北京市中小學(xué)人工智能教育的實踐思路與探索

近日，教育部辦公廳印發(fā)通知（簡稱“通知”），立足我國教育實際，明確了加強中小學(xué)人工智能教育的總體要求、主要任務(wù)等，為未來中小學(xué)人工智能教育指明了方向，勾勒出清晰路線圖，提供了重要行動指引。北京市秉持“大規(guī)劃、小切口、多渠道、新載體”的理念，在人工智能教育領(lǐng)域持續(xù)深耕探索，積累了一些經(jīng)驗與實踐思路，希望能為全國中小學(xué)人工智能教育實踐發(fā)展提供參考。

一、深刻領(lǐng)會加強中小學(xué)人工智能教育的重要意義

加強中小學(xué)人工智能教育不僅是對時代發(fā)展趨勢的積極回應(yīng)，更是對未來人才培養(yǎng)方向的戰(zhàn)略布局，助力強國建設(shè)，推動基礎(chǔ)教育創(chuàng)新，培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新型人才。

1.中小學(xué)人工智能教育的戰(zhàn)略意義顯著

當(dāng)前，全球正經(jīng)歷前所未有的科技革命，人工智能作為科技革命的關(guān)鍵驅(qū)動力正在深刻改變?nèi)虬l(fā)展和人類生產(chǎn)生活方式。各國紛紛將人工智能教育提升至國家戰(zhàn)略層面，以搶占科技與產(chǎn)業(yè)的未來高地。我國高度重視人工智能的發(fā)展，制定了一系列戰(zhàn)略部署。在基礎(chǔ)教育階段推廣人工智能教育，既是順應(yīng)全球科技發(fā)展趨勢、支持強國建設(shè)的必要選擇，也是培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新型人才迫切需求的體現(xiàn)。

2.體現(xiàn)了對未來人才培養(yǎng)方向的戰(zhàn)略布局

通知立足我國教育實際，明確了加強中小學(xué)人工智能教育的四項總體要求：堅持立德樹人、堅持以人為本、堅持激發(fā)興趣、堅持統(tǒng)籌謀劃。這些要求按照黨和國家對教育工作的根本要求，為中小學(xué)人工智能教育的開展提供了根本遵循。同時，提出了構(gòu)建系統(tǒng)化課程體系、開發(fā)普適化教學(xué)資源等主要任務(wù)和具體舉措，為未來中小學(xué)人工智能教育描繪了清晰的路線圖，提供了具體的行動指南，具有很強的針對性和可操作性。

3.彰顯了教育科技人才一體推進的戰(zhàn)略特性

中小學(xué)人工智能教育應(yīng)突出體現(xiàn)“素養(yǎng)、創(chuàng)新、實踐、普及”四個特點?！八仞B(yǎng)”體現(xiàn)在中小學(xué)人工智能教育要“以人為本”“以學(xué)生發(fā)展為中心”，體現(xiàn)新課程改革要求，促進學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展?！皠?chuàng)新”強調(diào)在教學(xué)內(nèi)容和方法上注重創(chuàng)新，鼓勵采用項目式、探究式學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力?！皩嵺`”強調(diào)通過動手操作，讓學(xué)生親身體驗人工智能技術(shù)的魅力，理解原理和方法，鍛煉應(yīng)用人工智能解決實際問題的能力。“普及”強調(diào)面向全體，促進教育公平，做好城鄉(xiāng)統(tǒng)籌，讓更多的孩子能夠享受優(yōu)質(zhì)教育資源。

二、北京市推動中小學(xué)人工智能教育的實踐探索

1.“大規(guī)劃”：整體統(tǒng)籌人工智能教育與人工智能應(yīng)用

人工智能進中小學(xué)校園主要體現(xiàn)在兩個方面：一是面向?qū)W生的人工智能教育，使學(xué)生了解人工智能基本概念、原理和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范合理使用人工智能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和利用人工智能解決問題的能力；二是人工智能在中小學(xué)的應(yīng)用，主要指向人工智能賦能教育教學(xué)、科研、管理等創(chuàng)新與發(fā)展。

北京市統(tǒng)籌推進人工智能教育與應(yīng)用，一體規(guī)劃、雙輪驅(qū)動、分步實施。一方面，正在研究制定大中小學(xué)協(xié)同的人工智能教育相關(guān)文件，統(tǒng)籌設(shè)計從義務(wù)教育到高等教育逐步開展人工智能教育，從關(guān)注啟蒙、體驗、理解、應(yīng)用、創(chuàng)作、創(chuàng)新等方面引導(dǎo)小學(xué)、初中、高中分階段推進。另一方面，主動研究制定人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)劃，為人工智能教育在中小學(xué)普及推廣做好基礎(chǔ)環(huán)境、基本條件的建設(shè)。2019年，北京市教委印發(fā)《北京促進人工智能與教育融合發(fā)展行動計劃》。今年10月，北京市教委等四部門印發(fā)《北京市教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用工作方案》。近日，北京市教委委托北京教育科學(xué)研究院、聯(lián)合北京師范大學(xué)和智源人工智能研究院等專業(yè)機構(gòu)研制發(fā)布了《北京市教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用指南》，重點梳理了以“智”助教、以“智”助學(xué)、以“智”助評、以“智”助育、以“智”助研、以“智”助管等六個重點應(yīng)用領(lǐng)域29個“典型場景”，為中小學(xué)教師開展人工智能教育提供具體方法和指引。

2.“小切口”：緊緊抓住課堂教學(xué)主渠道

課堂教學(xué)是教育的主渠道，北京市中小學(xué)緊緊抓住課堂教學(xué)實施，通過多種課程教學(xué)方式積極開展人工智能教育。

第一，落實課程方案，開好國家課程。按照國家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)要求，推動中小學(xué)開齊開足人工智能相關(guān)課程內(nèi)容。在義務(wù)教育階段，信息科技課程成為人工智能教育重要載體，引導(dǎo)學(xué)生初步接觸人工智能概念和應(yīng)用。普通高中階段的信息技術(shù)課程則進一步深化學(xué)生對人工智能的理解和實踐能力。

第二，聚焦學(xué)生特點，分階段開展人工智能教育。小學(xué)階段以啟蒙思維為重點，通過生動有趣的課程內(nèi)容和活動（如體驗簡單的編程游戲等），讓學(xué)生初步了解人工智能，培養(yǎng)對科技的好奇心和探索欲。初中階段注重應(yīng)用賦能，學(xué)生開始學(xué)習(xí)利用人工智能工具解決實際問題（如利用智能軟件進行數(shù)據(jù)分析等），以更好面對數(shù)字社會的新機遇與新挑戰(zhàn)。高中階段則強化能力，學(xué)生從跨學(xué)科的視角思考人工智能倫理、治理及其與社會發(fā)展的關(guān)系，參與更復(fù)雜的人工智能項目實踐，形成符合時代發(fā)展需要的人工智能素養(yǎng)。此外，綜合實踐課程也為學(xué)生提供了更廣闊的探索空間，例如一些學(xué)校通過校本課程開展機器人制作等活動，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。

第三，創(chuàng)新教學(xué)方法，多形式推動人工智能教育。推進應(yīng)用任務(wù)式學(xué)習(xí)、項目式學(xué)習(xí)、問題式學(xué)習(xí)等教學(xué)形式?；谌蝿?wù)式學(xué)習(xí)，學(xué)生在完成人工智能相關(guān)任務(wù)的過程中掌握知識和技能。項目式學(xué)習(xí)則可以讓學(xué)生以小組合作的方式完成一個較大的人工智能項目，培養(yǎng)團隊協(xié)作和問題解決能力。問題式學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生圍繞人工智能領(lǐng)域的問題進行探究（如人工智能對未來職業(yè)的影響等），指向?qū)W生批判性思維和創(chuàng)新能力的提升。

第四，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，多學(xué)科推進人工智能教育。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的亮點，要求各門課程用不少于10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)“素養(yǎng)立意、綜合學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新、具身行動”。這種學(xué)習(xí)方式能夠充分發(fā)揮人工智能基礎(chǔ)優(yōu)勢，促進學(xué)生對人工智能的啟蒙、體驗，利用人工智能開展實踐、創(chuàng)作等具身行動。例如，北京市第二中學(xué)利用人工智能探索綜合學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，聚焦學(xué)生解決問題的創(chuàng)新能力、將創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H工程作品的物化能力，為學(xué)生提供實踐導(dǎo)向的教育體驗。北京市第十八中學(xué)打造了一系列數(shù)字人學(xué)習(xí)伙伴，有歷史長廊的“商鞅”、藝術(shù)殿堂的“達·芬奇”、文采飛揚的“李白”、探討物理學(xué)奧秘的“愛因斯坦”等。

3.“多渠道”：做好課程、教學(xué)、培訓(xùn)、研究立體式推動人工智能教育

第一，做好國家課程、地方課程、校本課程三級課程建設(shè)。鼓勵區(qū)域與中小學(xué)校集合資源優(yōu)勢，按照課標(biāo)要求加強人工智能相關(guān)課程設(shè)計、實施。積極謀劃建設(shè)地方課程，研制中小學(xué)人工智能地方課程建設(shè)指導(dǎo)性文件，針對不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知能力和區(qū)域經(jīng)濟、社會、科技以及教育發(fā)展特色，分學(xué)段設(shè)計課程內(nèi)容，同步開發(fā)教學(xué)指南、學(xué)生活動手冊和其他配套教學(xué)資源，全市統(tǒng)籌開設(shè)人工智能地方課程。鼓勵中小學(xué)開展校本課程建設(shè)，結(jié)合學(xué)校發(fā)展特色和學(xué)生特點，自主建設(shè)人工智能實踐應(yīng)用的拓展性、拔尖創(chuàng)新性校本課程；組織開展人工智能領(lǐng)域的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)、項目式學(xué)習(xí)、實踐類學(xué)習(xí)等個性化學(xué)習(xí)活動，同時可以將人工智能教育納入課后服務(wù)和研學(xué)實踐。例如，中國人民大學(xué)附屬中學(xué)建設(shè)AI+X跨學(xué)科特色課程群，自主研發(fā)20多門課程（見下表），橫向涵蓋計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科。

第二，做好人工智能教育數(shù)字平臺、人工智能實驗室建設(shè)和學(xué)習(xí)資源開發(fā)。人工智能教育體現(xiàn)綜合性、實踐性和創(chuàng)新性，需要有基礎(chǔ)的人工智能學(xué)習(xí)體驗、實踐應(yīng)用、創(chuàng)新創(chuàng)造的條件和空間。一方面，北京市積極協(xié)調(diào)人工智能企業(yè)共建人工智能教育的教學(xué)、學(xué)習(xí)和實踐資源平臺，協(xié)同區(qū)域和學(xué)校開展應(yīng)用場景試點探索。今年4月，北京市教委組織召開教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用試點校企對接會，全市25所試點學(xué)校與8家人工智能企業(yè)開展基于教育應(yīng)用場景的探索。例如，北京市第八十中學(xué)建立了智能與人機交互實驗室等11間人工智能相關(guān)實驗室，縱向支持小學(xué)以圖形化編程為主、初中以物聯(lián)網(wǎng)人工智能為主、高中以機器學(xué)習(xí)為主的人工智能系列課程，橫向進行跨學(xué)科交叉融合，讓學(xué)生能夠更好地進行創(chuàng)意交流和協(xié)作實踐。

另一方面，加強人工智能教育相關(guān)教學(xué)、學(xué)習(xí)資源的開發(fā)。在建設(shè)“北京數(shù)字學(xué)?！薄⒈本┦小翱罩姓n堂”過程中，市級教研部門帶領(lǐng)全市信息技術(shù)學(xué)科教研員、優(yōu)秀教師設(shè)計開發(fā)系列人工智能模塊數(shù)字課程，同時鼓勵區(qū)域和學(xué)校自主開發(fā)課程資源。例如，東城區(qū)組織信息科技骨干教師并集合高校、技術(shù)公司等力量，從2019年開始開發(fā)人工智能學(xué)習(xí)資源，基于學(xué)生學(xué)習(xí)特點，兼顧學(xué)科教師的知識儲備情況，內(nèi)容安排由淺入深梯度設(shè)計，完成了“走近人工智能”“圖像識別”“大數(shù)據(jù)與信息安全”“算法學(xué)習(xí)及編程實踐”“機器學(xué)習(xí)”等課程模塊資源建設(shè)。

第三，推進人工智能教師培訓(xùn)和教師人工智能專題培訓(xùn)。發(fā)揮市、區(qū)、校三級培訓(xùn)聯(lián)動機制，采取市級全員通識培訓(xùn)、區(qū)級種子教師培訓(xùn)和校本實踐實訓(xùn)相結(jié)合的方式，突出應(yīng)用導(dǎo)向、問題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向，提升教師主動應(yīng)用人工智能技術(shù)優(yōu)化教育教學(xué)的意識和能力。今年4月，北京市啟動“人工智能賦能教育教學(xué)能力提升”基礎(chǔ)教育干部教師全員專項實訓(xùn)。海淀區(qū)作為試點先行探索，面向各中小學(xué)骨干教師開展“學(xué)科智能教學(xué)進階培訓(xùn)”，面向43個教育集團教師培訓(xùn)負(fù)責(zé)人開展“領(lǐng)導(dǎo)力進階培訓(xùn)”。通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)，教師不僅深刻理解并認(rèn)同了“學(xué)好人工智能”“用好人工智能”對于學(xué)生成長與教師發(fā)展的意義，更了解了人工智能與課堂教學(xué)融合、促進教師專業(yè)發(fā)展的理論與方法，能夠自覺開展智能教學(xué)實踐與反思，以創(chuàng)新教育教學(xué)生態(tài)。

第四，搭建師生人工智能教學(xué)與學(xué)習(xí)交流展示平臺。近年來，北京市教委在學(xué)生科技節(jié)中都會設(shè)置以人工智能為主題的創(chuàng)新實踐活動，為學(xué)生營造輕松、自由、開放的活動氛圍，為學(xué)校普及人工智能教育教學(xué)搭建成果展示與交流平臺。北京教育科學(xué)研究院在統(tǒng)籌組織全市教研工作過程中，今年特別關(guān)注了人工智能教育和應(yīng)用，不僅在信息科技、信息技術(shù)等學(xué)科中重點關(guān)注人工智能教育教學(xué)設(shè)計，而且單獨設(shè)置了人工智能教學(xué)應(yīng)用類別，對基于人工智能的跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)用給予重點支持。

4.“新載體”：多方力量協(xié)同構(gòu)建人工智能教育共同體

第一，加強教研體系統(tǒng)籌推動，共同體聯(lián)動推進區(qū)域人工智能教育。一是通過“全域教研”推動全市實施?！叭蚪萄小笔潜本┨岢龅臉?biāo)志性教研工作模式，定位于全領(lǐng)域、全市域、共同體研究與發(fā)展。一方面將人工智能素養(yǎng)納入北京市中小學(xué)教師基本功指南指標(biāo)體系和示范培訓(xùn)，另一方面圍繞“人工智能教育和人工智能賦能教育教學(xué)”領(lǐng)域開展“主題化”研究，強化市級統(tǒng)籌指導(dǎo)、落實區(qū)級教研主責(zé)、支持學(xué)校校本教研，通過市區(qū)校教研共同體聯(lián)動促進市域人工智能教育協(xié)同研究、實踐探索，開創(chuàng)人工智能教育教學(xué)研究新局面。例如，東城區(qū)采用“示范引領(lǐng)、以點帶面”策略推進小學(xué)人工智能教育。先由骨干教師做研究課展示，然后在學(xué)區(qū)確定一所實驗校開展教學(xué)研究，取得一定成效后在學(xué)區(qū)推廣。同時組建區(qū)域指導(dǎo)專家團隊，走進課堂進行一對一專業(yè)指導(dǎo)。經(jīng)過一輪推動，全區(qū)小學(xué)人工智能課程實驗校由6所擴充到36所，占學(xué)?？倲?shù)的80%。朝陽區(qū)聚焦教師人工智能素養(yǎng)提升，實施“四個一”行動計劃：開展一系列人工智能技術(shù)培訓(xùn)，組織一系列評比活動，搭建一系列展示平臺，物化一系列實訓(xùn)成果。二是通過“京津冀教研共同體”帶動區(qū)域協(xié)同發(fā)展。2024年，北京教育科學(xué)研究院、天津市教育科學(xué)研究院和河北省教育科學(xué)研究院聯(lián)合成立京津冀教育協(xié)同發(fā)展研究中心，三地教研部門聯(lián)合建立了京津冀大教研共同體，建立重大教研活動互認(rèn)機制。數(shù)字教育研究和人工智能教育成為三地教研機構(gòu)重要研究議題，也是2025年協(xié)同推進的“青年教師同課異構(gòu)”“素養(yǎng)導(dǎo)向高質(zhì)量課堂”等跨區(qū)域教研活動主題。

第二，加強與社會力量協(xié)同合作，打造人工智能教育統(tǒng)一戰(zhàn)線。挖掘和整合高校、科研院所、教研機構(gòu)、科技館、高科技企業(yè)等資源，協(xié)同推動人工智能教育。一是依托青少年創(chuàng)新學(xué)院，推動人工智能領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。2023年12月，北京市成立青少年創(chuàng)新學(xué)院，啟動數(shù)學(xué)、科技兩個領(lǐng)域試點工作，推動市區(qū)校三級有組織的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系建設(shè)。建設(shè)區(qū)域青少年創(chuàng)新學(xué)院和北京青少年拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地，推動大中小學(xué)、校外教育、科研院所等優(yōu)質(zhì)資源協(xié)同合作探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)。例如，海淀區(qū)聯(lián)合清華大學(xué)開展人工智能拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)項目，成立海淀區(qū)人工智能實驗班。二是鼓勵學(xué)校積極與社會專業(yè)力量合作，聯(lián)合開展校本課程建設(shè)、育人模式創(chuàng)新、人工智能應(yīng)用場景建設(shè)。例如，北京市十一學(xué)校與多家高科技企業(yè)、大學(xué)和學(xué)會協(xié)作，建設(shè)分級人工智能課程。社會力量深度參與學(xué)校人工智能課程的建設(shè)和學(xué)術(shù)研討，學(xué)校也為企業(yè)和科研提出需求，實現(xiàn)雙向奔赴、互促互進。

要面向未來加強人工智能創(chuàng)新人才在中小學(xué)的培養(yǎng)，北京市將在深入學(xué)習(xí)落實相關(guān)政策要求基礎(chǔ)上，繼續(xù)積極創(chuàng)新思路，總結(jié)實踐經(jīng)驗，不斷探索方法，與各地教育同行一起為開創(chuàng)全國中小學(xué)人工智能教育跨越式發(fā)展新局面作出積極貢獻。

（作者馮洪榮系北京教育科學(xué)研究院黨委副書記、院長；詹偉華系北京教育科學(xué)研究院基礎(chǔ)教育教學(xué)研究中心黨總支副書記、副主任；王振強系北京教育科學(xué)研究院基礎(chǔ)教育教學(xué)研究中心信息技術(shù)課程教研室主任）

《人民教育》2024年第24期