人工智能教研活動、優(yōu)秀課例和公開課分享以及期末人工智能應(yīng)用效果評價。
(三)推進教研服務(wù)工程
一是由教育裝備技術(shù)中心、教育科、教學(xué)研究室、教師發(fā)展中心聯(lián)合制訂協(xié)同工作方案。教育裝備技術(shù)中心強化課堂技術(shù)保障,建立定期巡查制度,定期檢查維護設(shè)備,提供活動技術(shù)保障;教育科制訂課程計劃,確保課程列入學(xué)校課表,納入學(xué)校評價體系;教學(xué)研究室建立專兼職教研員隊伍,創(chuàng)新教、科、研為一體的活動機制,開展教學(xué)模式探索、學(xué)科融合、課程資源開發(fā)等工作,利用好集團辦學(xué)的輻射作用,舉辦教學(xué)能手比賽等;教師發(fā)展中心開展相關(guān)培訓(xùn),不斷提升教師的人工智能素養(yǎng)。
二是積極引入南京師范大學(xué)、蘇州大學(xué)、常熟理工學(xué)院等高校專家團隊資源,圍繞立項課題“人工智能課程在中小學(xué)的實踐應(yīng)用研究”廣泛開展實踐研究。昆承小學(xué)陳平老師做了題為《種下一顆種子? 期待春暖花開——小學(xué)人工智能課堂教學(xué)實踐探究》的講座,從政策文件、課題實踐、未來探索視角出發(fā),探究小學(xué)人工智能課堂教學(xué)實踐;綠地實驗小學(xué)陳潔老師做了題為《探究央館人工智能教育課程在小學(xué)的實踐應(yīng)用》的講座,介紹了綠地實驗小學(xué)人工智能課程開展的情況和獲選央館特色課例的具體教學(xué)設(shè)計;實驗小學(xué)李振剛老師做了題為《基于人工智能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實踐研究》的講座,介紹了實驗小學(xué)AI實驗室的創(chuàng)建過程和人工智能教學(xué)實踐。此外,組織大學(xué)教授、中小學(xué)教師、本科院校大學(xué)生等開展教學(xué)活動,通過教研、公開課、專家講座等活動提升科研水平,打造小學(xué)、初中、高中、大學(xué)的研學(xué)共同體。
以常熟市實驗小學(xué)為例:1.組建跨學(xué)科團隊。以課題科研為抓手,開展主題或?qū)m椊萄?。圍繞核心素養(yǎng)目標定期開展交流,創(chuàng)新教學(xué)方法,整合教學(xué)資源,創(chuàng)造實踐條件,完善評價方式,最終指向人工智能校本課程的創(chuàng)新發(fā)展。2.探究項目式學(xué)習(xí)。項目式學(xué)習(xí)是人工智能普惠課程順利實施的依托,具體流程為確定項目、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、制訂解決方案、實踐驗證、再次提出問題、改進方案、再次實踐驗證、解決問題,有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程思維,促進實踐探究的深入開展。3.建立模型化課堂。建立一套科學(xué)、可操作的教學(xué)模型是指引和推進人工智能課程實施的有效路徑。項目組教師在科研的過程中,建立了一套滿足項目式學(xué)習(xí)需求的教學(xué)模型,以促進教師改革與研究,引導(dǎo)學(xué)生體驗與探究。4.完善體系化評價。以科學(xué)的評價體系引導(dǎo)學(xué)生成長,重視對學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行評價,將學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新思維等納入評價體系,并有機結(jié)合過程性評價與終結(jié)性評價,重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果,在學(xué)生自評、互評與教師評價中激勵學(xué)生學(xué)習(xí),改進教師的教學(xué)方案,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。
(四)謀劃實施三年計劃
未來,常熟市將積極創(chuàng)造智能化、數(shù)字化、個性化、泛在化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境,為提升教育教學(xué)質(zhì)量賦能加力。建議建立人工智能教育示范教學(xué)集團,通過一體型、幫扶型集團形式,發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的影響與輻射作用,促進優(yōu)質(zhì)教育資源均衡化。在此基礎(chǔ)上建立區(qū)域人工智能教育聯(lián)盟,搭建由教育局、中小學(xué)、高校、AI企業(yè)共同參與的綜合育人共同體,搭建跨區(qū)域高水平交流平臺,制定實施政策,形成保障有力的常熟市人工智能教育發(fā)展新格局,打造常熟市人工智能教育品牌。
常熟市規(guī)?;⒊B(tài)化、高質(zhì)量開展的“央館人工智能課程”教學(xué),將進一步推動教育理念與模式、教學(xué)內(nèi)容與方法的改革創(chuàng)新,促進區(qū)域整體推進人工智能教育新路徑、新模式的構(gòu)建,更好地發(fā)揮數(shù)字化教育的引領(lǐng)和支撐作用,不斷提升區(qū)域整體教育水平,進而為全國人工智能教育的發(fā)展貢獻常熟智慧,提供常熟樣本。
[參考文獻]
國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[J].中華人民共和國國務(wù)院公報,2017(22):21.