2017年,国务院印发的‘新一代人工智能发展规划“中,明确提出中小学阶段开展人工智能课程的要求三继2017年和2018年密集发布了多份涉及人工智能的指导性文件之后,2019年政府又陆续印发了多份文件支持人工智能教育的发展,如‘加快推进教育现代化实施方案(2018 2022年)“‘2019年教育信息化和网络安全工作要点“‘关于加强和改进中小学实验教学的意见“等三随着相关文件的印发二解读和实施,越来越多的地方教育主管部门二中小学管理者及教师认识到了人工智能教育在国家战略层面的重要性,以及基础教育阶段对人工智能教育的重要性三
3.1人工智能课程建设情况
人工智能教育持续发热,其中基础教育阶段国家课程二企业课程以及校本课程发展效果越发显著三例如,2019年7月,北京市教委印发‘北京促进人工智能与教育融合发展行动计划“,提出实施青少年人工智能素养提升工程,强化实践育人功能,推动人工智能学习纳入综合社会实践活动和开放性科学实践活动;同月,广州市教育局发布‘关于开展人工智能课程改革实验区二校遴选的通知“,提出在广州市遴选实验区和实验校,开展中小学人工智能校本课程实验,并在试点基础上开展广州市3~8年级人工智能校本课程教材研发及送审工作,推动智慧教育示范区课程建设,到2022年,实现人工智能教育覆盖广州市所有学校三
3.1.1人工智能课程建设环境发展
国家课程通常是根据未来公民经历基础教育后,所能达到共同素质发展的基础要求而设计,它所反映出的是国家层面教育的基本标准,体现着国家对各个地方中小学教育的共同要求三国家课程所表达的是国家意志,它对政治方向的把握二教育方针的贯彻二培养目标的落实,起着决定且引领性的作用三
‘普通高中信息技术课程标准(2017年版)“中对基础教育阶段人工智能课程的整体定位二发展方向二课程实施二所需课时都做出了明确的要求,为课程发展提供了主要保障三2019年2月,教育部印发的‘2019年教育信息化和网络安全工作要点“中明确指出,要推动在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育三2019年5月,国际人工智能与教育大会顺利在北京召开,审议并通过成果文件‘北京共识“,形成了国际社会对智能时代教育发展的共同愿景三2019年8月,联合国教科文组织正式发布国际人工智能与教育大会成果文件‘北京共识 人工智能与教育“,倡导培养人工智能时代生活和工作所需的价值观与技能,将人工智能相关技能纳入中小学学校课程的资历认证体系中三基础教育高中阶段,人工智能课程的开发与实施需要紧密围绕学生发展核心素养展开三‘普通高中信息技术课程标准(2017年版)“中针对高中阶段人工智能教学对信息技术核心素养提出了如下明确说明三?计算思维方面要求学生能描述人工智能的基本特征,会利用开源人工智能应用框架,搭建简单智能系统三
?数字化学习与创新方面要求学生了解人工智能的新进展二新应用(如机器学习二自动翻译二人脸识别二自动驾驶等),并能适当运用在学习和生活中三
?信息意识和信息社会责任方面要求学生了解人工智能的发展历程,能客观认识智能技术对社会生活的影响三
同时,在学习人工智能基础知识方面的内容时,可以采用案例剖析法,如早期的专家系统二沃森(W a t s o n)二百度大脑等系统,在引导学生发现问题二尝试用人工智能方法解决问题的过程中,让学生初
步了解和体验人工智能的特点,感受智能技术给生活与学习带来的影响;在学习简单智能系统开发内容时,可以采用小组合作二项目学习等方式组织教学,充分利用丰富的开源硬件和人工智能应用框架等资源,搭建面向实际生活的应用场景,帮助学生发挥自主学习与探究学习能力,进一步激发学习和探索新技术二新知识的积极性,提高综合应用信息技术的能力三
基础教育小学阶段和初中阶段,人工智能教育及相关课程应当在‘新一代人工智能发展规划“政策的精神下,适当参考‘普通高中信息技术课程标准(2017年版)“中对高中阶段学生核心素养的发展
要求进行开发与实施三小学阶段的目标能力层次可以以计算思维培养为重点,以感知和体验人工智能为辅助,可以通过引导学生体验人工智能应用案例,描述人工智能和非人工智能在应用中的差异,并对人工智能的特征进行描述三借助图形化编程语言认识程序的执行过程,形成初步的计算思维三初中阶段的目标能力层次应以高级计算思维培养为重点,以初步理解人工智能实现知识体系为辅助,可以从人工智能的感知二体验二讨论二描述等层面实现学生的初步认识三借助程序设计中对计算思维的培养,从识别二解释二运用二主动选择等层面实现学生对人工智能的原理二途径的理解三现阶段,人工智能国家课程教材尚未全面开展教学使用,基础教育阶段人工智能教育多被划分在信息技术课程二创客课程二机器人课程二S T E A M课程下,各地区二各学校人工智能教育发展的情况良莠不齐三但在生活中人工智能技术应用的不断普及二人们对人工智能技术认识的不断加深二人工智能资源的不断丰富等现状下,基础教育阶段人工智能教育课程正在逐渐从普及化走向丰富化二精细化二个性化三3.1.2企业人工智能课程建设情况
自‘新一代人工智能发展规划“颁布以来,在政策的推动下,相比2018年,2019年中国人工智能教育发展更为显著,多家在人工智能技术和教育方面领先的公司和教育机构与学校联动,推出了相关人工智能课程,为推动我国基础教育阶段人工智能教育起到了重要参考作用,典型案例如表3-1所示三
表3-1企业人工智能课程建设情况
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3.1.3人工智能校本课程建设情况
校本课程是学校针对国家课程,以学校特色二学生情况等为依据进行的地方性二特色性开发课程三现阶段,需要在领导的支持二专家的指导二教师的努力和参与下,依据课程标准,开发出符合学生发展需要的相关人工智能校本课程三
在人工智能教育校本课程探索发展阶段,许多地方教育主管部门通过充分调研二积极探索,形成了较为完善的课程设计与实施方案,为各地方中小学的人工智能校本课程开发提供了有利的借鉴作用三例如,北京教育科学研究院中小学人工智能课程设计与实施建议从课程设计思路二课程性质二课程目标二课程内容和课程实施几个维度进行了具体说明,如表3-2所示三其中课程性质强调应从技术
层面和学生发展角度分析,课程目标强调聚焦学科核心素养,既突出学科本身显性二直接的育人价值,又考虑到对学生隐性二间接二更长远的影响,课程实施中的教学资源建设强调以立体化二适切性二自主性二创新性为原则三
表3-2北京教育科学研究院人工智能课程设计与实施建议
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在地方教育部门对人工智能课程探索的成果基础上,
基础教育阶段许多学校也积极响应国家政策,开发出符合学校实际二学生发展需要的校本课程或人工智能单元课程三
北京市十一学校的课程设计体现了在已有信息技术二劳动技术和通用技术课程下如何转型成为满足智能时代培养学生计算思维的人工智能课程三学生在前半学期进行P y t h o n 语言学习的基础上,后半学期可以从多个模块的人工智能课程中选择自己感兴趣的课程三另外,学校也面向对计算机科学或人工智能方向非常感兴趣的同学开设了高端项目课程,包括无人驾驶智能小车二F T C 机器人挑战赛等,充分关注到了学生的兴趣所在,并发掘了学生的自身潜能,如表3-3所示三
表3-3 北京市十一学校技术课程列表(
含人工智能课程部分)
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中国人民大学附属中学实验小学不断优化课程体系,逐步建立跨学科整合型课程体系,引导学生们学习各种图形化编程,如三年级开展M i c r o:b i t软硬件结合的编程课程,激发学生编程兴趣;四年
级开展S c r a t c h基础课程,培养学生使用编程思维解决日常实际问题的能力;五年级开展C o d e M o n k e y代码与图形相结合的编程课程,实现由图形化到代码编程的过渡;六年级则利用A p p I n v e n t o r二S c r a t c h等软件结合硬件进行人工智能教育,重在培养学生的创新思维二计算思维和解决问题的能力,如表3-4所示三
表3-4中国人民大学附属中学实验小学六年级人工智能校本课程
同时,随着对人工智能教育相关研究的不断深入,部分学校在2018年开设人工智能校本课程的情况下,在实施过程中不断丰富教学内容,逐渐完善课程体系三
北京市海淀区翠微小学在2018年为期一年的人工智能教育探索实践的基础上,于2019年重新确立了整体课程框架,适当调整了单元教学内容,使之更加符合学生的学情及发展需求,如表3-5所示三
表3-5北京市海淀区翠微小学 手机中的人工智能 单元课程内容调整对比
2019年的人工智能课程设计与实施在基础教育阶段都较2018年有了更深入的发展,学生的相关知识二技能二素养均有了一定的提升三
3.2人工智能教材建设情况
‘普通高中信息技术课程标准(2017年版)“将人工智能二物联网二大数据处理正式纳入新课标,也是现阶段人工智能课程国家教材开发的主要依据三2018年8月,教育部印发的‘关于做好普通高中新课程新教材实施工作的指导意见“指出,从秋季学期起,全国各省(市二区)分步实施新课程二使用新教材,2019年9月至2020年7月,开启第一轮高中新课标教材的教学实践;到2022年秋季开学,全国各地都将进入新课标时代三随着人工智能教育的发展,地方教育主管部门二地方学校二相关企业等陆续开发了多套人工智能教材三
3.2.1教材建设方向概述
‘高等学校人工智能创新行动计划“中明确提出加强教材建设,将人工智能纳入大学计算机基础