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天津市圍繞國家課標、學科融合、銜接培養(yǎng)研發(fā)人工智能課程——

用課程建設激活人工智能教育

發(fā)布時間:2024-06-22 作者:本報記者 徐德明 黃璐璐 來源:中國教育報

■“關注中小學人工智能教育”實踐篇①

用“智影人”播報課堂重點、用智能機器人為學生提供體育測試個性化輔導……在天津的校園里,人工智能不再遙遠,越來越多的學生可以近距離接觸人工智能。

“數(shù)字時代,人工智能已經(jīng)滲透到生活的方方面面。”在天津市教委副主任郝奎剛看來,創(chuàng)新能力在當今社會發(fā)揮著越來越重要的作用,教育應當賦予學生更加廣闊和多彩的體驗,為學生提供更加豐富而生動的探索與創(chuàng)造的機會。他介紹,天津通過人工智能課程的實施,配合各種拓展性強的多樣化AI教具,積極發(fā)展中小學人工智能教育,提升學生數(shù)字素養(yǎng)。

目前,依托“天津中小學人工智能編程教學平臺”,天津市構建了中小學信息科技創(chuàng)新課程體系,以該課程體系為核心的研究和探索獲得了2022年基礎教育國家級教學成果獎二等獎。

以國家政策為導向,普及人工智能基礎課程

時光回到2017年,國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出,在中小學開設人工智能相關課程。捕捉到這一信息,南開大學附屬中學教師王麗萍率先在學校開設了“人工智能系列”的自選校本課程——“打造智能小車”,該課程以智能駕駛為主線,探索算法與程序設計。

“技術在發(fā)展,課程也要持續(xù)提升,這才是合格的人工智能課程?!彪S著實踐的深入,王麗萍將課程改進為微項目群,每節(jié)課是一個微項目,分析并復刻一個智能車實例,如測量車、光控車等,從而實現(xiàn)了“打造智能小車”課程升級為2.0版本。

教師的努力,離不開學校的支持。2019年,南開大學附屬中學“機器人·人工智能實驗室”落成,該實驗室由全智能硬件載體、全人工智能覆蓋、創(chuàng)意可視化編程、實戰(zhàn)級場景應用四大板塊融合構建。隨著這個實驗室的建成,學校七年級學生的課表中正式出現(xiàn)了“人工智能綜合實踐課”,南開大學附屬中學也成為了天津市首家開設人工智能課程的中學。

2022年新課標印發(fā),王麗萍充分發(fā)揮實驗室提供的設施優(yōu)勢,將跨學科主題“未來智能場景暢想”與智能車相融合,“打造智能小車”被升級為3.0跨學科實踐版本。

“打造智能小車”課程的不斷升級,既是南開大學附屬中學人工智能課程不斷升級的縮影,也是天津市中小學人工智能課程不斷完善的縮影。

天津市教科院統(tǒng)一規(guī)劃,依據(jù)國家課程標準要求,提供平臺,即“天津中小學人工智能編程教學平臺”,組織專業(yè)團隊,積極整合南開大學附屬中學、濱海新區(qū)塘沽第六中學、北辰區(qū)北倉小學等學校開設的不同課程,從最初的單節(jié)課程試點探索,歷經(jīng)3年,發(fā)展到了今天包含數(shù)字化生活、數(shù)字化發(fā)展、數(shù)字化創(chuàng)新三大類的中小學信息科技創(chuàng)新課程體系。

天津市教科院教育技術與信息化研究中心副主任、天津市信息科技教研員高淑印表示:“人工智能課程如何上、怎么上,很多學校存在疑惑,區(qū)域層面做好資源篩選、整合、推廣,就是為一線教師解決燃眉之急,為全市各校開設人工智能課提供基礎支撐?!?/P>

目前,“天津中小學人工智能編程教學平臺”提供課程32門,教師基于平臺自發(fā)創(chuàng)作課程達8000余次,為全市中小學人工智能教育普及提供基礎支撐。

以學科融合為抓手,研發(fā)人工智能校本課程

“同學,請做深蹲20次,保持好呼吸?!薄巴瑢W,你已經(jīng)跑了400米路程,請繼續(xù)做二組俯臥撐,每組10次,注意保持好呼吸。”……在天津市匯文中學“AI賦能新奇妙中長跑”體育課上,學生和AI機器人不時地“交流”。

更值得一提的是,學生根據(jù)個人身體素質、教學目標,課前已經(jīng)預先編設程序,讓機器人在體育課中輔助自己更好地完成體能任務,并達到合理調節(jié)整個中長跑訓練的目的。

不僅體育學科,在匯文中學各學科教學中人工智能都在發(fā)揮其助力教學精準化、個性化的優(yōu)勢。匯文中學校長璩巍表示:“人工智能教育應以培養(yǎng)學生適應智能化時代的思維方式,提升學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和AI素養(yǎng)為宗旨,讓學生成為學習中的主角?!?/P>

以學科融合為抓手,匯文中學構建了融合人工智能的項目課程群。該課程群分為4類課程,即項目課程、競賽課程、普及課程、融合課程,實施方式是“興趣切入—社團推進—全員普及—學科融合”四級梯度模式。“學校各年級全面開設人工智能課程,引導學生學習智能語音、計算機視覺、自然語言處理等知識,使學生掌握人工智能基礎理論知識。在此基礎上,通過和其他學科學習的打通,培養(yǎng)學生在學習、生活中用人工智能解決現(xiàn)實問題的能力?!眳R文中學科創(chuàng)中心負責人寧照鴻老師說。

不久前,記者在天津市課程教學改革交流活動現(xiàn)場,觀摩了天津市南開中學濱海生態(tài)城學校教師李敏帶來的“有AI無障礙——助力失語人‘發(fā)聲’”。這節(jié)課從簡單的手語學習導入課堂,帶領學生通過人的學習類比到機器的學習,并通過機器人開展編程實踐,幫助學生深入理解機器識別及其成果應用。

“越來越多的一線老師,漸漸清晰了人工智能課程如何上好?!备呤缬〗Y合近年來天津市教師人工智能課程設計和實施的轉變表示,教師們逐漸形成共識:一是要結合真實情境,二是要關注技術背后的原理,三是要注重數(shù)據(jù)、算法和算力,四是內容深度要分階段進階,五是要落實學科核心素養(yǎng)。

“下一步,天津市教科院還將通過組建專家團隊,在校本教研、課程設計等方面不斷突破,實現(xiàn)各校根據(jù)現(xiàn)實情況開設人工智能課程,促進全市人工智能教育水平提升?!备呤缬≌f。

以優(yōu)勢條件為動能,構建人工智能培優(yōu)課程

就在幾天前,西北工業(yè)大學與天津市第一中學創(chuàng)新型人才貫通式培養(yǎng)聯(lián)合實驗室正式揭牌。

依托該實驗室,西北工業(yè)大學將為天津一中學生開發(fā)基于實驗室的線上或線下先修課程,并定期選派專家為天津一中學生進行講座和線下實驗指導?!翱茖W思維方式和創(chuàng)新能力是新課標和國家教育改革的方向,需要差異化的課程更好地滿足學生的需求?!碧旖蛞恢行iL楊靜武說。

天津一中針對學校教師隊伍能力扎實、學生能力基礎好、環(huán)境設備齊的優(yōu)勢,積極主動與清華大學、北京大學、北京航空航天大學、天津大學等京津高校開展深入合作,借助大學的師資、課程、活動等資源,加速學校人工智能教育發(fā)展。

在打牢基礎方面,天津一中依靠自身完善師資力量的同時,陸續(xù)聘請了多位院士及20余所重點高校的專家進校開課,為學生接觸人工智能技術提供路徑,并鼓勵學生樹立科技報國的理想和為國家解決“卡脖子”技術的決心。

在授課方面,天津一中開設了人工智能機器人編程、無人機編程、機器人編程設計等系列課程,引導學生逐步深入學習并運用人工智能,并通過人工智能創(chuàng)新實驗室,開設培優(yōu)人工智能課程,提高科技人才前置培養(yǎng)能力。

“學校每周開設一次新科技普及型課程,人工智能創(chuàng)新實驗室則隨時開放,為學生參加國家級等高級別科技賽事、參與大學科研項目等提供條件?!碧旖蛞恢锌茖W教師丁兆軒自豪地告訴記者,幾名學生利用學習的人工智能編程知識和實驗室設備,自行設計并制作的“變聲大黃蜂”,在這學期學??萍脊?jié)活動中展示時,收獲了一片驚嘆聲。

除此之外,天津一中陸續(xù)有學生參與到國內高校科研項目中,如高二年級的3名學生,通過參與天津大學的項目,在學校教師和天津大學教授的指導下完成了“垃圾自動化分類回收系統(tǒng)”項目,并在第37屆天津市青少年科技創(chuàng)新大賽中獲獎。

“在國家、市的政策引領與科學規(guī)劃下,天津全面推進人工智能課程建設,積極架構人工智能賦能基礎教育擴優(yōu)提質的‘一盤棋’格局?!焙驴鼊偙硎荆旖驅猿忠哉n程建設為驅動,推動人工智能教育發(fā)展,全面提升中小學生在人工智能領域的科技素養(yǎng),為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才持續(xù)努力。

《中國教育報》2024年06月22日第3版 

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