多维融合 协同开展中小学人工智能课程实践探索

　　近年来，越来越多的省市地区将人工智能教育相关内容纳入中小学课程体系之中，“人工智能”已逐步成为新时代学生必修技能。在《人工智能通识》课堂上，人大附中分校高二年级的40多名学生与来自全国7所学校的300余名学生同时进行了课程的学习。通过在线教学平台，实现了全国5个城市的中学生同上一堂课。

课堂教学实况：中国人民大学附属中学分校

课堂教学实况：武汉市第二十中学

课堂教学实况：陕西省乾县杨汉中学

　　为进一步推动中小学人工智能教育普及和发展，在教育部和中央电化教育馆的指导和支持下，中国人民大学附属中学牵头，联合全国二十多家学校和单位，于2020年正式启动“基于在线课程平台的横向跨学科纵向分层次的中小学人工智能课程建设与实践项目”，以实践共同体组织形式，协同开展了中小学阶段人工智能教育实践探索。“我们希望在全国范围内共享和推广项目的实践成果，并继续探索可持续发展的中小学人工智能课程共建、共享和推广模式。”中国人民大学附属中学校长刘小惠如是说。

　　注重分层次跨学科，完善人工智能课程体系

　　项目在小学、初中、高中不同学段进行分层次模块化教学，构建了较为完备的中小学人工智能课程体系：小学阶段以体验为主，重在感知；初中阶段以发现为主，重在认知；高中阶段以探究为主，重在创新。

　　按照学生不同的认知能力分为核心课程和进阶课程。核心课程满足学生基本的人工智能学习需求，进阶课程则是为更多学有余力的学生开设的。因此，中小学人工智能教学应按照课程设置划分为基础、核心与进阶三个课程层次（如图1所示），在课程基础上划分不同的模块，如基础课程中包含信息素养基础、程序设计以及智能硬件三个模块（如图2所示）。

图1 中小学人工智能模块分类

图2 中小学人工智能课程模块划分

　　项目立足信息技术课堂教学，开发精品教学资源，建设并完善了中小学人工智能课程群（如图3所示），共形成37门课程和72节课例。

图3 实践共同体的中小学人工智能课程群

　　在形成的精品课资源中，有些是跨学科的，如《自然语言处理》这门选修课就是“跨学科”跨得最远的一门课了。课程设计参与教师赵玥表示：“‘计算机+语文’，听起来毫不相关的两个学科却‘绑’在一起开了一门课。首先确定了‘思维与技能并重’的基本课程理念，选课的学生一定要首先了解语言的基础作用，在此基础上再去认识和学习具体的自然语言处理技能。我们也希望通过这种观念的传递，让学生能够正确看待今天人工智能的发展，辩证地思考人工智能技术对我们生活的影响。”

　　实现优质资源共享，丰富教研实践

　　受新冠疫情影响，线上教育平台的优势越发凸显。项目成员单位分布在全国各地，线上教育平台可以方便地进行交流展示并跨时间、跨地域共享资源。项目主要使用和建设了两个在线平台：国家教育资源公共服务平台和未来基因课堂，不仅完成线上线下融合教学，同时还可以记录学生课堂行为数据，为教师更好地发现问题、解决问题提供了有效支撑。

　　2020年6月，由成员单位华南师大附中负责，协调所有课题组成员完成“国家教育资源公共服务平台”账号注册并加入社区“人工智能课程建设与实践共同体”，开启线上社区活动。

　　未来基因课堂是面向中小学人工智能课程教学的“中小学人工智能教学示范平台”，是在共同体项目组和中国人工智能学会中小学工作委员会指导下开发的信息技术及人工智能教学线上线下融合的混合式教学平台。疫情期间，未来基因课堂免费向广大中小学教育工作者开放共享，通过优质示范公开课的形式，共同推进中国中小学信息技术及人工智能教育的实践落地。

　　项目开展了学生联合培养实践，人大附中借助翱翔计划项目联合多所兄弟学校在市级层面开展联合培养试验，每年有约50名来自北京市不同区县不同学校的高中学生通过夏令营和冬令营学习了实践共同体开设的人工智能课程，在此基础上中学和高校教师联合指导学生开展项目研究，超过半数学生论文能发表或收录在正式出版的论文集。还基于在线人工智能教学平台联合中国人民大学高瓴人工智能学院等单位，为跨省和跨地区的648名中学生举办了公益人工智能夏令营活动。共同体成员之间开展了联合教研和教学交流活动，如人大信息技术教研组通过在线会议说课的形式展示了人工智能教育在人大附中的落地实施情况。

　　注重项目推广，辐射带动教育薄弱地区人工智能教育发展

　　项目充分发挥延伸辐射作用，加强区域间、各校际之间的资源共享和协同联系，带动贫困地区和教育薄弱地区中小学人工智能教育发展。

　　在线师资培训方面，2020年疫情期间，为响应教育部和中国科协“停课不停学”的号召和中国人工智能学会“CAAI在行动”计划，依托“中小学人工智能教学示范平台”，实践共同体项目组面向全国中小学教师开设了免费公益在线直播课程，累计推出17期、100多节课程、70多位名师的公开示范课，包括《人工智能初步》、《机器学习》等系列课程，参与听课的老师覆盖全国33个省份，1500所学校，有效学员共计2万多人次。课程内容和授课形式受到一致好评。

　　在学生培训方面，实践共同体项目组教师使用在线课程平台为首都师范大学附属中学等学校开设《人工智能-机器学习》系列课程，推广了项目成果。

　　欠发达地区定向帮扶方面，实践共同体组织优秀教师为云南省临沧市凤庆县七所中学的信息技术教师进行了为期三天的“初中信息技术+AI课程在线师资培训班”，该培训作为助力偏远地区学校的尝试，得到了当地政府和参训老师的一致好评。

　　“项目组织了全国优秀的人工智能和信息技术教师，利用休息时间通过线上平台面向全国中小学一线教师，开展线上免费公益直播课程。项目积极响应国家教育扶贫政策，致力于缩小人工智能时代地区之间的信息科技教育鸿沟”，云南省临沧市凤庆县营盘中学甘老师表示，通过举办“助力云南凤庆”活动，组织优秀教师为云南省临沧市凤庆县七所中学的信息技术教师进行了为期三天的“初中信息技术+AI课程在线师资培训班”。该培训作为助力偏远地区学校的尝试，得到了当地政府和参训老师的一致好评，后续还将持续跟踪凤庆县初中信息技术和人工智能课程落地。

　　南京外国语学校史钋镭老师表示：“过去一年多来，我校多位同仁设计了本地化的人工智能课程计划，建设了教、学资源平台，设计了教学案例，开展了实验、展示课活动，并向集团校辐射、推广了成熟的课程资源。感谢中小学人工智能学会和人大附中等共同体学校在过去的一年多来的通力协作，为全国中小学人工智能教育所做出的努力。”

　　继往开来，实现共建共享可持续发展

　　“人大附中牵头的共同体项目在人工智能课程的共建共享、师资培训、学生联合培养和教育帮扶等方面做了许多积极的探索，积累了一定的协同推进各区域、各学校之间的人工智能课程体系建设的经验。”教育部科学技术与信息化司教育信息化与网络安全处处长任昌山表示，希望继续开展共同体实践，继续开展人工智能课程教学领域的实践探索，促进学生全面发展。

　　北京市教委信息化处田鹏副处长表示，人大附中是北京基础教育高地，一直以来都在不断地为智慧教育贡献新的教育模式，而本项目是自下而上地探索科技赋能教育的新途径，并以共同体的形式展开，以点带面，是推动技术与教育融合非常好的抓手，且项目中形成的符合规律的教学课程、模式，希望未来能在全国共享推广，给全市全国带来更大的辐射效果。

　　项目牵头单位项目负责人中国人民大学附属中学校长刘小惠表示，今后项目组结合北京市教育委员会制定的《关于推进“互联网+基础教育”的工作方案》，希望将项目成果在北京市范围内推广，采用空中课堂、双师课堂和融合课堂方式，构建人工智能课程学习平台和教研平台，探索人工智能支持的学生评价新模式，助力北京市信息技术和人工智能教育教学质量提升，为北京市高标准实现优质均衡做出积极的贡献。

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　　为深化信息技术与教育教学深度融合，聚焦人才培养模式改革，积极推进“互联网+教育”发展，在教育部科学技术与信息化司领导下，中央电化教育馆组织实施了教育信息化教学应用实践共同体项目。

　　2019年度项目聚焦网络学习空间、在线开放课程、跨学科学习（STEAM教育）和智能教育四类信息化教学应用模式的应用、总结和提炼，形成了一批成熟度高、可借鉴、可推广的，以实践共同体为组织形式的信息化教学应用新模式。

　　由中国人民大学附属中学牵头的“基于在线课程平台的横向跨学科纵向分层次的中小学人工智能课程建设与实践”项目属于智能教育信息化教学模式的共同体项目。

　　来源：教育信息化资讯（ID：gxxxhzx）

　　责编：项阳