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推行人工智能教育,促进青少年实践创新

【来源: | 发布日期:2021-10-08 】


 

2017 7 月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点和经济发展的新引擎,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育。为贯彻落实国家、省、市关于推动新一代人工智能发展的部署,加快推进中小学生人工智能普及教育,提升青少年信息核心素养,我校努力探寻人工智能科普教育的方向,从培育人工智能教育的生态、分年级开设试点课程等方面开展工作,探索如何通过这一全新的课程领域来促进青少年的实践创新。

一、认识数字公民教育,探寻前行方向

1.树立师生良好的数字公民教育意识。在信息时代数字公民培养上,我们认为学生应该除了发展技术操作能力、批判思维能力、信息处理能力、沟通协作能力、创新能力之外尤其要重视数字公民意识的培养。为此,教师应示范并传授如何安全、合法、道德地使用数字信息技术,包括尊重版权、知识产权以及文献来源;应通过以学习者为中心的策略,提供公平获得适当数字化工具和资源的机会,以满足所有学生的不同需求;要促进并示范与信息和技术使用相关的数字礼仪及社交责任;通过使用数字时代的沟通和协作工具与不同文化的师生沟通、协作,培养并示范学生的文化理解和全球意识。

2.人工智能教育应搭载开放自主的学习方式。现阶段,小学普及人工智能教育的课程载体主要有信息技术课程、科学课程、STEAM课程、创客课程等。因此通过网络精品课、微课、网络课程/MOCC、混合教学、翻转课堂、创客教育等新型开放自主的学习方式,使学生不仅是感受者,也是实践者,不仅是学习者,也是创造者。

二、培育良好的系统生态,构建校本课程框架

现阶段人工智能教育的普及性、综合性决定了其不能只是一门课程,而是一类课程;不只以学科形式存在,而是以多种形态存在于一个系统中。因而,培育良好的课程系统生态,是普及人工智能教育的关键。

1.树立课程的基本理念。我校从普惠性和拓展性两个维度开发、实施人工智能教育的校本课程。以“数学与科学”领域的国家课程为基石,连结多学科,引入知识建构、STAEM教育、项目化学习等先进理念与学习方式,校内外携手,试点先行,逐步推进。

2.制定课程的总体目标。认知:通过对人工智能技术的体验、感知、讨论等方式,了解人工智能的基本特质和应用场景。理解:在认知的基础上,通过学习程序设计,提高计算思维,理解程序工作流程,从认知产品到设计程序,对人工智能技术、特征有进一步的理解和学习。实践:在理解程序思维和算法的基础上,结合生活化场景,通过动手实践,制作智能化产品,加深对人工智能应用的认识,实现对简单人工智能技术的应用。提高:在基础实践课程的基础上,通过学习人工智能核心算法,具备初步分析问题、解决问题的能力,培养创新思维。

3.综合规划课程的框架。一、二年级主要是对学生进行人工智能意识的培养。我们把中高年级参加人工智能活动的成果展示给一二年级的小朋友,“高年级学生表演无人机”以及“无人机体验赛事”、“机器人展示”等活动,结合平时的各科课堂教学,让学生产生对人工智能的浓厚兴趣。三、四年级开始逐步教授、初步应用人工智能技术。“人工智能的内涵”“人工智能的发展史”“人工智能的三要素(算力、算法、大数据)”“人工智能在生活中的应用实例”等课程让学习者掌握基本的人工智能知识。此阶段还利用社团开展线上、线下的人工智能方面的竞赛训练,如“无人机训练”“虚拟机器人竞赛”,让学生具备初步的人工智能应用能力。五、六年级,随着学生编程知识的提高,我校开始了比较深入的人工智能课程,如Scratch图形化编程、KittenBlock趣味编程、Arduino智能设计、机器人工程挑战等。

4.硬件资源的保证。目前我校已有思泰姆Arduino智能套件初级版16套、美科科技mCookie智能套件、ostd开源机器人、中鸣机器人12套、WeDo—智能机器人12套、乐高教育机器人、傲博星际迷航机器人36套,编程无人机通过实施以上人工智能课程,我校学生人工智能素养普通提高,在相关的各项赛事各项活动中均取得优异的成绩。总体而言,构建人工智能教育我们力求做到三个融合:教学与活动互补、课内与课外结合、普惠教育与发展特长共进。

三、多方协同,校外结合,初显成效

目前,人工智能教育还处在发展初期,不仅是校内缺乏师资和课程,校外的团体、机构也处在转型期。培育本校师资,同时引入外部资源——校内外联合,是帮助现阶段人工智能教育走出困境的一条必经之路。

通过多方协同,内外结合,我校参与各项人工智能及科技比赛成绩初现。获得27届省科模大赛总决赛团体一等奖,优秀辅导员奖及校长奖,二等奖以上学生150多人。2021年苏州市青少年创编程竞赛团体一等奖,学生个人一等奖5人。参与其他相关各级各类赛事学生个人获奖超百人次。

四、思考与行远

我校通过人工智能课程培养了学生人工智能的意识和能力,下一阶段人工智能课程开展在广度与深度上都要进一步拓展。我们将按照“实验先行、以点带面、局部推进、全面铺开”的原则,软件硬件齐抓并举开展人工智能课程的探索与实践,推动人工智能教育理念与模式、教学内容与方法的创新发展,全面提升人工智能教育水平。首先,配套齐全Arduino智能套件,条件允许的情况下能满足一个整班课堂教学的需要。其次,在原有创客教室的基础上,通过软件更新、硬件升级,建立学校人工智能实验室。实验室通过展示区、体验区、实践区等各个板块让学生全面深入接触人工智能。再次,建立线下与线上相结合的人工智能校本教材与课程,将人工智能课程内容发布在互联网上,惠及更多的学生。最后,通过参观访问或者研讨交流,向领先的兄弟学校学习,不断提升人工智能课程实践的水平。

人工智能教育需要普惠课程。在试行的阶段学习的过程中,尽管学生都有浓厚的学习兴趣,但是随着知识难度的增加,有一部分学生进度变缓。这一方面警醒我们在制定教学目标、选择学习内容时要更加严谨,另一方面也说明人工智能教育应当是精英与普惠并存的。作为兜底的基础教育,小学阶段更要以普惠教育为主,竞赛、特长类课程开发为辅。

人工智能教育需要师资保证。开展人工智能教育的制高点是师资。师资的不足既有人数少的原因,也有教师自身专业发展滞后的问题。硬件的更新层出不穷,人力的培育则需要时间。为了保证人工智能教育的顺利开展,一方面应当为教师培训提供大量的机会,快速推动教师专业升级;另一方面要制定政策支持学校购买服务,引入社会资源来盘活课程。


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