开展人工智能教育，培养学生创新能力

山东省临沂沂州实验学校   徐勤波

临沂沂州实验学校，是临沂市教育局直属的一所九年一贯制学校。多年来，学校积极回应国家对创新人才培育的要求，系统开展学生人工智能教育的实践研究，建构了“全员联动·全科整合·全程贯通”的科技创新人才培养模式，建成了没有“围墙”的科学校园，促进了学生创新能力的全面提升。2024年2月，学校入选教育部公布的“中小学人工智能教育基地”。

2011年9月，学校成立了临沂市第一家学生创客空间———“银河之星”少年科学院。在通用实验室之外，学校还专门配置了我爱发明、航模飞行、玩转机器人、3D打印、AR探究教学、物联世界、激光雕刻、比特实验、人工智能编程、钛智能车等“一院十所”的人工智能教育活动场所，打造一个“做、创、学”一体化的跨学科、综合化、多功能的学习环境，为开展人工智能教育提供了保障。

学校通过实施“一个核心、两条渠道、三个转变、四个结合”策略，深入开展人工智能教育。确立一个核心：以学生发展为本。明确人工智能教育的两条渠道：一是认真开展教育部课程中心“STEAM教育课程教学改革”项目活动；二是积极探索人工智能校本课程教学。实现三个转变：一是教师角色实现从指导者到合作者、参与者的转变；二是活动内容实现从单一的科学课培养到多学科参与的转变；三是评价机制实现从注重结果性评价到注重过程性评价的转变。做到四个结合：普及与提高相结合、课堂教学与课外实践相结合、培养学生创新思维与动手能力相结合、学生成长与教师发展相结合。

针对现阶段中小学开展人工智能教育存在的缺少专业教师、缺少课程资源、学生培养体系不完善等问题，临沂沂州实验学校进行了积极的实践探索。

一、多方联动，吸纳全员，壮大辅导员教师队伍

通过请进来、走出去的方式，多渠道培养校内科学教师成为人工智能教育领域的专家；通过创新课堂教学模式，注重问题式、探究式、跨学科教学，培养学生的创新思维。同时，多途径聘请相关领域专家为专项导师，多角度吸纳社会各界爱心人士为拓展教师，形成学校内外互动、多元协同的全员育人体系，建起了一支人工智能教育综合型教师队伍。

学校通过制度赋能，吸收有潜能、有兴趣、肯钻研的教师加入人工智能教育团队。目前有专兼职科学教师132人，其中21人获省级辅导奖，1人为全国高级科技辅导员。学校还在临沂大学、科技馆、气象馆、兵学博物馆、火车站、电务段、机务段、工务段等场馆建立了16个校外实践基地，有62人成为学校开展人工智能教育的同盟军。为让学生了解科技前沿，近距离接触科学专家，学校还聘任中科院周红章、魏成阶、徐文耀、周家汉、滕吉文、张厚英等专家教授为校外科技辅导员，他们多次到校为学生开展科学辅导工作。

二、校内为主，校外为辅，多渠道开发课程教育资源

人工智能教育的主要阵地是学校，课程是教育落地最重要、最直接和最有效的载体。学校围绕学科培育创新能力的目标，落实国家科学课程，保障创新素养培育基本要求；开设科学校本课程，关注创新能力培育的个性化；研发学科融合课程，挖掘科学教育课程资源，增强创新能力培育的综合性；建成了纵向衔接、横向关联、螺旋上升的课程资源体系。

学校成立科技教育创新团队，把科技教育活动与新课程改革相结合，加强人工智能实践研究，积极开发人工智能校本课程，开发出中鸣机器人、人形机器人、比特机器人、创意编程、Kodu编程、Microbit、Arduino、3D打印等课程。经过多年打磨，学校“银河之星”少年科学院已开发出20门人工智能特色校本课程。在学期之初，学校将这些课程编入选课走班和课后服务开课计划，供学生进行选择，尽量使喜爱科学的学生都能获得个性化的学习支持，激发他们的好奇心、想象力、求知欲，促进学生自主、合作、探究学习。2020年，学校联合郯城育新中学、临沂第三十中学等学校及时开发科学教育网课30节，丰富学生居家学习内容，收看人数达50多万人次，深受家长、学生的喜爱。《中国科技教育》《山东科技报》等媒体分别予以报道。

三、系统设计，贯通培养，做好普及教育与个性发展

学校采取“竞赛撬动，高段先行”“贯通三年，初中普及”“以大带小，小初衔接”“全员参加，全程贯通”的路径，立足九年，从低到高，选点突破，逐步推进，厚植科学兴趣、培养问题意识、训练科学思维，逐步推进人工智能教育，形成了全程贯通培育学生创新素养的体系，积极探索拔尖创新人才早期发现、贯通培养的有效模式。2012年，学校在DI头脑创新思维大赛中国区比赛中获一等奖，并取得赴美国参加全球总决赛的资格，临沂市人民政府拨付专款鼓励13名学生出国比赛。比赛结束后，市长还专门给学校和市教育局发来贺信，祝贺学生们取得的优异成绩。

在日常课堂教学中，教师以问题为导向，采取互动式、启发式、探究式等教学方法，促进学生在合作学习中形成批判性思维和探究能力。在跨学科教学过程中，引导学生采取“聚焦问题、大胆猜想、形成预设、行动验证”四阶段法来尝试解决问题，打破学科壁垒，注重学生发散思维与聚合思维的有机结合，保护学生的好奇心和求知欲。作为中国STEM教育2029创新行动计划领航学校，学校以科技节为平台，积极开展丰富多彩的项目化探究活动，支架负重、扑克牌叠高、纸桥行车、逆风行驶小车、发明大比武等活动的开展，培养学生的好奇心、想象力和探究欲，激发学习活力、厚植科学兴趣，促进学生综合运用知识与技能解决问题，培养了一大批具备科技创新潜质的学生。

2022年5月，学校申报的科技教育成果《“全员·全科·全程”科技教育20年实践》荣获山东省基础教育省级教学成果一等奖，成为临沂市33个奖项中唯一一个以科技教育为研究领域的教学成果。学校校外科技辅导员、国际欧亚科学院院士、俄罗斯自然科学院院士、中国科学院空天信息创新研究院研究员崔伟宏教授得知喜讯后给学校发来贺信，祝贺学校在科学教育方面取得的骄人成绩，并希望学校师生再接再厉，取得新的辉煌成就！

学生参加各级各类比赛获奖达2000余人次，荣获全球机器人挑战赛金奖、德国纽伦堡发明金奖、中国机器人轨迹赛冠军、全国发明展览会金奖、宋庆龄少年儿童发明展金奖等。其中2名学生在全国青少年编程赛中获金奖，获邀去美国微软总部和NASA航天发射中心参加国际研学活动；2名学生分别获得第8届和第12届中国青少年科技创新奖。临沂市设立了青少年科技教育方面的最高奖项———创新市长奖，临沂沂州实验学校共有14人荣获创新市长奖、16人荣获提名奖，获奖比例占全市的1/3，连续五届获优秀组织奖。目前共有56名学生取得国家专利证书。

学校凝结形成的学生人工智能教育成果吸引了同行参观学习，先后接待省内外参观团来校参观学习3000多人次；学校在山东省创客专家报告会、山东省3D打印经验交流会、临沂市创客教育专家培训会、临沂市人工智能教育专家培训会等场所进行经验分享20余次，受众达10000多人；学校于2014年开始人工智能教育的“手拉手”帮扶工作，向全国35所学校辐射推广应用，收到很好成效，赢得“人工智能教育看沂州”的美誉。

学校现为中国STEM教育2029创新行动计划领航学校、小平科技创新实验室建设学校、全国青少年科普创新示范学校等，共获50多个国际、国家及省市荣誉称号。

（《山东教育》2024年4月第11期）