高中人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施

摘要：近年來(lái)，國(guó)家啟動(dòng)了一系列重大項(xiàng)目推動(dòng)中小學(xué)人工智能教育落地，促進(jìn)青少年人工智能后備拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本文以常州市第一中學(xué)為例，提煉總結(jié)高中人工智能校本課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施的實(shí)踐成果與經(jīng)驗(yàn)，以期為基礎(chǔ)教育人工智能課程建設(shè)與普及教學(xué)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：人工智能;校本課程;課程開(kāi)發(fā);課程實(shí)施

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）11-0039-03

當(dāng)前，中小學(xué)人工智能教育熱度持續(xù)高漲，為基礎(chǔ)教育改革帶來(lái)了全新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。筆者結(jié)合學(xué)?？萍继厣n程與經(jīng)典活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，以提升學(xué)生智能意識(shí)、創(chuàng)新思維與信息素養(yǎng)為目標(biāo)，進(jìn)行了高中人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施研究，以期為基礎(chǔ)教育人工智能課程建設(shè)與普及教學(xué)提供參考與借鑒。

● 高中人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)

課程開(kāi)發(fā)是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程，人工智能課程注重探究性、實(shí)踐性、體驗(yàn)性、自主性與互動(dòng)性。筆者在對(duì)泰勒、斯騰豪斯、皮亞杰等人課程開(kāi)發(fā)理論深入研究的基礎(chǔ)上，基于學(xué)校的實(shí)際情況，依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐需要，以及教師自身的發(fā)展需求，將高中人工智能校本課程開(kāi)發(fā)分為課程開(kāi)發(fā)環(huán)境的分析、課程目標(biāo)的設(shè)置、課程內(nèi)容選擇與組織等。

1.課程開(kāi)發(fā)環(huán)境的分析

（1）學(xué)校環(huán)境的分析

在課程開(kāi)發(fā)前，需對(duì)校內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行客觀、系統(tǒng)的分析，這樣開(kāi)發(fā)出來(lái)的課程才更具有效性和適用性。筆者借助SWOT分析方法對(duì)學(xué)校人工智能校本課程開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行充分分析，全面了解學(xué)校課程開(kāi)發(fā)的各方面條件，以便充分利用周邊資源，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，使課程開(kāi)發(fā)可行且有特色。目前，筆者已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)各具特色并有利于學(xué)生全面而個(gè)性化發(fā)展的多門(mén)校本課程，包括“人工智能基礎(chǔ)”“智能機(jī)器人程序設(shè)計(jì)”“WER工程與結(jié)構(gòu)”等。

（2）學(xué)生情況的調(diào)查及分析

筆者以2021級(jí)4個(gè)班共215名學(xué)生為調(diào)查對(duì)象，設(shè)計(jì)了一份問(wèn)卷，調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)人工智能有一定的認(rèn)知，普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)人工智能對(duì)他們今后的專業(yè)選擇、職業(yè)規(guī)劃以及未來(lái)生活有影響，對(duì)學(xué)習(xí)人工智能科普類知識(shí)、編程、機(jī)器人、自然語(yǔ)言理解與處理等比較感興趣，愿意選修人工智能校本課程，喜歡以小組協(xié)作、自主探究、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等方式開(kāi)展學(xué)習(xí)，希望能多實(shí)踐、多動(dòng)手、多參與、多討論。校本課程成績(jī)的評(píng)定提倡將總結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)相結(jié)合，多元主體多維方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.課程目標(biāo)的設(shè)置

（1）依據(jù)國(guó)家政策的需要

2017年7月國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，指出要逐步開(kāi)展全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育等。[1]2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，明確要求要完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，使中小學(xué)人工智能和編程課程內(nèi)容能充分適應(yīng)信息時(shí)代、智能時(shí)代發(fā)展需要。[2]由此可見(jiàn)，高中人工智能校本課程的目標(biāo)應(yīng)順應(yīng)當(dāng)前人工智能時(shí)代的發(fā)展需要，培養(yǎng)符合智能化社會(huì)需求的創(chuàng)新人才。

（2）依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

高中人工智能校本課程目標(biāo)的設(shè)置需遵循課程標(biāo)準(zhǔn)要求，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》將“人工智能初步”列為選擇性必修模塊，提出通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該了解人工智能的發(fā)展歷程及概念，能描述典型人工智能算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)搭建簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用模塊，親歷設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單智能系統(tǒng)的基本過(guò)程與方法，增強(qiáng)利用智能技術(shù)服務(wù)人類發(fā)展的責(zé)任感。[3]

（3）依據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際

在遵循國(guó)家政策和課程標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，高中人工智能校本課程目標(biāo)要尊重教育規(guī)律和學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，充分考慮學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)、特色與定位以及高中生的學(xué)習(xí)需求與學(xué)習(xí)心理。

3.課程內(nèi)容的選擇與組織

（1）課程內(nèi)容的選擇原則

課程內(nèi)容的選擇是開(kāi)發(fā)課程最為重要的環(huán)節(jié)，為保證高中人工智能校本課程內(nèi)容選擇設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性與可行性，筆者在選擇設(shè)計(jì)課程內(nèi)容時(shí)，嚴(yán)格遵循目標(biāo)性、體系化和可行性原則，確保課程內(nèi)容的建構(gòu)以國(guó)家的教育方針和政策為指導(dǎo)，內(nèi)容的組織考慮人工智能課程的體系，同時(shí)兼顧學(xué)校學(xué)生的認(rèn)知方式和認(rèn)知需求，內(nèi)容的設(shè)計(jì)以體驗(yàn)和感知為主，滿足學(xué)生的好奇心，讓他們體驗(yàn)到人工智能技術(shù)應(yīng)用的魅力，這樣不但可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能課程的積極性，還可以使高中人工智能校本課程的教學(xué)達(dá)到較好的效果。

（2）課程內(nèi)容的確定與組織

經(jīng)過(guò)前期的充分調(diào)研，筆者確定學(xué)校人工智能校本課程的內(nèi)容包括人工智能與社會(huì)、人工智能經(jīng)典算法、人工智能常見(jiàn)技術(shù)、人工智能綜合案例四大部分。[4]

● 高中人工智能校本課程的實(shí)施

課程開(kāi)發(fā)后還需要經(jīng)歷教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，才能夠更好地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)課程進(jìn)行修改和完善。

1.課程實(shí)施的準(zhǔn)備

（1）實(shí)施對(duì)象

課程實(shí)施對(duì)象為筆者所在學(xué)校選修本門(mén)校本課程的高一學(xué)生，共25人。他們思維活躍，容易接受新事物，有較強(qiáng)的邏輯思維分析能力，喜歡交流與分享，有一定的Python編程基礎(chǔ)，普遍接觸過(guò)人工智能的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)用背后的關(guān)鍵技術(shù)、人工智能的應(yīng)用價(jià)值及發(fā)展前景充滿了好奇與探知欲，為人工智能校本課程教學(xué)提供了良好的氛圍。

（2）實(shí)施環(huán)境

教學(xué)地點(diǎn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室和機(jī)器人活動(dòng)教室，其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室擁有1臺(tái)教師機(jī)和60臺(tái)學(xué)生機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以聯(lián)網(wǎng)，滿足日常教學(xué)的需求;機(jī)器人活動(dòng)教室擁有多臺(tái)計(jì)算機(jī)、多媒體投影儀、鯨魚(yú)機(jī)器人、VEX機(jī)器人、平板電腦等硬件設(shè)備，可以保障人工智能校本課程的有效實(shí)施。

（3）實(shí)施時(shí)間

授課時(shí)間為每周二下午校本課程時(shí)間。

2.課程實(shí)施的過(guò)程

（1）教學(xué)計(jì)劃的安排

高中人工智能校本課程的教學(xué)共需32課時(shí)，一周2個(gè)課時(shí)，課程教學(xué)計(jì)劃如下表所示。

（2）教學(xué)方法的選取

根據(jù)人工智能課程內(nèi)容，以及該課程的獨(dú)特性，筆者采用了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方法推進(jìn)課程實(shí)施，即通過(guò)把教學(xué)內(nèi)容中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)劃分成若干個(gè)小模塊，結(jié)合學(xué)校條件與學(xué)生情況，創(chuàng)設(shè)豐富的教學(xué)情境，設(shè)計(jì)趣味而有意義的小任務(wù)或小項(xiàng)目，使學(xué)生在明確目標(biāo)的任務(wù)（項(xiàng)目）驅(qū)動(dòng)下，學(xué)習(xí)知識(shí)，完成任務(wù)，提升能力。[5]

3.課程實(shí)施的評(píng)價(jià)

人工智能校本課程的評(píng)價(jià)以過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)為主，以獎(jiǎng)勵(lì)性評(píng)價(jià)為輔，采用自評(píng)和他評(píng)相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程的過(guò)程性評(píng)價(jià)以學(xué)生成長(zhǎng)為導(dǎo)向，由學(xué)生本人、同伴、教師等多元主體共同參與，對(duì)學(xué)生在人工智能課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的態(tài)度、活動(dòng)參與度、知識(shí)接受度、任務(wù)達(dá)成度等多方面進(jìn)行考量與評(píng)估。[6]課程的總結(jié)性評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)項(xiàng)目完成或?qū)W期課程結(jié)束后形成的最終作品或問(wèn)題解決方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能校本課程前后在知識(shí)與情感態(tài)度上的成長(zhǎng)變化，全面考察學(xué)生的發(fā)展。課程的獎(jiǎng)勵(lì)性評(píng)價(jià)主要是為激勵(lì)學(xué)生參加教育行政部門(mén)舉辦的各類青少年創(chuàng)新、創(chuàng)客大賽而設(shè)定。

● 結(jié)語(yǔ)

高中階段開(kāi)設(shè)人工智能校本課程，不僅體現(xiàn)了學(xué)校校本課程的豐富性和多樣性，還滿足了學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)青少年人工智能后備拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，為中小學(xué)人工智能普及教育做出了積極貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)中央人民政府.國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知（國(guó)發(fā)〔2017〕35號(hào)）[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的通知（教技〔2018〕6號(hào)）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[4]周靜.人工智能基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2021.

[5]張宏.AutoCAD教學(xué)方法研究[J].總裁，2009（09）：34-35.

[6]周靜.高中人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)策略——以常州市第一中學(xué)為例[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2020，37（06）：70-71.

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“高中人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施研究（課題編號(hào)：C-c/2020/02/05）。