中小学如何做好人工智能课程建设教学教育课程标准

随着人工智能应用场景日趋丰富,生活于其中的每一位成员不仅要会使用智能工具,更需要用符合智能时代的思维方式去理解与创造性解决问题,具备与智能工具协同创新的能力。

教育是面向未来培养人才的事业,课程是学校育人的核心场域。在推进人工智能教育中,学校需要将人工智能课程建设作为学校智能教育的核心要素、教育教学活动开展的关键载体和学生人工智能核心素养全面发展的基础;要充分认识到,课程实施既是学生探索人工智能未来发展的过程,也是培养学生掌控人工智能与人类世界关系的责任感和使命感的过程。

依据核心素养明确课程目标

当前,我国中小学人工智能教育处于探索阶段,存在着课程价值取向不明确、课程内容与人工智能领域的核心技术理念脱节、课程内容组织缺乏逻辑连贯性、课程实践脱离生活实际、课程评价尚未形成体系等问题。

面对以上问题,学校首先需明确课程目标,这是人工智能课程建设的逻辑起点。2021年,中央电教馆发布《中小学人工智能技术与工程素养框架》(以下简称《素养框架》),从人工智能与人类、人工智能与社会、人工智能技术、人工智能系统设计与开发4个领域提出了中小学生应具备的核心素养。2022年教育部印发《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》),从信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任4个维度明确了课程核心素养基本要求。

《素养框架》和《课程标准》的发布不仅界定了中小学阶段人工智能教学中“最有价值的内容”,也明确了如何在中小学教学实践中体现人工智能的核心价值和教学目标。具体为:

一是明确人工智能技术能够解决的问题,了解人工智能技术的基本原理、过程和实现方法,并能选择最优的人工智能工具或模型框架,进而形成计算思维,具备利用人工智能技术解决问题的能力。二是能够整合人工智能技术和其他学科知识解决复杂问题,具备人工智能系统设计与开发、人工智能系统的评估与维护能力,培养系统工程思维,确保人工智能技术服务于全体人类社会。三是培养和树立科学合理的伦理观,正确看待和处理人机关系。认识人工智能与人类的关系、人工智能与社会的交互及对社会的影响,潜在的公平性问题、伦理问题、法律挑战,树立科学合理的伦理观,保证人工智能健康、合法地发展。

围绕核心素养构建课程内容

结合《素养框架》和《课程标准》,学校人工智能课程内容可以包括以下4类内容:

构建知行合一的课堂实践学习样态

人工智能学科的实践特性决定了课程实施要结合学生认知规律和生活经验,依托真实问题和现实任务,体现真实性、挑战性、进阶性等特征。在人工智能课程教学中,应以应用类内容为载体,以基础类内容为要素,以技术类内容为支撑点,以伦理类内容为反思点,统整各部分学习内容,让人工智能学习内容与学生的真实世界相连接,构建一个知行合一、生动实践的课堂实践学习样态。

一是选择感知、体验类案例进行观摩,或将人工智能实景体验作为内容,帮助学生形象感知、深入体会人工智能技术的功能和实际应用,培养学生对人工智能场景的观察和理解能力,激发学生的学习兴趣和创新能力。如语音识别技术在汽车驾驶、智能家居、智能助教、医疗助手等场景的应用,帮助学生感受泛在的人工智能技术应用、体会人工智能技术为人类生活带来的便利;通过手机刷脸解锁、人脸识别支付、虚拟自动驾驶室等实景体验,助力学生理解智能交互,并能够将数字世界与现实世界相结合。

二是以问题链、启发式对话等形式展示学习内容,引导学生通过探索和思考来理解人工智能的概念和原理,增进对人工智能价值的思考和辨别能力。如将计算机视觉技术与人类视觉的形成进行类比,帮助学生理解摄像头类似人的眼睛,感知外界环境,理解外界环境。在体验、理解、实践人工智能技术的过程中,合理设置人工智能有哪些应用,将产生什么影响,应该怎么应对等问题链,引导学生正确认识人工智能、深入思考人工智能价值、合理应对人工智能带来的挑战。

三是基于“做中学”理念,开展项目式学习实践。将课程内容转化为可执行、可操作的探究项目。如引导和组织学生设计智能机器人编程项目、智能语音助手开发项目或探索设计智能决策系统模型构建项目,以项目为载体整合学生需要掌握的基础知识、实践能力和伦理态度,运用基本的身体动作、心智活动或人际关系促进认知结构整合,形成采用模式思考、识别和处理新问题的能力。

四是运用情景模拟营造文化氛围的形式,加深学生对区域特色文化的认知和理解,培养学生具备人工智能与本土文化融合能力。如模拟本地文化遗产保护情景,引导学生将人工智能和本土文化相结合,通过设计文物保护监测、文化遗产数字化展示、文化遗产保护规划等,使学生了解并思考运用人工智能技术推动民俗文化发展。

课程开发者应当动态把握人工智能发展趋势,结合学校及地区条件,选取合适的教学材料,积极改造或自主编写课程内容。同时根据课程内容的呈现需要,创新与内容相匹配的教学方法,合理规划不同类别内容的比例,让人工智能课程内容适切学生实际生活中的人工智能应用需求,适应学生对于复杂问题的认知层次,最终实现从素养要求到课堂实践的有效转化。

(作者丁黎军系西北师范大学教育技术学院讲师,郭炯系西北师范大学教育技术学院院长)

■基层案例

创设多维任务玩转智能飞行

李红梅

SMAC(Social——社交化,Mobile——移动化,Analytic——大数据分析,Cloud——云计算)拓展课程是重庆市沙坪坝区树人景瑞小学人工智能校本课程之一。我在接触智能飞行课程后,一直在思考如何设计课程,让学生收获更多知识。

下一环节,进入本课程的难点,编队飞行。这个环节学生要同时对多架无人机进行编程,并控制多架无人机执行同一个任务。我引导学生用逆推的方法来思考:先确定好要编队造型,如在空中呈现一个“大”字。再根据这个造型确定无人机的数量和每个编号无人机的最终位置,最后根据无人机的最终位置来确定无人机的起点位置和飞行路径。虽然这个环节对于小学生来说,有一定难度,但经过与教师的交流、与同学的合作,最终学生们完成了一些简单造型的编队飞行,如在空中呈现一个爱心,并在学校的第11届科技节中精彩展示编队飞行,得到了一致好评。

数字技术和资源为这门课提供了有力的支撑,教学方式的改变、平台资源的运用、各类技术的融合,让学生在自己感兴趣的世界中不断探索,让我向一专多能的教师转型迈出了一大步。

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1.好课返场慕课《人工智能项目式学习课程》第三期开课!欢迎报名本课程选取了十个项目式学习的案例,以人工智能技术的应用为主线,结合学生日常生活中的问题进行探索和解决。每个项目都以学习活动和任务驱动的方式引导学生完成项目的制作。项目主题选择和难度适合小学、初中、高中多个年龄段的学生使用。项目内容有较强的扩展性,老师们可以根据不同年龄段学生特点进行迭代和二次开发,最终https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_28571276
2.小学人工智能课程(页).pptx人工智能小学人工智能课程(页).pptx 30页内容提供方:133***6472 大小:4 MB 字数:约4.51千字 发布时间:2023-11-18发布于湖北 浏览人气:155 下载次数:仅上传者可见 收藏次数:0 需要金币:*** 金币 (10金币=人民币1元)小学人工智能课程(页).pptx 关闭预览 想预览更多内容,点击免费在线预览全文https://m.book118.com/html/2023/1115/8055131013006006.shtm
3.小议小学人工智能教育,教什么怎么教?其中,人工智能模型的多模态交互则与过程控制的联系非常密切。考虑到小学已经有了信息科技课程标准,无论是数据编码、程序设计还是开源硬件和物联网,都属于课程标准中最重要的学习内容,那么小学人工智能教育的学习内容就可以聚焦在创意设想、编程整理、模型搭建、训练部署四个维度上。https://basic.nmg.smartedu.cn/studio/index.php?r=studiowechat/album/view&id=17173&sid=1005
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5.中小学人工智能课程为提高社会公民的数字化胜任力,增强国家竞争力,一些国家(或教育组织)在“人工智能+”的大背景下,开始有计划、有组织地推进“中小学人工智能教育”。格物斯坦认为:不少发达国家也都按照智能社会人才的需求特征,调整中小学教育内容,加强学生对人工智能的学习。分析国际人工智能教育的发展,主要表现出如下特征: 引入智能https://www.douban.com/group/topic/211915438
6.中小学人工智能实训室中小学人工智能课程人工智能实验室中小学广州飞瑞敖15年口碑,全国1000多所高校实验室建设案例,专注于人工智能和物联网技术核心技术研发、销售及服务,打造“六位一体”人工智能课程服务体系,为中小学人工智能课程、高校人工智能实验室建设及师资培训提供整体的解决方案;人工智能教育城市合伙人、培训机构转型课https://www.frotech.com/
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8.人工智能课程走进中小学!这些省市已“先行”!3月16日召开的“2023浙江数字教育大会”传出消息,人工智能将成为浙江中小学基础性课程和必修课程,中小学科学、数学等学科都将大篇幅融入人工智能教学内容。目前,信息技术已成为浙江省一门高考学科,中小学引入人工智能课程,将有利于学生打好基础。 事实上,浙江省教育系统网络安全和信息化工作领导小组办公室此前便已启动https://finance.eastmoney.com/news/1355,202303172665261675.html
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10.中小学人工智能课程指南及教材介绍.pdf中小学人工智能课程内容设计与探讨.pdf 浏览:93 在《中小学人工智能课程内容设计与探讨》这篇论文中,作者们通过系统地回顾人工智能教育的发展历程,以及分析国内外人工智能教育的现状,提出了一系列关于中小学人工智能课程教学目标和内容设计的建议。以下将详细 https://download.csdn.net/download/xiaohai0811/18470510
11.小学人工智能社团课程设计课程名称:小学人工智能社团课程设计 课程目标: 1. 培养小学生的科学思维和创新意识。 2. 引导学生了解人工智能的基本概念和应用。 3. 培养学生的编程能力和解决问题的能力。 4. 培养学生的团队合作能力和沟通能力。 课程内容: 1. 人工智能入门:介绍人工智能的基本概念和发展历史,让学生明白人工智能的应用范围和意义https://www.360doc.cn/article/81723323_1096978549.html
12.小学高学段人工智能课程项目式学习设计与实施人类的学习和生活中处处存在着人工智能,如何提升人类的人工智能素养水平,成为人工智能教育着重关注的热点。目前我国中小学人工智能教育的开展正处于初级阶段,人工智能素养的探究案例较少,本文以项目式学习活动作为依托,开展小学高学段人工智能课程项目式学习活动,来促进学生人工智能素养提升,对小学人工智能课程教学进行一些探https://wap.cnki.net/lunwen-1023540868.html
13.我国中小学人工智能教育课程体系现状及建议——来自日本中小学而我国几乎在同时也启动了新一代的人工智能发展规划,将中小学人工智能课程体系的制定和实施提上日程,推动人工智能教育的全民普及。 一、我国中小学人工智能教育课程现状与问题 (一)我国中小学人工智能教育课程相关政策 2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工https://maimai.cn/article/detail?fid=1514198497&efid=5Q2Zm6SXUW4giXhiJI9SKw
14.加快推进中小学人工智能教育胜任中小学人工智能课程的专业型教师极为紧缺,欠发达地区更为突出。搭建完善的中小学人工智能课程实验环境耗资大、过程艰难。受教育资源短缺的影响,各区域学校教学条件差异较大。基础教育阶段学校智能设备欠缺明显,有的学校实验环境难以达到人工智能课程开设要求。中小学人工智能课程设备更新缓慢,教学环境尚不能满足教学需求https://article.xuexi.cn/articles/index.html?art_id=13110765649066910912&item_id=13110765649066910912
15.人工智能课程进中小学:重在培养思维方式—新闻—科学网人工智能成为国家重点工程,是因为人工智能是未来发展的必然趋势,在中小学开设人工智能课程是为未来做储备。 人工智能相关课程的开设并不是新近出现的,只不过长期以来应试化的教育关注的是中高考的核心科目,应试教育以外的科目并没有得到重视,现在国家考虑到整体人工智能时代的到来,进一步提出在中小学开设人工智能相关课程https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/9/388523.shtm
16.《人工智能小学版(中小学专题教育课程教材)》(任友群)简介本套丛书以上海部分中小学前期对人工智能课程与教学的探索和实践为坐标参数,凝聚众多科学家、工程师和教育家的心血和智慧,创造性地设计了人工智能教育的生态系统,开创了人工智能融入基础教育的新模式。 作者:任友群出版社:上海教育出版社出版时间:2019年08月 http://detail.dangdang.com/27931602.html
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18.中小学“STEAM+人工智能教育”课程浅析洋洋教育收集并整理了大部分创建工智能实验班的学校的实际教学情况,与大家分享。“STEAM+人工智能教育”课程体系,重构了与人工智能自己感知、认知、创新三个层次相对应中小学人工智能教育课程体系。 感知层:中小学普及教育 感知层,即中小学普及教育,重在培养基本的“人工智能+”思维和兴趣。这一层次具体落地于中小学信https://www.wandhao.com/danjiyouxi/20284.html
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