在AI技术重塑世界的今天,人工智能教育成为关乎人才竞争力的战略命题。立足教育现实,上海市以创新思维重构人工智能教育生态,踏出一条人工智能教育的新路子。想要培育“AI时代原住民”,需要打造怎样的课程体系?如何构建起适配的人工智能课程教学新样态?如何探索新的教学资源快速创生机制?一起来看上海市教育委员会副主任杨振峰的深入阐述——
人工智能教育不只关乎当下,更是未来人才培养的方向。上海聚焦未来社会的人才需求,深入探索中小学人工智能教育实施的新模式和新方案。
如何打造既符合教育规律又紧跟技术前沿的特色课程体系?
人工智能兼具鲜明的时代性与动态演进的不确定性。在中小学人工智能课程开发与建设过程中,一方面需要以传统课程开发模式为根基,严格遵循课程开发的基本规范,通过科学系统的规划确保课程体系的规范性与严谨性;另一方面,更要把握人工智能技术的迭代规律与发展逻辑,突破固有框架,实现课程开发模式的创新与重构,从而打造既符合教育规律又紧跟技术前沿的特色课程。
系统设计,提升课程实施效能
上海借鉴国内外人工智能教育经验,结合人才需求和已有人工智能教育实践经验,充分考虑人工智能的复杂性、技术迭代的快速性与不确定性、学生认知的进阶性等方面给课程建设带来的巨大挑战,经过多轮专家咨询和论证形成相对稳定的小初高一体化课程框架,提出课程目标、课程内容、课程资源、实施环境、师资队伍、教研体系、评价方式、组织保障的具体要求,并对中小学人工智能教育进行整体部署。在义务教育阶段四、七年级独立设置地方课程《人工智能基础》,每周1课时,确保教学时空,让学生能够持续学习人工智能,达到一定的学习强度和实践深度,避免分散、嵌入式课程实施方式可能带来的随意性和浅层学习的问题。在高中阶段信息技术和通用技术等国家课程实施要求基础上,打造专题学习资源和选修课程,满足学生根据兴趣和发展需要深入学习的需求。聚焦素养培养,促进学生形成正确的人机协作价值观,提升用人工智能解决问题的关键能力,形成自强自立和追求创新的必备品格。
循序渐进,遵循学生认知规律
根据学生的认知水平统筹安排各学段的学习内容,逐渐拓展广度、深度和情境问题的复杂度,构建分层递进、螺旋上升的学段目标。小学阶段侧重感知和体验,注重激发对人工智能的学习兴趣;初中阶段侧重理解和应用,初步探索利用人工智能解决问题的过程和方法;高中阶段侧重探索和实践更为复杂的问题解决和创意物化,形成不同学段的学习目标和核心内容。比如,小学阶段体验与生成式人工智能协作,共同创作插画;初中阶段基于人机协作的创作经验,进一步对“文字为何能生图”进行探究,初步了解其科学原理和技术逻辑;高中阶段参与对人工智能图像处理模型的创造实践。
敏捷开发,增强课程内容时代性
人工智能技术迭代极为迅速,因此在课程内容建设方面,不强调编写纸质教材,借助“敏捷开发”理念,设计动态更新、灵活开放的课程单元规划与评价样例。通过“基础版”和“进阶版”两个层次的设计,增强学校实施的适应性,避免课程内容的固化和滞后,破解人工智能发展的不确定性与课程实施所需的确定性之间的矛盾,显著提高了课程开发效率和内容更新速度。
如何构建适配的人工智能课程教学新样态?
当代学生作为“AI时代原住民”,传统教学模式已难以满足其多元化需求,不适配的教学样态将导致学生学习兴趣的下降,更可能削弱其应对复杂未来的核心能力。
探索“生问—师研—共学”的人工智能教学新路径
学生成长于智能技术飞速发展的时代,传统的教学路径已不能匹配技术的发展速度,更不能满足学生不断增长的好奇心和求知欲。因此,一要鼓励学生把新场景、新发现、新问题带到课堂,比如“我们能做一个春晚扭秧歌那样的机器人吗”“为什么精准的提示词能生成更符合需要的结果”,这些问题能激发师生共研共学;二要引导教师围绕学生不断生发的新问题快速响应,先研后教,将问题转化为具体的学习任务、共同设计解决方案,促进教师专业知识储备与学生不断增长的学习需求相匹配。
创新教学方法,探索问题驱动的教学新模式
人工智能是一门交叉学科,具有高度的复杂性、综合性和实践性,认知落差大,教学难度高。上海以中小学人工智能教育基地建设为契机,探索人工智能课程教学新模式,启智与立志并重,与学生数字生活经验、现实人工智能应用场景关联,围绕真实复杂问题,打破“人主导设计、机器被动执行”的线性逻辑,转向“人类定义价值导向、机器赋能问题解决”的循环迭代思维方式,开展模型训练、实验探究、工具运用、作品创作、原型搭建等多种实践活动,引导学生反复亲历问题分析、实践探究、反思优化的思维过程,实现知识学习与实践应用的统一,推动智能时代的学习创新。同时,坚持科技向善,创造机会使学生感受人工智能所引发的价值冲突,思考人工智能对自然环境与人文环境的影响。
凝聚多方力量,开拓教师专业发展的新途径
当前,人工智能相关领域知识仍处在一个高度变化和更新的阶段,这对教师的知识更新提出挑战。为应对这样的挑战,需要尽快提升教师的专业素养,组建由高校、科研机构、企业等专家协同参与的导师团,带来跨学科视角、真实的行业经验、前沿的技术进展以及丰富的生活应用案例。
上海组织开设人工智能素养提升种子教师工作坊,率先培育一批专业骨干教师。组建上海市区人工智能教研员队伍,聚焦教学设计、资源制作、教学实施等关键技能,举行面向全国的教研直播,积极参与全国中小学人工智能教学展评活动,开展跨省联合教研,分享上海经验;开展高频次常态教研和联合教研,促进教师更新专业知识、共享教学资源、创新教学方法,打通课程设计到教学实施的“最后一公里”。目前,上海市区人工智能课程教学展示研讨活动已开展百余次,教师参与教研的获得感不断增强。
如何集成、共创、盘活优质教学资源?
调查显示,教师对人工智能教育的优质教学资源需求排在首位,教学资源也是一门新课程实施与推进的关键和抓手,需要探索新的教学资源快速创生机制。
市区校纵向联合,共建共创教学资源
搭建市区校一体化资源共建共享平台。市级研发教学设计、课件、程序代码、数据集等基础性、示范性教学资源,为学校课程实施提供基础支撑和样例参考。建立市级资源分享的便捷通道,通过上海智慧教育平台的空中课堂、上海市数字教学平台(即“三个助手”平台)、网络教研平台等不断提供最新的教学资源,满足教师使用和研讨的需要。
区级结合自身特色开发单元教学资源,设计丰富的场景实践活动,为学校教学实施提供多样化选择。目前各区基本完成区本项目设计、区单元规划和课时规划方案。比如,徐汇区“智辅无界”项目探索AI辅助无障碍生活,通过盲人导航、手语实时翻译等项目学习赋能视障、听障、肢体障碍群体,让科技传递温暖;虹口区形成“三低三高”资源开发模式,利用免费工具和低成本教具降低教学门槛,提高课堂互动性、参与度和趣味性。
校级根据学生实际情况设计细化实用的课时教学资源,彰显学校特色。比如,浦东新区张江高科实验小学设计了启蒙、成长、发展三个阶段校本课程资源,体现“学创一体”。上海市西南位育中学设计了清晰的年级纲要、模块任务链、教学活动模板等校本资源,并融入元认知任务,培养学生理解、应用和创造人工智能的综合能力。上海外国语大学附属外国语学校针对从人工智能技术中抽象出的数学和物理原理,开发直观易懂的互动式学习资源,促进学生跨学科实践。
上海通过市级保障示范、区级特色引领、校级迭代更新的建设模式,激发资源创生的“链式反应”,资源开发周期更短、设计质量更高、创意设计更多样。
校内外横向协同,优化教学实践环境
遴选一批人工智能教育校外实践基地,鼓励各区、各校把学生带出教室,走进高校、科技企业、科研机构体验前沿人工智能应用场景,加强人工智能知识学习与场景实践的融合。比如,上海市控江中学带领学生参观绿色智算中心、现代化数据机楼与动力设施,观摩大功率供电机器设备等,深刻理解人工智能算力与能源的重要性。上海市曹杨第二中学邀请“图灵奖”得主杰克·唐加拉教授进入课堂,为学生揭开计算机芯片的神秘面纱,促进学生拓展视野、增长见识,拉近与科学的距离,激励学生对科学梦想的勇敢追求。
很多学校带领学生走进人工智能实验室,参观最新的科研成果,体验前沿人工智能应用场景;走进科技企业,了解真实的人工智能开发流程,让学生对人工智能有更直观、更深入的理解。
研制人工智能教育实验室建设标准
人工智能的学习需要学习环境和实验设施的保障。上海根据人工智能课程的具体内容细化各项实验要求,初步形成人工智能实验室建设标准。引导各区、各校积极对接人工智能企业、高校、科研机构等社会力量,共同参与人工智能实验室、实验平台等建设,构建学习内容、学习方式与设施设备深度融合的学习环境。
很多学校在建设人工智能实验室,为学生提供实验和项目实践场地,构建课程内容、学习方式与实验设备深度融合的沉浸式学习环境,提升学生的学习体验和学习效果。比如,复旦大学第二附属学校为学生提供开放的AI 学习空间,在这里学生可以跟着屏幕上的虚拟形象学习体操、武术、舞蹈动作,利用人工智能强身健体;上课时编写的程序也能连线进入系统展示,让学生直接看到自己的程序运行“成果”。开放的空间不仅为学生提供丰富的实践机会,也激发了他们的学习兴趣和探索欲望,让他们可以随时了解人工智能技术。
持续推动教学数字化转型,学用一体
《上海市推进实施人工智能赋能基础教育高质量发展的行动方案(2024—2026年)》以八大行动加速推进全市“人工智能 教育”各项行动部署。上海市通过设立“人工智能教育试验区”和“人工智能教育实验校”,采用整体性试验与示范性应用相结合的方式探索人工智能助力教育教学创新变革的可行路径。通过接入DeepSeek等大模型、构建教育知识库,打造基础教育专用大模型;搭建智能体,鼓励学生利用人工智能开展学科学习。同时,引导学生溯源科学现象,探究问题本质,批判性分析不同人工智能模型生成的内容,创造性开展人机协作学习。
“阿玛拉定律”认为,人们总是高估一项科技所带来的短期效益,却又低估它的长期影响。面对人工智能技术的发展以及智能时代的到来,我们意识到中小学人工智能教育的意义不仅在于知识本身的学习,更在于借由人工智能教育培养适应未来和创造未来的人。人工智能教育的蓝图已徐徐展开,未来我们将进一步深化创新人才早期培养、学生对“AI for Science”“AI STEM”方面的认识与体验、人工智能赋能大规模因材施教等方面的研究,继续推进加强中小学人工智能教育。
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