廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)：打造人工智能課程體系 培育適應(yīng)智能社會(huì)發(fā)展的時(shí)代新人

近年來，為有效推動(dòng)人工智能教育，培育適應(yīng)未來智能社會(huì)發(fā)展需要的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)作為中小學(xué)人工智能教育基地，積極致力于人工智能的課程研發(fā)、師資培養(yǎng)和環(huán)境建設(shè)，形成了小初高一體化人工智能教育框架。

形成小初高一體化教育框架，實(shí)現(xiàn)學(xué)生成長階段全覆蓋

依托集團(tuán)化辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)實(shí)現(xiàn)了人工智能課程在小學(xué)、初中、高中全覆蓋，打通學(xué)段學(xué)科壁壘，系統(tǒng)構(gòu)建小初高一體化人工智能教育框架，成功實(shí)現(xiàn)了“將人工智能課程寫進(jìn)課程表”。

在小學(xué)階段，學(xué)校人工智能課程尤為重視對(duì)學(xué)生人工智能意識(shí)的啟蒙以及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)巧妙融合了趣味性、實(shí)踐性和前瞻性，以圖形化編程、智能搭建等方式，讓學(xué)生“在玩中學(xué)”“在做中學(xué)”。學(xué)生無須學(xué)習(xí)復(fù)雜的代碼語言，通過動(dòng)手選擇、組裝、調(diào)試各功能模塊就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的智能小車、智能家居等程序編輯，極大降低了學(xué)習(xí)門檻，又能充分鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維和動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的濃厚興趣和對(duì)探究未來的無限好奇。同時(shí)，學(xué)校還積極組織各類科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，如參觀智能工廠、機(jī)器人進(jìn)校園等，讓學(xué)生更加深刻體驗(yàn)人工智能技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。

進(jìn)入初中階段，學(xué)生知識(shí)面更加廣闊并具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，人工智能課程的設(shè)置也進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu)化與升級(jí)，更加側(cè)重技術(shù)原理的剖析與應(yīng)用。在課程中加入Python編程、單片機(jī)開發(fā)、機(jī)器人編程等內(nèi)容，著力培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新思維。同時(shí)，初中階段的人工智能課程還格外注重與其他學(xué)科的交叉融合。人工智能與物理、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科有機(jī)結(jié)合，不僅拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，還促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。例如，將語音識(shí)別技術(shù)與物理聲學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)合起來，可以幫助學(xué)生更好地理解從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；在語文詩歌學(xué)習(xí)中加入人工智能生成內(nèi)容（AIGC），可以幫助學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)古人在詩詞歌賦中比興手法的應(yīng)用。在人工智能課程建設(shè)中，這種全學(xué)科意識(shí)的教育不僅能有效提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，也極大促進(jìn)了教師的專業(yè)發(fā)展。

在高中階段，學(xué)校人工智能教育更加系統(tǒng)和深入。學(xué)校精心設(shè)計(jì)了一系列個(gè)性化課程供學(xué)生選擇，以滿足學(xué)生多樣化興趣特長和未來職業(yè)發(fā)展的需求，比如無人機(jī)與人工智能編程、開源硬件與創(chuàng)意機(jī)器人搭建、AI大模型應(yīng)用等。每一門課程都力求理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)也能親手操作，加深理解。除了豐富的課程，學(xué)校還為學(xué)生提供了多樣化實(shí)踐機(jī)會(huì)和科研項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能。在教師的悉心指導(dǎo)下，學(xué)生有機(jī)會(huì)以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式參與人工智能領(lǐng)域的課題研究，課題研究聚焦解決實(shí)際問題，如智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)等，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。此外，學(xué)校還積極鼓勵(lì)并組織學(xué)生參加競(jìng)賽“白名單”中人工智能相關(guān)活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生走上更高的展示自我、挑戰(zhàn)極限的舞臺(tái)。

三個(gè)學(xué)段的課程設(shè)置充分考量學(xué)生的年齡特點(diǎn)和基本學(xué)情，層層遞進(jìn)又環(huán)環(huán)相扣，實(shí)現(xiàn)了人工智能教育在學(xué)生成長階段的全覆蓋。

構(gòu)建“四維三層”課程體系，滿足學(xué)生全面而個(gè)性化發(fā)展

學(xué)校將中小學(xué)人工智能教育的目標(biāo)劃分為四個(gè)維度，分別為：（1）人工智能意識(shí)，指向提升對(duì)人工智能技術(shù)的敏感度與理解力，這種意識(shí)能夠讓學(xué)生意識(shí)到人工智能的重要性，并激發(fā)他們對(duì)探索人工智能技術(shù)的興趣和好奇心；（2）技術(shù)應(yīng)用能力，指向?qū)嵺`與探究人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，要求學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作，提升實(shí)踐技能；（3）實(shí)踐創(chuàng)新思維，指向激發(fā)人工智能技術(shù)相關(guān)的實(shí)踐創(chuàng)新，這種思維鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、勇于嘗試新方法，在面對(duì)問題時(shí)能夠運(yùn)用創(chuàng)造性思維尋找解決方案；（4）智能社會(huì)責(zé)任，指向樹立適應(yīng)智能社會(huì)發(fā)展的責(zé)任意識(shí)，要求學(xué)生在利用人工智能技術(shù)帶來的便利的同時(shí)，也要思考和解決伴隨而來的道德倫理和社會(huì)責(zé)任問題。

為有效落實(shí)人工智能教育目標(biāo)，兼顧學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要，學(xué)校設(shè)置了“三層”人工智能課程，包含基礎(chǔ)性課程、擴(kuò)展性課程和特長性課程三個(gè)層次。

基礎(chǔ)性課程遵循黨和國家的相關(guān)政策、吸收學(xué)科發(fā)展的前沿知識(shí)、結(jié)合學(xué)生成長的年齡特點(diǎn)，面向全體學(xué)生開設(shè)，以行政班為教學(xué)單位。擴(kuò)展性課程是各類人工智能校本選修課程，定位差異性，滿足學(xué)生的志趣發(fā)展和多樣化發(fā)展需求。特長性課程是各類人工智能競(jìng)賽課程，滿足拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要，定位特長性，依托校內(nèi)外高端實(shí)驗(yàn)室，采取校內(nèi)外雙導(dǎo)師的形式，挖掘在人工智能領(lǐng)域有天賦、肯鉆研的學(xué)生的素養(yǎng)和潛能。

打造“五位一體”研究共同體，保證課程開發(fā)建設(shè)有效實(shí)施

人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異，為了加強(qiáng)師資培養(yǎng)，保證課程內(nèi)容的前瞻性和實(shí)效性，學(xué)校打造“校外課程專家—學(xué)校課程與教師發(fā)展中心—教研組長—學(xué)科骨干—學(xué)科教師”“五級(jí)”人工智能教育課程研究共同體。從課程功能、課程結(jié)構(gòu)、課程體系、課程內(nèi)容、實(shí)施保障方式等方面致力于課程開發(fā)建設(shè)，提升人工智能教育的課程研究能力。

校外課程專家均為來自高校、科研院所、科技公司等人工智能領(lǐng)域的專家學(xué)者，角色定位為知識(shí)理論層面的指導(dǎo)者和前沿科學(xué)技術(shù)的支持者，定期對(duì)學(xué)校教師和學(xué)生開展專業(yè)培訓(xùn)，傳授最新的學(xué)術(shù)研究成果，積極搭建技術(shù)支援橋梁，提供寶貴的校外實(shí)踐平臺(tái)。學(xué)校課程與教師發(fā)展中心是學(xué)校課程建設(shè)的主管部門，角色定位為課程的領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)者，研究并制訂人工智能教育實(shí)施方案，從宏觀角度把握學(xué)校人工智能教育整體布局，同時(shí)高效統(tǒng)籌各類、各學(xué)科教學(xué)資源，為人工智能課程的有效開展提供保障。教研組長是課程建設(shè)帶頭人，需要聚焦人工智能教育課程體系的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，負(fù)責(zé)構(gòu)思并提出具有實(shí)效性的課程方案，深入探索課程體系的邏輯架構(gòu)與學(xué)科課程模式的構(gòu)建，為課程內(nèi)容的科學(xué)性、系統(tǒng)性和連貫性負(fù)責(zé)。學(xué)科骨干由備課組長、教學(xué)骨干組成，需要將人工智能教育方案落實(shí)到年級(jí)層面，將教育方案細(xì)化為具體可操作的年級(jí)課程案例，探索適合不同年級(jí)學(xué)生的教學(xué)策略與研究項(xiàng)目實(shí)施方案。學(xué)科教師是人工智能課程教學(xué)的執(zhí)行者，需要基于執(zhí)教班級(jí)學(xué)情有效開展個(gè)性化、項(xiàng)目化、真實(shí)性教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)承擔(dān)著反饋教學(xué)實(shí)踐成效與存在問題的重任。

“五位一體”研究共同體為學(xué)校人工智能課程的開發(fā)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的保障，是人工智能課程能夠有效實(shí)施的前提，而卓有成效的課程開發(fā)建設(shè)與實(shí)施則是學(xué)校人工智能教育的重要保障。

（作者胡正勇系高中信息技術(shù)正高級(jí)教師，廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)課程與教師發(fā)展中心主任、教育部基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)專業(yè)委員會(huì)委員；李元博系初中信息技術(shù)一級(jí)教師，廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)人工智能教師）

《人民教育》2024年第24期