學(xué)生在北京市第八十中的開(kāi)放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)VR課堂。

　　北京80中機(jī)器人社團(tuán)學(xué)生自研的模擬手部精細(xì)動(dòng)作的操作裝置。

　　北京80中的學(xué)生在課堂上利用VR設(shè)備學(xué)習(xí)。

　　“我想在正面添加一個(gè)AI攝像頭。建立它的數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣它就能自主去識(shí)別物體，從而做出相應(yīng)的動(dòng)作?！敝形?，在北京市第八十中學(xué)的機(jī)器人社團(tuán)課室，高二的侯瑞豪和馬書(shū)涵正在討論改良一款模擬手部精細(xì)動(dòng)作的操作裝置。利用午休時(shí)間在學(xué)校打造的信息學(xué)實(shí)驗(yàn)空間交流自研的AI項(xiàng)目，已成為社團(tuán)成員們自主學(xué)習(xí)的常態(tài)。

　　搭載超聲傳感器的編程驅(qū)動(dòng)小車(chē)、可糾正姿勢(shì)的智能雪橇推進(jìn)器、人機(jī)交互的模擬射箭游戲……很難想象，這些成果出自十幾歲的中學(xué)生之手。

　　近日，教育部公布184個(gè)中小學(xué)人工智能教育基地，北京第八十中學(xué)成為北京市6所入選基地校名單的中小學(xué)之一。AI基地校名單的背后，是教育在頂層設(shè)計(jì)層面的發(fā)力，旨在通過(guò)基地試點(diǎn)，進(jìn)一步探索人工智能教育的新理念、新模式和新方案。

　　什么是真正的人工智能教育？如何更好地為中小學(xué)開(kāi)展人工智能注入新動(dòng)力？帶著這些問(wèn)題，南都記者走訪調(diào)研了部分AI基地校及相關(guān)教育學(xué)者，尋求答案。

　　AI融入課堂 讓歷史課鮮活“演”出來(lái)

　　2017年，人工智能?chē)逑到y(tǒng)阿爾法狗（Alpha Go）戰(zhàn)勝人類世界實(shí)時(shí)排名第一的棋手柯潔，這一事件引發(fā)了人們對(duì)人工智能的高度關(guān)注。同年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，應(yīng)實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程；2022年，教育部更是明確“將人工智能作為課程內(nèi)容”寫(xiě)入《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》。

　　“2017年，我們就開(kāi)展了首屆人工智能嘉年華，開(kāi)始逐步探索將AI技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)?！北本┑诎耸袑W(xué)校長(zhǎng)任煒東校長(zhǎng)介紹。

　　戴上VR眼鏡，在VR短片里暢游歷史，《清明上河圖》在眼前徐徐展開(kāi)，學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中體驗(yàn)宋代的世俗百態(tài)……這是北京市第八十中學(xué)歷史課堂上的場(chǎng)景。

　　執(zhí)教這堂《從<清明上河圖>看宋代社會(huì)》課程的石巖老師，向南都記者講敘“VR體驗(yàn)帶來(lái)的時(shí)空穿越體驗(yàn)，讓孩子們身臨其境地體驗(yàn)著原來(lái)只存在于紙面的文化，千年前的歷史文化、地貌人情，馬上觸手可及地生動(dòng)起來(lái)?！?

　　歷史教研出身的石巖，現(xiàn)在還同時(shí)擔(dān)任北京八十中課程教學(xué)中心課程處主任。我們的鏡頭跟隨著她的腳步，在午后又進(jìn)入了一節(jié)普通的英語(yǔ)課堂。兩位學(xué)生正站在講臺(tái)上操作著智慧屏，進(jìn)行聽(tīng)說(shuō)答題在線PK，戰(zhàn)況激烈。任課老師向南都記者展示了日常教學(xué)中的人機(jī)協(xié)作：課前，利用AR推題的導(dǎo)課資源包，幫助學(xué)生自主預(yù)習(xí)；課中，打開(kāi)一款A(yù)I智能聽(tīng)說(shuō)軟件，學(xué)生就能自主練習(xí)英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)，而借助課前的學(xué)情分析報(bào)告，她則能?chē)@錯(cuò)誤率較高的習(xí)題點(diǎn)，針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)方向；課后，借助智慧作業(yè)投票及批改應(yīng)用，她精準(zhǔn)定位每一名學(xué)生的薄弱知識(shí)點(diǎn)，并點(diǎn)對(duì)點(diǎn)解答學(xué)生的個(gè)性化答疑。

　　老師在講解課文時(shí)會(huì)提取文本大綱，利用SORA等文生圖、文生視頻類技術(shù)鮮活地呈現(xiàn)文章主旨，課后還能運(yùn)用學(xué)校自研的“智腦”大模型個(gè)性化批改作文；數(shù)學(xué)課上，一位學(xué)子在面對(duì)排列組合問(wèn)題時(shí)，借助AI平臺(tái)來(lái)輔助優(yōu)化解題思路；體育課上，人工智能設(shè)備會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生引體向上的次數(shù)、立定跳遠(yuǎn)的距離等數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)分析學(xué)生運(yùn)動(dòng)情況，并給出指導(dǎo)建議。

　　石巖還告訴南都記者，登錄八十中的一體化智能教學(xué)平臺(tái)，實(shí)時(shí)課堂就能與教研組內(nèi)的優(yōu)質(zhì)課程數(shù)據(jù)庫(kù)一鍵同步、共享共建?！拔覀儸F(xiàn)在一個(gè)學(xué)科組培育一個(gè)‘?dāng)?shù)字人’，比如在高三解題上，我們八十中會(huì)有基于既往優(yōu)質(zhì)校本課程的獨(dú)特技巧與解題方法，數(shù)字人模型吸納這些教研數(shù)據(jù)，就能助力老師課堂設(shè)計(jì)與孩子們的自主學(xué)習(xí)，是非常給力的AI學(xué)伴。”在她看來(lái)，未來(lái)教育必然將開(kāi)啟人機(jī)協(xié)作模式，AI為教師賦能，“一方面讓優(yōu)秀老師的教學(xué)效應(yīng)最大化，另一方面縮短一般老師到優(yōu)秀教師之間的路徑。這對(duì)于后續(xù)教學(xué)模式的改革意義重大?！?

　　值得一提的是，八十中每間教室都嵌入了一套直播設(shè)備，利用在線教學(xué)平臺(tái)和AI智能聽(tīng)說(shuō)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)讓請(qǐng)假在家的同學(xué)和在校同學(xué)同步上課。“智慧課堂的構(gòu)建，就是要保證即使只有一兩名同學(xué)生病請(qǐng)假在家，學(xué)校也能為其提供線上課程，實(shí)現(xiàn)線上線下無(wú)縫轉(zhuǎn)換的混合式教學(xué)?！北本┦械诎耸袑W(xué)信息技術(shù)教研組長(zhǎng)、翱翔辦公室主任賈志勇告訴記者。

　　西南大學(xué)副校長(zhǎng)趙玉芳在近期談及AI變革教學(xué)方式時(shí)公開(kāi)表示，從“教”的角度看，人工智能的發(fā)展優(yōu)化了教育內(nèi)容和過(guò)程，為教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施提供了更多可能；而從“學(xué)”的角度看，AI則能促使個(gè)體更快、更便捷地獲取海量的知識(shí)，大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)成效。

　　“實(shí)際上，人工智能可以說(shuō)是在教學(xué)管評(píng)研五個(gè)方面，都支撐起學(xué)校的高質(zhì)量發(fā)展?！比螣槚|校長(zhǎng)總結(jié)道。

　　AI課培養(yǎng)孩子在真實(shí)世界解決問(wèn)題的思維力

　　人工智能正成為中小學(xué)常態(tài)化科目課程上的主角。

　　隨著2022年新課標(biāo)將信息科技設(shè)為義務(wù)教育階段的一門(mén)獨(dú)立科目，并明確將AI納入課程內(nèi)容，各地方教育部門(mén)開(kāi)始積極吸收社會(huì)力量，研發(fā)人工智能地方課程和校本課程。去年以來(lái)，伴隨ChatGPT、Sora等生成式人工智能的問(wèn)世和急速迭代升級(jí)，教育界對(duì)人工智能塑造中小學(xué)教育的討論和實(shí)踐更為熱烈，甚至大有“一哄而起”之勢(shì)。

　　浙江溫州中學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室主任、特級(jí)教師謝作和認(rèn)為，從大視角看，人工智能教育至少有兩個(gè)目標(biāo)：一是培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時(shí)代的人才，二是培養(yǎng)能研發(fā)人工智能的人才。只有做到“人機(jī)共智”，才能更好地適應(yīng)未來(lái)?！爱?dāng)學(xué)生經(jīng)歷了采集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)，然后用訓(xùn)練模型的方式解決某些真實(shí)問(wèn)題，也就是親歷了智能‘從無(wú)到有’的全部流程，才會(huì)理解數(shù)據(jù)、算法和算力對(duì)人工智能的重要意義?！?

　　“過(guò)去十多年間，中小學(xué)科技教育的關(guān)注和投入與科技熱點(diǎn)的興起呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，如機(jī)器人、3D打印、VR/AR、人工智能等都曾在科技教育領(lǐng)域掀起不小的波瀾?！敝袊?guó)人工智能學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、清華大學(xué)教授孫富春表示，近幾年在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，北京、浙江、深圳等地區(qū)的學(xué)校、教師已經(jīng)在向著學(xué)生能夠通過(guò)使用人工智能技術(shù)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的目標(biāo)努力，欠發(fā)達(dá)地區(qū)也在逐步實(shí)現(xiàn)人工智能課程普及，“整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)中小學(xué)人工智能教育在穩(wěn)步推進(jìn)中。”

　　在走訪中，南都記者發(fā)現(xiàn)，值得注意的是，迄今為止不少中小學(xué)的人工智能教育實(shí)踐仍然面臨重點(diǎn)模糊、效果欠佳等問(wèn)題。

　　“剛開(kāi)始時(shí)大家都是蒙的，開(kāi)的課毫無(wú)章法?！眮?lái)自遼寧省沈陽(yáng)市的科技教師尹老師坦言，2019年他們學(xué)校的科技教師剛接觸人工智能相關(guān)內(nèi)容，開(kāi)課時(shí)無(wú)從下手，就把編程、機(jī)器人、開(kāi)源硬件等內(nèi)容打包到了人工智能課程中，“是能吸引些孩子對(duì)人工智能的興趣，但課程內(nèi)容也變得無(wú)序?！?

　　而在對(duì)陜西省人工智能基地?！靼步煌ù髮W(xué)附屬小學(xué)的調(diào)研中，一整套前沿科學(xué)的人工智能校本課程體系和教育生態(tài)，著實(shí)令記者耳目一新。

　　交大附小渭南校區(qū)趙文安校長(zhǎng)在采訪中坦言，由他主導(dǎo)打造的交大附小人工智能校本課程體系，重點(diǎn)凸顯數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、科學(xué)這3門(mén)學(xué)科在AI教育的基礎(chǔ)地位，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)學(xué)建模以及深度學(xué)習(xí)的能力為核心目標(biāo)。

　　智能元素貫穿每一個(gè)課堂。數(shù)學(xué)課上，通過(guò)“求最大公約數(shù)”的知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生理解計(jì)算思維的核心要素，繼而啟發(fā)孩子對(duì)開(kāi)源算法和深度學(xué)習(xí)的興趣；信息技術(shù)課上，學(xué)生研究了解編程的基礎(chǔ)概念，利用Python軟件編寫(xiě)簡(jiǎn)易程序，模擬日常應(yīng)用系統(tǒng)解決真實(shí)問(wèn)題；科學(xué)課上，高年級(jí)的孩子還能通過(guò)體驗(yàn)AI模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，親身體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程。

　　“我們的AI基礎(chǔ)課程在設(shè)計(jì)上，盡可能將知識(shí)點(diǎn)無(wú)縫融入數(shù)理化等常態(tài)化學(xué)科教學(xué)，這主要是為AI基礎(chǔ)理論概念打基礎(chǔ)。”趙文安同時(shí)介紹，AI實(shí)踐課程的核心立足編程、智能硬件搭建、3D模型設(shè)計(jì)等，以校本課程的方式在各個(gè)學(xué)段開(kāi)設(shè)。在他看來(lái)，當(dāng)今的教育體系正由傳統(tǒng)的學(xué)校、社會(huì)、家庭三位一體發(fā)展到學(xué)校、社會(huì)、家庭、智能工具、人機(jī)混合(虛擬世界、數(shù)字社會(huì))五位一體的教育體系。

　　“在中小學(xué)開(kāi)展人工智能教育不能只圍繞著人工智能的三大支柱：大數(shù)據(jù)、算法、算力展開(kāi)，更要深刻把握住人工智能教育的本質(zhì)，就是要利用機(jī)器智能助推人類智能的發(fā)展，培養(yǎng)孩子的‘元智能’，尤其是在真實(shí)世界解決問(wèn)題的高階思維能力！”長(zhǎng)期深耕信息技術(shù)科研教學(xué)一線，擔(dān)任了多年總?？蒲惺抑魅蔚内w文安，在AI課程構(gòu)建上感慨良多。

　　沒(méi)有專門(mén)課本 人工智能課形式多樣

　　沒(méi)有專門(mén)課本，人工智能這門(mén)課怎么教？

　　“國(guó)家課程如果要將人工智能作為一門(mén)學(xué)科開(kāi)設(shè)課程，課時(shí)也存在不足。目前很多中小學(xué)的做法還是以三點(diǎn)半后的社團(tuán)活動(dòng)課為主要載體，每周壓縮出一兩節(jié)課時(shí)，通過(guò)STEAM課程、創(chuàng)客編程實(shí)踐活動(dòng)等形式來(lái)嫁接植入。“對(duì)于課時(shí)，趙文安介紹了交大附小目前的兩種解決方式：一是人工智能教材的內(nèi)容和現(xiàn)有信息技術(shù)課的內(nèi)容融合；二是成立人工智能社團(tuán)，先從社團(tuán)活動(dòng)開(kāi)始講授人工智能課程，每周可以安排兩三個(gè)學(xué)時(shí)。

　　據(jù)華東師范大學(xué)和中國(guó)教育科學(xué)研究院聯(lián)合發(fā)布的《2022人工智能教育藍(lán)皮書(shū)》顯示，目前中小學(xué)校人工智能課程的課時(shí)主要集中在1周1課時(shí)。

　　課時(shí)不足之外，系統(tǒng)性教材的缺失，也影響了中小學(xué)人工智能教育的開(kāi)展。

　　在交大附小，趙文安和他的同事們一直在摸索中自主設(shè)計(jì)校本人工智能課程，并長(zhǎng)期堅(jiān)持與西安教科院等機(jī)構(gòu)展開(kāi)AI課程共建，“我們新建了3-8年級(jí)的AI課程體系，這樣AI教育實(shí)施思路就更加明晰了?！睋?jù)他介紹，交大附小與教育部裝備中心合作編寫(xiě)了《中小學(xué)人工智能學(xué)生用書(shū)》（3-8年級(jí)）教材，該套用書(shū)已在校內(nèi)3-6年級(jí)的人工智能課程中使用，并被廣東省選作地方教材。

　　“中小學(xué)人工智能教材的開(kāi)發(fā)、課程內(nèi)容的制定等，就應(yīng)該與人工智能行業(yè)、學(xué)校、科研院校及機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊密合作，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研一體化結(jié)合，同時(shí)在教學(xué)場(chǎng)景設(shè)計(jì)上要盡量緊貼生活實(shí)際。“承擔(dān)人教版高中信息技術(shù)教材《人工智能初步》分冊(cè)撰寫(xiě)工作的首都師范大學(xué)教授方海光表示。

　　保障人工智能深度融入常態(tài)化學(xué)科教學(xué)和課程活動(dòng)體系，也日漸呈現(xiàn)為首批AI基地校“全國(guó)一盤(pán)棋”的教育共識(shí)。

　　走訪中，記者同樣觀察到，北京八十中學(xué)不僅組建有專門(mén)的信息素養(yǎng)社團(tuán)，也開(kāi)設(shè)了信息科技類的AI通識(shí)興趣課程，同時(shí)著力打造人工智能學(xué)習(xí)空間，助力對(duì)該領(lǐng)域有興趣的學(xué)生成長(zhǎng)提高。

　　“2003年學(xué)校就已經(jīng)成立了信息學(xué)社，在學(xué)習(xí)空間的打造上也非常重視。像我們的E時(shí)空實(shí)驗(yàn)室、人工智能開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室等設(shè)備每年都迭代更新，不少儀器都是AI教學(xué)中最前沿的?！霸谌斯ぶ悄芙换ンw驗(yàn)室，賈志勇告訴南都記者，朝陽(yáng)區(qū)教委對(duì)該校AI基地的建立支持力度非常大，2014年北京市建立了59所開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，一間實(shí)驗(yàn)室投入200多萬(wàn)元，其中就包括八十中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?！拔覀儗W(xué)校的每一間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，它并不僅僅用于信息技術(shù)課?！笔瘞r告訴記者，正如自己的VR歷史專題課一樣，學(xué)校的AI智慧學(xué)習(xí)空間對(duì)所有常態(tài)化科目教學(xué)都是開(kāi)放的。

　　“在西安教科院的積極牽頭下，包括高校、科技館、科技企業(yè)等社會(huì)力量都大力支持我們?cè)趨^(qū)域內(nèi)中小學(xué)人工智能教育基地的建設(shè)?！壁w文安介紹，交大附小依托西安交通大學(xué)集團(tuán)校的信息技術(shù)輻射效應(yīng)和資源優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常組織參觀大學(xué)的人工智能學(xué)院等，而目前西安以交大附中為代表的知名中學(xué)的理化生等各類實(shí)驗(yàn)室，也都在向智能化探究數(shù)字實(shí)驗(yàn)室升級(jí)更新。“依托集團(tuán)校優(yōu)勢(shì)資源，我們也很重視AI學(xué)習(xí)空間的打造，為了更好地開(kāi)展常態(tài)化AI通識(shí)課程，渭南校區(qū)甚至還建了一座人工智能博物館。”趙文安說(shuō)。

　　專職教師培養(yǎng)成AI教育變革關(guān)鍵

　　人工智能能否引發(fā)教育變革，關(guān)鍵在教師。

　　《2022人工智能教育藍(lán)皮書(shū)》顯示，目前大部分教師已將人工智能技術(shù)融入教育教學(xué)，具體的應(yīng)用主要在備課和管理階段。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）智能控制與機(jī)器人系副主任、北京上地實(shí)驗(yàn)小學(xué)科學(xué)副校長(zhǎng)趙建偉曾坦言：“目前，我國(guó)AI專業(yè)方向的畢業(yè)生還不多，能進(jìn)入到中小學(xué)從事AI教育的教師數(shù)量就更少了。而對(duì)于人工智能教育，需要5-10年的深度研究才能有所體會(huì)，才會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到真正效果?！?

　　與數(shù)量缺口相比，更深層次的問(wèn)題在于教師素質(zhì)和教學(xué)能力的不足。

　　北京師范大學(xué)教授黃榮懷認(rèn)為，在這種情形下，教師需要具備與生成式人工智能協(xié)作的能力?！耙灰獣栽?，了解人工智能的基本功能、實(shí)現(xiàn)機(jī)制；二是賦能學(xué)習(xí)，可以用人工智能進(jìn)行知識(shí)搜索、生成教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)展課堂模擬等；三是優(yōu)化教學(xué)，如英語(yǔ)課中ChatGPT可以作為寫(xiě)作提示生成器、班級(jí)討論問(wèn)題生成者等；四是交流分享，能將人工智能用于學(xué)習(xí)和教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)傳遞給其他教師?！秉S榮懷表示，教師要學(xué)會(huì)與智能技術(shù)形成互補(bǔ)、協(xié)同、創(chuàng)新的關(guān)系。

　　執(zhí)教30多年的趙文安在執(zhí)掌交大附小渭南校區(qū)后，火速開(kāi)展了一系列AI師資隊(duì)伍培訓(xùn)，“要讓計(jì)算思維為智能時(shí)代的教育賦能！”

　　孫富春建議，還應(yīng)該科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建信息科技教師專業(yè)成長(zhǎng)體系：“研制信息科技教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和課堂教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)不同地區(qū)、學(xué)校以及不同學(xué)段的AI課程同步構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，助力教研部門(mén)和學(xué)校對(duì)人工智能教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，突出教師實(shí)踐成果，力爭(zhēng)使每一位中小學(xué)人工智能教師的數(shù)字素養(yǎng)和教學(xué)素養(yǎng)都有顯著提升?！?

　　采寫(xiě)：南都記者呂虹 發(fā)自北京 受訪單位供圖