北京市中小學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，明確了加強中小學人工智能教育的總體要求、主要任務等，為未來中小學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人工智能教育實踐發(fā)展提供參考。

一、深刻領會加強中小學人工智能教育的重要意義

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

1.中小學人工智能教育的戰(zhàn)略意義顯著

當前，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。在基礎教育階段推廣人工智能教育，既是順應全球科技發(fā)展趨勢、支持強國建設的必要選擇，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)普適化教學資源等主要任務和具體舉措，為未來中小學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

中小學人工智能教育應突出體現(xiàn)“素養(yǎng)、創(chuàng)新、實踐、普及”四個特點?！八仞B(yǎng)”體現(xiàn)在中小學人工智能教育要“以人為本”“以學生發(fā)展為中心”，體現(xiàn)新課程改革要求，促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展?！皠?chuàng)新”強調(diào)在教學內(nèi)容和方法上注重創(chuàng)新，鼓勵采用項目式、探究式學習方式，激發(fā)學生興趣，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，鍛煉應用人工智能解決實際問題的能力?！捌占啊睆娬{(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用

人工智能進中小學校園主要體現(xiàn)在兩個方面：一是面向?qū)W生的人工智能教育，使學生了解人工智能基本概念、原理和應用，引導學生規(guī)范合理使用人工智能，培養(yǎng)學生創(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的應用，主要指向人工智能賦能教育教學、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協(xié)同的人工智能教育相關文件，統(tǒng)籌設計從義務教育到高等教育逐步開展人工智能教育，從關注啟蒙、體驗、理解、應用、創(chuàng)作、創(chuàng)新等方面引導小學、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域應用規(guī)劃，為人工智能教育在中小學普及推廣做好基礎環(huán)境、基本條件的建設。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)《北京市教育領域人工智能應用工作方案》。近日，北京市教委委托北京教育科學研究院、聯(lián)合北京師范大學和智源人工智能研究院等專業(yè)機構(gòu)研制發(fā)布了《北京市教育領域人工智能應用指南》，重點梳理了以“智”助教、以“智”助學、以“智”助評、以“智”助育、以“智”助研、以“智”助管等六個重點應用領域29個“典型場景”，為中小學教師開展人工智能教育提供具體方法和指引。

2.“小切口”：緊緊抓住課堂教學主渠道

課堂教學是教育的主渠道，北京市中小學緊緊抓住課堂教學實施，通過多種課程教學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準要求，推動中小學開齊開足人工智能相關課程內(nèi)容。在義務教育階段，信息科技課程成為人工智能教育重要載體，引導學生初步接觸人工智能概念和應用。普通高中階段的信息技術(shù)課程則進一步深化學生對人工智能的理解和實踐能力。

第二，聚焦學生特點，分階段開展人工智能教育。小學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。初中階段注重應用賦能，學生開始學習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，學生從跨學科的視角思考人工智能倫理、治理及其與社會發(fā)展的關系，參與更復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生提供了更廣闊的探索空間，例如一些學校通過校本課程開展機器人制作等活動，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。

第三，創(chuàng)新教學方法，多形式推動人工智能教育。推進應用任務式學習、項目式學習、問題式學習等教學形式?；谌蝿帐綄W習，學生在完成人工智能相關任務的過程中掌握知識和技能。項目式學習則可以讓學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。問題式學習引導學生圍繞人工智能領域的問題進行探究（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，跨學科主題學習，多學科推進人工智能教育。跨學科主題學習是《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》的亮點，要求各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習，倡導“素養(yǎng)立意、綜合學習、融合創(chuàng)新、具身行動”。這種學習方式能夠充分發(fā)揮人工智能基礎優(yōu)勢，促進學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，北京市第二中學利用人工智能探索綜合學科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，聚焦學生解決問題的創(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，為學生提供實踐導向的教育體驗。北京市第十八中學打造了一系列數(shù)字人學習伙伴，有歷史長廊的“商鞅”、藝術(shù)殿堂的“達·芬奇”、文采飛揚的“李白”、探討物理學奧秘的“愛因斯坦”等。

3.“多渠道”：做好課程、教學、培訓、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。鼓勵區(qū)域與中小學校集合資源優(yōu)勢，按照課標要求加強人工智能相關課程設計、實施。積極謀劃建設地方課程，研制中小學人工智能地方課程建設指導性文件，針對不同學段學生的認知能力和區(qū)域經(jīng)濟、社會、科技以及教育發(fā)展特色，分學段設計課程內(nèi)容，同步開發(fā)教學指南、學生活動手冊和其他配套教學資源，全市統(tǒng)籌開設人工智能地方課程。鼓勵中小學開展校本課程建設，結(jié)合學校發(fā)展特色和學生特點，自主建設人工智能實踐應用的拓展性、拔尖創(chuàng)新性校本課程；組織開展人工智能領域的跨學科主題學習、項目式學習、實踐類學習等個性化學習活動，同時可以將人工智能教育納入課后服務和研學實踐。例如，中國人民大學附屬中學建設AI+X跨學科特色課程群，自主研發(fā)20多門課程（見下表），橫向涵蓋計算機科學、數(shù)學、生物學、認知神經(jīng)科學、心理學、社會學、哲學等學科。

第二，做好人工智能教育數(shù)字平臺、人工智能實驗室建設和學習資源開發(fā)。人工智能教育體現(xiàn)綜合性、實踐性和創(chuàng)新性，需要有基礎的人工智能學習體驗、實踐應用、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、學習和實踐資源平臺，協(xié)同區(qū)域和學校開展應用場景試點探索。今年4月，北京市教委組織召開教育領域人工智能應用試點校企對接會，全市25所試點學校與8家人工智能企業(yè)開展基于教育應用場景的探索。例如，北京市第八十中學建立了智能與人機交互實驗室等11間人工智能相關實驗室，縱向支持小學以圖形化編程為主、初中以物聯(lián)網(wǎng)人工智能為主、高中以機器學習為主的人工智能系列課程，橫向進行跨學科交叉融合，讓學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教學、學習資源的開發(fā)。在建設“北京數(shù)字學?！薄⒈本┦小翱罩姓n堂”過程中，市級教研部門帶領全市信息技術(shù)學科教研員、優(yōu)秀教師設計開發(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)人工智能學習資源，基于學生學習特點，兼顧學科教師的知識儲備情況，內(nèi)容安排由淺入深梯度設計，完成了“走近人工智能”“圖像識別”“大數(shù)據(jù)與信息安全”“算法學習及編程實踐”“機器學習”等課程模塊資源建設。

第三，推進人工智能教師培訓和教師人工智能專題培訓。發(fā)揮市、區(qū)、校三級培訓聯(lián)動機制，采取市級全員通識培訓、區(qū)級種子教師培訓和校本實踐實訓相結(jié)合的方式，突出應用導向、問題導向和目標導向，提升教師主動應用人工智能技術(shù)優(yōu)化教育教學的意識和能力。今年4月，北京市啟動“人工智能賦能教育教學能力提升”基礎教育干部教師全員專項實訓。海淀區(qū)作為試點先行探索，面向各中小學骨干教師開展“學科智能教學進階培訓”，面向43個教育集團教師培訓負責人開展“領導力進階培訓”。通過培訓學習，教師不僅深刻理解并認同了“學好人工智能”“用好人工智能”對于學生成長與教師發(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實踐與反思，以創(chuàng)新教育教學生態(tài)。

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

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┨岢龅臉酥拘越萄泄ぷ髂Ｊ?，定位于全領域、全市域、共同體研究與發(fā)展。一方面將人工智能素養(yǎng)納入北京市中小學教師基本功指南指標體系和示范培訓，另一方面圍繞“人工智能教育和人工智能賦能教育教學”領域開展“主題化”研究，強化市級統(tǒng)籌指導、落實區(qū)級教研主責、支持學校校本教研，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)人工智能教育教學研究新局面。例如，東城區(qū)采用“示范引領、以點帶面”策略推進小學人工智能教育。先由骨干教師做研究課展示，然后在學區(qū)確定一所實驗校開展教學研究，取得一定成效后在學區(qū)推廣。同時組建區(qū)域指導專家團隊，走進課堂進行一對一專業(yè)指導。經(jīng)過一輪推動，全區(qū)小學人工智能課程實驗校由6所擴充到36所，占學?？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，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，北京教育科學研究院、天津市教育科學研究院和河北省教育科學研究院聯(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)新學院，推動人工智能領域拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。2023年12月，北京市成立青少年創(chuàng)新學院，啟動數(shù)學、科技兩個領域試點工作，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。建設區(qū)域青少年創(chuàng)新學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、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。二是鼓勵學校積極與社會專業(yè)力量合作，聯(lián)合開展校本課程建設、育人模式創(chuàng)新、人工智能應用場景建設。例如，北京市十一學校與多家高科技企業(yè)、大學和學會協(xié)作，建設分級人工智能課程。社會力量深度參與學校人工智能課程的建設和學術(shù)研討，學校也為企業(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)新人才在中小學的培養(yǎng)，北京市將在深入學習落實相關政策要求基礎上，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研究院黨委副書記、院長；詹偉華系北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心黨總支副書記、副主任；王振強系北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心信息技術(shù)課程教研室主任）

《人民教育》2024年第24期