本文立足联动、开放、共生、演化的生态视角，构筑区域中小学人工智能教育生态，提出中小学人工智能教育区域推进的六项重点任务，阐述了浦东新区中小学人工智能教育的具体实践，以期为其他区域整体推进人工智能教育提供系统性视角及创新路径参考。
关键词：
人工智能教育；人工智能素养；教育生态；区域推进
1中小学人工智能教育区域推进的优势
在国家政策的推动下，人工智能教育在我国发展迅速，全国各地多个城市相继设立实验校并建设了多种形式的校本课程，积极推进中小学人工智能教育。但在具体实施的过程中还存在着一些问题。《2022人工智能教育蓝皮书》分析了人工智能课程教学的受限因素，认为技术支持、专业师资、学生基础缺乏、经费支持等因素影响了人工智能教育活动的开展。卢宇等认为人工智能教育实施中存在课程定位比较模糊、教学内容难度分化较为严重、教师缺乏专业知识储备，以及缺少相应教学策略等问题。浦东新区通过问卷调研、会议研讨、入校走访等方式调研摸排区域内中小学人工智能教育现状及需求，综合受访者反馈数据显示，教学平台、课程资源、教学工具、师资力量对人工智能教育活动组织实施至关重要，目前这四个方面因素的需求比较集中，成为制约中小学人工智能教育实施的短板。
人工智能课程研发、资源开发、平台建设、硬件采购这些往往都需要较大人力、财力投入，也需要协同人工智能企业、高校及研究院所等组织机构充分发挥各自的优势。从学校层面开展人工智能教育存在较大局限性，如缺乏协同机制、平台资源支撑力不足等，导致难以形成可持续发展地长效机制。区域推进可以实现资源的共享和优化配置，避免单校推进时可能出现的资源重复投入和浪费。通过教育行政机构牵头，加强跨部门协作的顶层设计，促进多元供给主体间的互动，更高效地统筹各类教育资源，如人工智能课程资源、优质教师、教学设备、科研成果等，从而提升区域人工智能教育实施质效。
2浦东新区中小学人工智能教育生态的构筑
2.1理论依据
2.2浦东新区中小学人工智能教育生态模型
区域中小学人工智能教育生态构筑以创新生态系统理论为依据，系统思考影响人工智能教育的诸多要素（如学生、教师、课程、资源、硬件设备、软件平台、教学活动组织等）之间如何良好、有序的运作，聚焦学生人工智能素养培养形成开放、共享、协同、共生的可持续发展的育人模式。
图1浦东新区中小学人工智能教育生态模型
如图1所示，浦东新区中小学人工智能教育生态包含宏观“区域系统协同层”、中观“学校群落互动层”、微观“课堂教学实践层”三个生态圈层。
在区域系统协同层，构建了由浦东教育局牵头、各实验学校主体实施、高校及研究院专业引领、AI企业技术支撑的“政-校-研-企多方协同机制，形成开放共享的区级场域。同时，研发区域人工智能课程体系，以及协同部署人工智能教学硬件、人工智能教育区域大平台、人工智能课程教与学资源等。
在学校群落互动层，根据同一学段学生基础不同设置了“基础课程校—进阶课程校—实验创新校”分层培养的学校群落，部署了小学、初中跨学段衔接培养的学校群落，探索分层进阶群落的人工智能教育互动机制、推进策略等。
在课堂教学实践层，面向真实问题解决，实践素养导向和拔尖人才早期培养的人工智能教学新模式。转变传统教学方式，突出学生主体，注重启发式、互动式、探究式教学，面向真实问题解决实施“体验-理解-实践”教学和“主题式研究性学习”。
3浦东新区中小学人工智能教育的重点任务
浦东新区基于区域中小学人工智能教育生态的整体架构，聚焦区域系统协同层、学校群落互动层、课堂教学实践层三个生态圈层精准发力，打造适合学生人工智能素养培养的圈层环境，形成中小学人工智能教育区域推进的六项重点任务，如图2所示。整体而言，浦东新区推进中小学人工智能教育并非直接选用某个企业的人工智能产品课程，而是首先研究确定中小学生人工智能素养的目标和相应的学习内容，再基于学习内容选购多家企业合适的人工智能硬件产品、教学平台与编程平台，并汇聚多家企业的人工智能教与学资源。基于上述基础支撑要素，思考、探索与构建浦东新区中小学人工智能教育教学新模式，以及学生人工智能素养测评新方式。
图2浦东新区中小学人工智能教育推进的重点任务
3.1研究确定中小学生人工智能素养内涵与要求
3.2设计完善学段贯通的人工智能课程学习内容
浦东组建专家团队，开展课题研究，构建贯通小学、初中、高中的人工智能与编程教育课程体系，设计课程内容，按照“认知—理解—应用—实践—创新”的课程框架，课程内容的广度和深度从低年级到高年级逐层递进，小学阶段侧重于“感悟”，初中阶段侧重于“体验”，高中阶段侧重于“创新创造”，通过体系化的课程内容帮助学生奠定良好的人工智能知识、技能、伦理的基本功。小学、初中设置“基础课程—进阶课程—拓展课程”三类课程学习内容，小学涵盖“生活中的人工智能”“有趣的数据”“神奇的算法”“人机对话”等九大学习主题；初中涵盖“机器学习初探”“图像识别”“智能语音”等十大学习主题。通过系列课程组合的方式满足不同学校、不同学生的差异化需求，伴随新一代人工智能技术的发展，不断对各学段课程学习内容进行迭代优化。随着ChatGPT等大语言模型等出现，小学将进一步强化对话生存能力和语言理解能力的认识；初中将更加强调对生成式AI的理解，以及学习如何更好地使用生成式人工智能工具。
3.3统一选购人工智能学习内容配套的硬件设施
浦东新区遴选确定百所人工智能教育实验校（小学、初中各50所学校），并从百所实验校中遴选确定了30所进阶校（小学、初中各15所学校），以及六类人工智能教育主题实验中心。在此基础上，区域统一选购了与人工智能课程学习内容相匹配的硬件设施，为小学基础课程校配备了人形机器人和教学/学习平板，能融合人工智能核心技术，让机器人完成指定的场景任务；为小学进阶课程校提供了拼搭模块、开发板等各类传感器，学生可利用语音合成、人脸识别等人工智能技术来开发一些简单的应用项目。同时，为初中基础课程校配备了象棋机器人、车型机器人等硬件；为初中进阶课程校配备了可用于开展各类人工智能应用实践的教育实验箱。
3.4整合优化人工智能教育软件平台和数字资源
3.5分层次探索素养导向的人工智能教学新模式
3.6探索多模态数据融合的人工智能素养新评价
将人工智能素养内涵细化形成具体的中小学生人工智能素养评价指标体系，依据具体评价指标进行数据“制证”，确定各项指标对应的数据（结构化数据和非结构化数据）证据，构建与评价指标形成对应关系的数据证据库。基于数据证据库中的数据需求从学生日常人工智能学习全过程中进行“取证”，通过设计各类数据埋点，记录并采集学生编程轨迹数据、真实情境测评数据、人工智能课堂参与数据等多模态数据，并通过多种方式进行数据处理、建模与可视化，进行数据“呈证”。基于数据分析结果进行“用证”，进一步反哺人工智能课程课堂教学的设计和实践，实现“以评促教”的教育目标。
4浦东新区中小学人工智能教育的实践推进
浦东新区自2020年开始推进中小学人工智能教育，连续多年在教师队伍建设、课堂教学实施、学生素养评价、专项课题研究等方面持续发力。
在课堂教学实施方面，全面推进百所中小学实验校的人工智能教育教学实践。浦东新区加强区域跨部门协同治理、多元供给主体互动，形成开放共享的区级场域，完成了区域人工智能课程体系及学习内容研发、各学段各类型实验学校人工智能教学硬件的统一选购、区域人工智能教育平台的整合及优化、人工智能课程四类数字化教与学资源的打磨，全方位保障了人工智能教学实施的基础支撑要素，在百所中小学校全面推进人工智能教育教学实践，依托数据驾驶舱跟踪记录区域中小学人工智能教育推进整体情况，如图3所示。此外，建立常态化的课堂教学实施有效推进机制，定期召开推进会议、建立磨课制度、组织入校服务、开展现场巡课、组织公开教研等，凝练集体智慧提升课程设计质量，全程跟踪与优化入校服务质效。
图3浦东新区中小学人工智能教育数据驾驶舱
5中小学人工智能教育的一些思考
我国中小学人工智能教育正在逐步进入快速发时期。构筑区域人工智能教育生态，整体推进中小学人工智能教育有助于统筹教育资源配置，协同多元供给主体实现人工智能教育基础支撑要素的共建共享，形成集合效应。当然，开放共生、动态演进是生态的显著特征，人工智能教育的各影响因素在发展中也需要升级迭代，生态各个圈层内部，以及圈层相互之间的有机互动也是在实践中不断磨合的，反思、完善、优化应贯穿人工智能教育始终。
其二，拔尖创新人才必备的许多重要素质是在基础教育中培养和发展起来的，浦东新区打造智能语音、计算机视觉、VR/AR、机甲大师、机器人联盟等六类人工智能实验中心，为那些对人工智能更感兴趣的、基础较好的学生提供进一步体验、理解和探究人工智能的学习环境。在区域全面铺开推进中小学人工智能普及教育的同时，如何识别、发现少部分具有人工智能学习潜质的学生，并基于各类实验中心为其提供与学习需求匹配的学习供给，促进学生在人工智能特长领域的充分发展，尚需要进一步的思考与探索。
（参考文献略）
李晓晓
上海市浦东教育发展研究院中级教师。主要研究方向为教育信息化和信息科技课程教学。
谢忠新
上海市浦东教育发展研究院教育信息技术部主任，正高级教师、特级教师。主要研究方向为教育信息化和信息科技课程教学。