指向核心素养的中小学人工智能教育实践研究

山东省潍坊市实验学校   鞠克亮   井光兵

潍坊市实验学校（潍坊市中小学生示范性综合实践基地）于2001年经潍坊市委、市政府批准成立，是直属潍坊市教育局领导的公益一类事业单位，主要承担潍坊市区中小学生综合实践活动课程的教学和实践，能同时容纳2000名学生参加综合实践活动。现已累计完成820多期80多万名来自全国各地中小学生的实践教育教学任务，取得了良好的社会效益。学校为教育部制定《全国示范性综合实践基地装备标准、活动指南》《示范性综合实践基地实践活动指南》《全国示范性综合实践基地活动与装备指导意见》等文件提供参考样本，现已拓展为面向全国中小学生提供综合实践活动、研学实践、劳动教育、创新实验课程服务的场所。

学校高度重视人工智能教育，成立了人工智能教育领导小组，将人工智能教育作为重点项目，集中力量推进实施。学校发挥办学优势，拓展周边资源，围绕课程建设、渠道建设、应用建设，持续推进人工智能教育的深入应用和优质教育资源建设，构建了“区域整体推进、促进均衡化，立足地域特色、突出个性化，深挖实践内涵、推进系统化，加强校社合作、实现协同化，坚持学生立场、实行项目化”的人工智能教育实践基地模式。学校先后获得首届基础教育国家级教学成果奖、全国人工智能教育基地、全国首批中小学示范性综合实践基地、首批研学实践教育营地、全国科学教育实验基地、全国国防教育特色学校、国家级应急消防科普教育基地、山东省第二批教育信息化试点单位、山东省科普专家工作室等39项省级和国家级荣誉。

一、围绕“三个建设”，提升育人实效性

（一）加强人工智能实践教育课程建设。学校先后投资500多万元，建设了人工智能实验室、航空航天实验室、创客空间实验室、科学实验馆等10个大型场馆，设立泛现实技术、创意机器人、无人机、飞行器设计、创意天梯、火星探测车等150多项实践项目，建设人工智能创新实验室群，打造数字化人工智能教育课程新样态。

（二）加强人工智能实践教育渠道建设。在常态开设人工智能课程的基础上，面向市域中小学校开展人工智能实践课程公益送课活动，与周边学校联合开展拔尖创新人才培养，承担市域内人工智能教育教师研修，与市域特色学校合作共建人工智能活动室，联合市域内高科技企业开展人工智能主题研学，充分发挥了学校优质教育资源的示范引领作用。

（三）加强人工智能实际应用建设。建设选排评智能平台，依托人工智能实践项目开展项目化学习，把多项人工智能技术实际应用于实践项目教学，安装智能安防和智慧门禁系统，引导学生切实体会人工智能改变生活。（见图1）

二、融合创新，构建人工智能课程体系

为保障人工智能教育的长效发展，学校制定了《人工智能教育实施方案》《人工智能教育教师队伍建设方案》，明确了人工智能教育的目标、任务、措施和评价机制，确保人工智能教育得以落实、稳健发展。

针对学生成长需求，学校确立了《人工智能课程开发指南》《人工智能课程研发流程》等，将人工智能教育与校园文化、专题活动等有机融合，形成了一批优质人工智能课程资源，构建起涵盖创意编程类课程、模拟延伸类课程、技术应用类课程的课程体系。（见图2）

（一）科普文化沉浸式。以沉浸体验、趣味互动为理念，借助宣传展板、电子展板、多媒体设备将楼道、走廊打造成人工智能科普长廊，展现丰富多样的科普内容。

（二）专题活动课程化。将主题日、专题教育等转化为课程。如中国航天日期间，学校组织实施了水动力火箭制作、无人机模拟飞行与实飞体验等活动，激发学生学习兴趣。

（三）项目主题生活化。以真实的日常生活情景为主线，通过无人机、机器人等工具和载体完成综合任务，解决实际问题。如无人机课程从真实问题情境出发，分设航拍、高空救援、定点投放、穿越丛林等主题，引导学生将学科知识综合重组并转化为智能应用，着重培养学生科学研究的兴趣、创意物化的工程开发能力。

（四）校内校外融合化。依托我校优质的课程资源，通过校校合作、校外联合，以课程共建、科普讲座、对接比赛等方式，积极为学生提供基础性、多样性、拓展性的服务，拓宽学生科技视野。

（五）线上线下体系化。发挥实践基地优势，选择适合不同学情学生的人工智能教育资源，密切联系学生个体生活和社会生活，通过线上课程库，让更多学生接触到人工智能教育。

三、多维互动，探索实施路径

（一）实施三类课程，满足学生个性化学习需求。一是基础素养类课程，筑牢学生基础。以新课标为依托，涵盖算法应用、智能机器人、智走迷宫、无人机基础、航拍入门等实践操作类和技术应用类课程，发展学生兴趣，筑牢学生基础。二是项目融合类课程，培养综合素质。依托山东省科普工作室，以项目化主题为主线，将人工智能课程与学科教学、生活情境相融合，在真实情境中解决实际问题。三是主题竞赛类课程，满足学生个性发展。学校以科技竞赛和科技创新为依托，针对有扎实基础和突出特长的学生，提供白名单赛事专项培训，帮助学生进一步发展自己。

其中，基础素养类《智能物联》《创客无人机》《创意天梯》等25门课程入选教育部第二、三届中小学实践教育资源优秀课例；项目融合类典型案例《3D全息投影》受邀参加全国教育装备博览会，并荣获全国一等奖；《创客教育视角下激光切割课程的教学与实践》代表潍坊参加山东省教育博览会，并获山东省特等奖等。针对主题竞赛类课程，学校与市域内多所学校合作，带领200余名学生在全国青少年科技教育成果展示大赛、全国青少年无人机大赛等5项教育部白名单赛事中荣获全国一等奖、二等奖、三等奖，提升了学生信息素养。

（二）项目式学习，创新人工智能教育实施形式。在实施过程中，注重统筹多个实践项目，深挖核心知识，形成本质问题，转化为驱动性问题，优化人工智能教育的呈现方式和育人效果。以物联网课程为例，原有课程内容仅局限于创意作品主题搭建，经过项目化学习提升后，以物联网在智慧农业领域应用为切入点，基于学校种植馆无法实现智能化管理为现实问题，以“科技赋能未来   畅享智慧生活”为驱动性问题，融合激光切割、3D打印、智能物联、田园耕读等多门课程，学生经历智慧农场模型搭建、编程控制设备互联、种植馆智能灌溉等全过程的深度体验。

面向真实生活，解决真实问题，深入探索融合育人的方法和路径。《基于项目化学习的生活小镇劳动育人实践》荣获2022年山东省初中劳动教学创新成果一等奖，《以布艺文创课程为载体开展劳动教育的探索与实践》荣获2022年山东省初中劳动典型经验与做法二等奖。

（三）学段衔接，构建智慧课堂。针对小学高年级、初中、高中学生，不断优化课程实施形式，以智能机械臂课程为例，小学阶段采用实物机器人完成简单项目，发展学生计算思维和创新实践能力；初中阶段以“智慧物流”为主题，学生通过学习掌握编程控制的基础知识和相关技能，对硬件进行编程处理，实现机械臂物品分拣、物流运输等多种功能；高中阶段以“未来城市”为主题，运用机械臂，配合实物编程，模拟完成太空垃圾清理、高空救援等综合性任务。

智能机械臂课程通过线上直播在“国家级信息化教学实验区成果展示活动”中，为全市提供公开课；通过线上实践云课堂、线上公益直播课堂等形式，先后面向全国师生发布58期实践课程，服务全国师生，扩展了学校影响力。

四、技术赋能，助力教师专业发展

（一）活用数字资源。学校积极应对人工智能技术革新，推动人工智能与教师队伍建设的深度整合与创新发展。用好国家中小学智慧教育平台、潍坊教育云平台等平台，借助平台资源开发了200余项实践活动项目。教师全员参与数据素养培训提升，49名教师获得研学旅行指导师（高级）证书。

（二）扩展培训路径。一是自主研修。学校引导教师巧用洋葱学院、NB物理教学平台等智能工具，自主开展教育教学研究和实践活动，为学生提供个性化的学习路径和资源。二是团队协作。组建网络学习共同体，根据研究项目进行教研组动态管理，核心成员负责课程开发、实施和提升，外围成员负责课程实施和提升。三是平台展示。通过公开课、研磨课、示范课等形式提升课程品质，以教具展示评选、优质课评选、教学成果申报等活动为契机，促进精品课程建设和教师关键能力提升。

（三）优化教学业绩考评。细化教师评价方式和内容，改变以往主要依靠现场观摩、研讨等进行相对主观性的评价方式，借助人工智能技术，实时动态记录教师发展过程中的教学成果，形成学术积分，将数据汇聚与分析，得出客观的评价数据依据，为教师教学评价和教学管理提供了较为客观的数据支撑。

（四）分类提升。入职期重点培养青年教师的师德、专业标准和教学能力，缩短他们的成长周期；发展期鼓励教师解决问题、制订计划、行动和总结反思，实现个性化发展；瓶颈期重点克服倦怠，引导教师深入理解和践行教育要求；成熟期通过同伴互助和专业团队助推促进教师发展，提高整体专业水平。

学校将以中小学人工智能教育基地创评为契机，以项目式管理为抓手，进一步丰富基于数字技术和信息科技的人工智能课程资源，不断提升实践教育的价值和内涵，更好地发挥国家级“示范性综合实践基地”的示范引领作用，为中小学人工智能教育的高质量发展作出新的努力和贡献。

（《山东教育》2024年4月第11期）