中小学人工智能课程教
一、共同体的源起与发展
（一）早期探索
湖北第二师范学院是一所以教师教育为主要特色，教育学、理学、工学、文学、管理学、艺术学等学科为支撑的省属普通本科院校，是湖北省教师教育的重要基地之一，为“湖北省2011计划”牵头高校和教育部“互联网+中国制造2025”产教融合促进计划建设院校。学校前身是1931年创立的湖北省立教育学院。湖北省中小学教师业务指导机构湖北省普通教育干部培训中心、湖北省中小学教师继续教育中心设在学校，在服务、引领全省基础教育改革与发展中发挥着重要作用。学校坚持以教师教育省级优势特色学科群为龙头，结合基础教育和区域经济社会发展需求，构建起特色鲜明的应用型人才培养体系，12个专业获批国家级和省级一流专业建设点。
2012年湖北第二师范学院牵头申报获批基础教育信息技术服务湖北省协同创新中心，协同单位包括湖北省教育信息化发展中心（省电教馆）、华中师范大学、科大讯飞、楚天云、浪潮软件集团等单位，协同重点研究湖北省基础教育信息化急需解决的战略性问题、前瞻性问题和重大公益性问题。2015年以来，陆续与武汉市第四十九中学（高中）、第二十中学（高中）、吴家山第三中学（初中）、湖北省武昌水果湖第一小学等单位建立密切联系，开展智慧校园和创客空间建设，开展STEAM教育改革与创新，提出“发挥信息技术黏合剂作用，实现学科深度融合”。
（二）共同体萌芽
2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》（国发〔2017〕35号），提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。2018年4月教育部先后印发《高等学校人工智能创新行动计划》（教技〔2018〕3号）和《教育信息化2.0行动计划》（教技〔2018〕6号），进一步明确，要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”，将信息技术纳入初、高中学业水平考试；鼓励、支持高校相关教学、科研资源对外开放，建立面向青少年和社会公众的人工智能科普公共服务平台，积极参与科普工作；支持高校教师参与中小学人工智能普及教育及相关研究工作。我们学习领会党中央、国务院对于人工智能发展规划，结合我校教师教育特色，决定专题研究人工智能教育，并把创客教育、STEAM教育与人工智能教育进行对比分析，进一步区分人工智能教育与人工智能支持下的教育两个不同的课题，明确人工智能教育是指将人工智能作为知识与技能进行传授和培养，而人工智能支持下的教育是指把人工智能技术运用于教育管理和学科教学。在此基础上，2018年我们开始在教育技术学本科生中举行《人工智能与教育》讲座课，把人工智能原理知识引入课堂，并在2016级以后的本科相关课程中介绍图形化编程和开源电子硬件，培养适应未来教育的教师。
2019年2月中共中央办公厅、国务院办公厅印发《加快推进教育现代化实施方案（2018－2022年）》，明确将实施人工智能助推教师队伍建设行动。推动人工智能、智慧学习环境等新技术与教师教育课程全方位融合，充分利用虚拟现实、增强现实和混合现实等，建设开发一批交互性、情境化的教师教育课程资源。武汉市成为教育部中小学人工智能教育首批5个试点城市之一，自2019年开始在全3-8年级全面开展人工智能普及教育。在湖北省教育信息化发展中心（省电教馆）的指导下，湖北第二师范学院、武汉市第四十九中学、武汉市第二十中学、武汉市吴家山第三中学、湖北省武昌水果湖第一小学决定正式成立中小学人工智能教育共同体，并由湖北第二师范学院牵头申报2019年度教育部教育信息化教学实践共同体项目，围绕中小学人工智能课程教学深入交流、凝聚共识。经过深入细致的研讨和申报书的撰写，“中小学人工智能课程教学应用实践共同体”成功入选，2020年3月，教育部科技司公布了2019年度教育信息化教学应用实践共同体项目名单（教科技司[2020]33号）。
（三）共同体建设
共同体成立以后，中央电化教育馆于2020年3月组织共同体项目线上培训，部署项目实施，介绍项目实施流程和工作要求，解读项目目标和任务，分析项目实施方案存在的共性问题，提供完善意见，分享2018年度项目实施经验，指导我们使用国家教育资源公共服务平台创建教育信息化教学应用共同体社区。通过培训，我们更深刻地认识到共同体的目标和价值。在项目培训期间，荆门市海慧中学、武汉市楚才中学、湖北省水果湖第二小学、武汉市武昌三道街小学、武汉市汉阳区教育局电教中心等6家单位决定加入共同体，推动共同体建设。至此，本共同体核心成员单位初步建立起来。
经共同体成员单位领导和老师商量，我们进一步完善了项目《实施方案》，并制定了《共同体联席会议制度》和《共同体成员单位进入与退出制度》，明确共同体工作中的重要事项，需经过共同体联席会议，按照民主集中制的原则集体研究决定。共同体联席会议成员包括各成员单位院长、校长、馆长。根据会议内容要求，可邀请教育部门领导、专家、联络员出席会议。在联席会议决策组之下，设置秘书处（办公室），日常工作由秘书处（办公室）负责，各校信息主任为秘书处成员，负责各成员校的联络和指导工作。为了更好地开展工作，我们聘请了华中师范大学教育信息技术学院张屹教授、华南师范大学教育信息技术学院胡小勇教授、华中科技大学教育科学研究院黄芳教授、湖北省教育信息化发展中心副主任雷春组成专家队伍，指导共同体建设。
2020年5月8日，共同体成员单位在湖北省信息化发展中心（省电教馆）的指导下，召开线上启动会，省信息化发展中心主任田明华做了重要指示。6月28日，中央电化教育馆研究部沈芸副主任主持召开线上项目开题会。9月组织湖北省信息化发展中心（省电教馆）组织项目中期检查，查验项目开展活动情况资料，研究下一步工作计划，为收集整理更多的课程资源，决定向湖北省100家数字家校园试点校征集人工智能课程教学资源，通过自查自检，形成中期检查报告。12月15日，中央电化教育馆组织线上巡视和检查指导，3名专家肯定了共同体前期开展的工作，同时也指出共同体成果凝练不足、经验特色总结不够等问题。
在共同体核心成员单位的带领下，又有恩施州鹤峰县实验中学、恩施州鹤峰县实验小学、十堰市五堰小学、咸宁市嘉鱼县第一小学、华中师范大学第一附属中学、武汉市吴家山第四中学、武汉睿升学校、武汉市汉口北高级中学、恩施州清江外国语学校、武汉市光谷实验中学、武汉市吴家山第二中学、武汉市金银湖中学、武汉市新沟中学、恩施思源实验学校、武汉市青山区新沟桥小学、恩施市实验小学、武汉市园博园学校、武汉市东西湖区吴家山第四小学、武汉市东西湖区金银潭小学、武汉市东西湖区径河小学、武汉市洪山实验小学、潜江市田家炳实验小学、广水市实验小学、武穴市实验小学、五峰土家族自治县幸福小学和4个企业单位积极加入共同体，为中小学人工智能课程教学贡献力量，至此共同体成员单位达到40个。
二、共同体的特点与组织机制
共同体最初是由德国学者斐迪南·滕尼斯提出的，英文用community。滕尼斯认为，共同体就是基于自然意志，如情感、习惯等，以及基于血缘、地缘关系而形成的一种社会有机体。英国现代思想家鲍曼认为，共同体是指社会中存在的、基于主观上或客观上的共同特征而组成的各种层次的团体、组织，既包括有形的共同体，也有无形的共同体。习总书记多次强调“人类命运共同体”，人类命运共同体由利益共同体与责任共同体组成，要求利益与责任保持平衡，不能只图利益，忽视责任。利益共同体与责任共同体是否协调，决定着命运共同体的前途。这里的共同体都是宽泛的概念，可以是一个组织、一个社区、一个地区、一个国家甚或是整个人类社会。
还有一种观点诊断，“共同体”有别于社会、社区、组织等其它社会结构，共同体组织一定有自己的共同目标，具有共同目标的一群人可以称作利益共同体。但不管怎么看，共同体都有共同的价值追求和共同的目标。1991年莱芙和温格在《情景学习：合法的边缘性参与》一书中最早提出了实践共同体的概念，指出共同体的成员一起分享共同关注的问题或对同一话题有兴趣或热情，这些人并不每天在一起工作，但他们因发现了他们之间互动的价值而聚在一起，随着时间的推移，他们在共同话题上通过共同活动、一起参与形成了独特的见解，并形成一个拥有共同的知识、实践和方法的团体。
教育部提出建设教育信息化教学应用实践共同体，目的是将具有共同教育信息化教学志趣的学校、老师聚集起来，打破传统的行政组织架构，一起开展教学研究、教学实践，形成一种较稳定的信息化教学模式，并逐步推广应用，从而提升我国教育信息化整体水平。
（一）共同体的特点
1.目标明确，有共同愿景
本共同体的成立，目标就是在中小学普及人工智能教育，让人工智能课程进课堂，让全体中小学生都能学习人工智能知识，体验人工智能技术，把人工智能精英教育变为大众教育，让所有的学生在人工智能面前一律平等。推广人工智能教育应避免陷入“精英”教育的泥沼，目前社会上一些培训机构为了利益，过分宣传甚至是虚假宣传人工智能教育，把人工智能教育的泡沫吹大，增添了社会、学校、家长的教育焦虑。我们这个共同体保证以学校作为人工智能教育的主渠道。以物联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术飞速发展，加剧了各地经济民生的不平衡，但“信息技术不能落下一个孩子”，在各类学校科普人工智能知识、体验人工智能应用，以及建设智慧校园、智慧教室，利用人工智能提升教学效果、达成教育目标，都能够在很大程度上缓解教育不公平的情况。政府教育部门、师范类高等学校牵头推广中小学人工智能教育，不但站位更高、更公平，而且有助于普及推广，变小众教育为普及教育、变精英教育为普惠教育，避免被企业过于功利化的利益推动，失去教育“初心”。
在共同体成立的启动大会上，11个单位的负责同志共同研究确定了本共同体的目标愿景，即：围绕中小学人工智能教育普及、普适、普惠主题，建立政府-高校-中小学-企业合作的中小学人工智能课程教学推进模式，培养一大批中小学人工智能骨干教师，研究中小学人工智能的课程指南，进一步建立中小学人工智能的课程体系，推动中小学人工智能课程进课堂，确保中小学人工智能课程的开课质量，全面提升中小学生信息素养和适应智能社会的能力。
人工智能普及教育不是要中小学生都变成程序员，而是要重视全面育人，立德、励志、启蒙、育智，要回归教育育人的本质和初心。训练学生的逻辑思维、编程思维、计算思维，让学生在未来面对世界发展不确定性的时候，能有正确的思考和解决问题的思维方式，成为具备较好信息素养的社会主义合格建设者和接班人。
后期共同体成员校在申请加入时，都承诺完全理解并遵守共同体推动人工智能课程“普及、普适、普惠”的理念和价值观，在校内普遍开设人工智能课程，让人工智能教育进课堂，所有学生都能体验到人工智能带来的便利和挑战，在普及推广的前提下，再把学有余力且对人工智能特别感兴趣的学生招进社团，进行提升式培养，不向学生收费。
2.优势互补，边界半开放
共同体不是一个强有力组织，有共同的目标和规范，但不能有过重的行政力量干预和经济利益驱动，教育部教育信息化教学应用实践共同体虽然实行项目式管理，但也不绝只是一个项目、一个课题。为了推动中小学人工智能教育的普及，本共同体吸收了多类成员单位，牵头单位是高等学校，成员单位包括省教育信息化发展中心以及高中、初中、小学等各类学校，后期还吸收了企业，目的是在政府教育部门的主导下，多方联合，发挥各自优势。高校和科研机构承担人工智能教学师资力量培训和人工智能学习平台研发，指导实践共同体的发展方向和内容；中小学校负责人工智能课堂教学、教学案例开发，共享优质教育资源；政府教育部门（含电教馆、教科院）组织师资分享交流、教师教学与学生素质大赛，建立中小学人工智能教育生态圈；企业研发人工智能教育装备，配合人工智能实验室建设和课程资源开发。成员单位具有异质性，即成员单位的经验背景不一，这样有助于成员单位之间的优势互补。同时，各成员校参加的个人成员也各具特色，有学校领导和信息技术老师，也有数学、物理、科学课老师，还有教研人员，在人工智能普及教育的大前提下，各类人员能够发挥各自的主观能动性，从多个侧面推动人工智能教学，比如双师制、人工智能与跨学科融合、教学实践与教学研究结合等。
按照共同体建立的“联席会议制度”和“进入与退出制度”，本共同体受中央电化教育馆、湖北省教育厅的指导与支持，学校等企事业单位本着自愿原则申请加入或退出。湖北第二师范学院、湖北省电化教育馆为固定共同体成员。拟加入的学校、企业在承认且接受本共同体的价值观、建设实施方案及各项相关的规章制度，愿意履行各项义务的前提下，向共同体提出书面申请。在充分酝酿的基础上，由院校长联席会议讨论审核，取得院校长联席会议成员的2/3同意，批准其正式加入。本共同体成员可自愿退出。拟退出的学校、企业向共同体提交书面说明。经院校长联席会议审核同意即可正常退出。对拒不承担共同体责任、拒不履行义务，给本共同体工作造成不良影响和后果的成员，经院校长联席会议过半成员同意，取消其成员资格。也就是说，进入需申请报批，退出自愿。这个共同体就是开放的，而非封闭的。
本共同体最初只有6个成员单位，经过1年的建设，先后3次扩容，现有40个成员单位，在湖北中小学人工智能教育方面已经站住了脚，发挥的先锋带头和示范作用。武汉市汉阳区、东西区湖、东湖新技术开发区等以区域形式加入到共同体中，探索建立共同体的区域性组织，在接受共同体指导的同时，又发挥区域的力量。实现了共同体边界相对模糊，打破原有组织的约束，且可跨边界。武汉是全国首批5个人工智能教育试点城市之一，2018年教育部教育装备研究与发展中心联合北京、武汉、广州、西安、深圳五地教科院（所）共同发起了“中小学人工智能教育项目”，他们秉持“装备课程化、课程活动化”的理念开展中小学人工智能教育实践，推动了人工智能教育在一批中小学校落地。应该看到，中小学人工智能教育搞试点容易，因为有行政力量的推动，还有经费的支持，但中小学人工智能普及教育的道路还很漫长。如果全国的中小学校都等着成为试点学校，等着政府的经费支持，那么中小学人工智能普及教育难以实现。共同体则没有这方面的担忧，它是各成员校、各成员老师的自愿行为，有经费可以建实验室，没有经费可以共享其他单位的实验室，即使没有专门的人工智能实验室也能开设基本的人工智能课程，比如讲人工智能科普知识，体验人工智能产品，参观人工智能实验室或博物馆等等。老师们也可以提前学习人工智能知识，及早进入人工智能领域，宁可让老师等教育装备，也不要让人工智能教育装备等老师。
3.持续活动，解决重难点
人工智能教育不是教育人工智能，也不是人工智能在教育中的应用，而是把人工智能知识、原理作为教学内容的教育，除了信息技术课程中包含有人工智能模块之外，我国中小学阶段的科学课、STEAM教育和创客教育中，也包含内容丰富的人工智能相关的教学内容。国内外中小学基于这些课程对人工智能教育做了积极有益的探索，但距离人工智能普及教育还很远。根据我们的调查研究，中小学人工智能普及教育面临的重点难点问题主要包括以下几个方面：一是学科体系设计问题，人工智能是一门综合性交叉学科，包含内容广泛，至今没有统一的原理或范式，即使在大学也没有形成统一的、独特的课程体系，在中小学阶段，问题尤其突出。有些教育行政部门领导，甚至一些教育专家，将人工智能教育与编程混为一谈，将机器人活动等同于人工智能教育，将信息技术课程、创客活动冠以人工智能教育，有名无实；二是教学方式方法问题，人工智能技术中的典型代表，如模式识别、知识表示、智能搜索、推理与规划、机器学习、深度神经网络等，其核心技术均以“大数据+算法”为标识，但这些算法深奥晦涩，绝不是一朝一夕可以解决的；三是师资问题。师资队伍建设是人工智能课程普及的核心问题。承担人工智能课程教学任务的主体，无疑是中小学信息技术老师，他们在学校日常工作中承担了大量事务性工作和技术服务性工作，教学只是他们的“副业”。业务学习时间精力不够，工作成就感不强，队伍不稳定。而人工智能处在信息科技发展的最前沿，一线教师普遍没有接受过专业培训，需要投入大量时间、精力学习，而相关的学习资源、教学案例又极其匮乏，教师从事相关内容教学困难重重；四是课时问题。信息技术作为一门国家课程，在学校课程体系中都只能算作“副课”，更不要说人工智能课程刚处于起步阶段；五是场地及装备问题。人工智能课程开设，离不开必要的场地和装备，但一间人工智能实验室少则几十万，多则上百万。加上前两年，一些企业夸大宣传，推动一些学校匆忙上马购置了一些并不成熟的技术和装备，结果形成不了课程，堆在仓库，让学校和老师心有余悸。
针对中小学人工智能普及教育遇到的重点难点问题，我们共同体毫不退缩，持续开展各类教研活动，尝试一个个地去解决。在学科体系方面，我们制订了《中小学人工智能课程指南（试用）》，明确了人工智能教育与创客教育、STEAM教育、机器人教育的区别与联系，确定了小初高三个阶段的主要教学目标与衔接内容。小学阶段将人工智能与图形化编程结合起来，以体验为主，初中阶段将人工智能与开源电子结合起来，以创新为主，高中阶段将人工智能与Python编程结合起来，为原理为主。在教学方式方法上，形成一致意见，中小学阶段人工智能教学不能过分强调知识体系的完整性，而应该围绕学科核心素养和人工智能基本原理，以项目式学习为主要形态，把人工智能知识学习与技能培养融入到具体的项目学习中，通过翻转课堂等形式重构教学组织方式。既要避免将大学的教学方式照搬到中小学，各种复杂的公式、生涩的概念满堂硬灌，课堂毫无趣味，学生如听天书，又要避免教学内容只关注应用、体验，完全不涉及人工智能技术的基本原理、思想、方法，课堂热热闹闹，学生收获寥寥。在师资培养方面，我们采用“请进来+走出去”的方式进行培养。一方面积极联系人工智能教育专家，组织中小学人工智能骨干教师培训班。我们联合中国人工智能学会中小学工委会，在湖北武汉举行了全国第二期人工智能骨干教师培训，湖北二师、水果湖一小、华中师大一附中三所学校参与了组织和参观、授课任务。我们在线上线下混合式教师国培计划中，设置了中小学人工智能教育专题，3名教授进行了授课讲解。我们修订湖北二师教育技术学专业人才培养方案，从2017级学生增设图形化编程、开源电子、Python编程、人工智能与教育等课程，第一批学生在共同体学校完成了实习和部分授课。我们开设大学本科课程的同时，线上同步开展《中小学人工智能教育基础》课程，支持鼓励初高中学校参与全球青少年AI图灵计划暨全国中学《人工智能通识》课程共建共享计划，该项目为公益计划免费申请、入选后免费加入。另一方面，共同体成员校支持教师走出湖北，到北京、广州、成都、上海等地观摩学习，树立信心，增长见识。还有的成员校在自身师资不够实现为全体学生开设人工智能课程的情况，采取花钱买服务的形式，外聘部分教师，实现普及全员开课。在课时方面，在当前中小学生负担不断加重的现实情况下，人工智能课程想变成独立的国家课程完全没有可能，只能融入信息技术课、科学课。武汉人工智能试点校提出每学期从信息技术课程中拿出近一半的学时用于人工智能课程是非常不容易的。试点校首先分析信息技术课程教材，认为有一些课教材内容重复或交叉，还有一些课因为没有器材或实验条件无法开展，还有一些课过于简单，只要布置后让学生课外学习即可，不需要在课堂上讲授。还有学校把信息技术课、科学课、校本课拿出来统一设计，把人工智能与多学科融合，采用STEAM形式实现授课。在教学场地和装备方面，我们共同体一方面共享实验室建设方案，鼓励学校建实验室，另一方面开放共享实验室，只要是共同体成员单位，实验室相互开放。另外一点就是，我们尽量减少人工智能课程对装备的依赖，只要具备计算机和网络教室，就能开设基本的人工智能课程。我们自己研发了湖北中小学人工智能教育平台，免费对成员校开放，还联系未来基因课堂作为教学实验平台，无经费支持的成员校也能免费使用。由于我们共同体的公益性质，不受经济利益的驱动，得到了不少学校的信赖和支持，从而能够持续开展活动，团结和带领更多的学校加入到中小学人工智能普及教育事业中来。
4.落实方案，组织机制健全
我们学习2018年教育信息化共同体建设的成功经验，在各级领导和专家的指导下，制定了可行的实施方案，实施方案围绕中小学人工智能课程“普及、普适、普惠”的总体目标，确定了中小学人工智能课程资源建设与成果分享机制、人工智能实验室场地及建设方案共享机制、中小学人工智能骨干教师培养培训机制、人工智能课程教学评价方案、经验总结与典型案例撰写推广等五个方面的建设内容。
实施方案就是我们的行动指南，一经确定，就不轻易更改，后续的工作就是按实施方案当作工作目标，实行目标项目式管理。为落实方案，我们进一步细分工作任务和目标，确定每个目标任务的完成时间和成果标志，共同体牵头单位和成员校各负其职，分工负责。
湖北第二师范学院校内项目组11人，我们进行了分工负责，杨莉院长负总责，贺德富教授总体协调，负责课程资源、课程评价和经验总结，王海军副院长和李剑博士负责人工智能实验室场地建设和方案共享，杨鹤副院长和熊思老师负责指导小学组，刘志明主任和甘胜丰教授负责指导初中组，陈宇副院长和蔡进副教授负责指导高中组。
湖北省教育信息化发展中心既不行政主导，又积极发挥指导作用，指导作用表现在四个方面：一是强调共同体的组织活动方式，靠目标愿景凝聚人心，靠组织机制带领成员校推进工作；二是政策支持，在湖北省范围内大力推进人工智能教育，在各类会议、培训等场合都强调人工智能教育与创客、STEAM教育的联系与区别，鼓励学校、老师开设人工智能课程；三是指导人工智能课程体系建设，组织课程资源共建共享；四是组织骨干教师培训和学生人工智能比赛，以赛代训、以赛促教。
各成员校都制定了自己的目标任务和实施方案，多数成员校都是校长负总责，信息中心、教研组抓落实，出台了一系列支持人工智能课程的政策。对积极参与人工智能教学与课改的教师给予表彰鼓励，包括课时报酬、评优评先、职称晋升激励等。鼓励支持教师参加人工智能培训，为人工智能教师培训提供培训经费，培训时间。落实人工智能课程课时，一些学校从信息技术、综合实践活动等课程中拿出一部分学时，学习人工智能课程，还有一些学校把人工智能教学融合到学科课程中，在学科教学中体验、运用人工智能，既提升学科教学效果，又学到了人工智能知识原理。举办人工智能进校园科普活动，邀请院士教授博士团队进校讲授科普知识，带领学生参观博物馆、展览厅、人工智能教育基地。组织师生参加人工智能比赛、竞赛，实施双师授课认证制度等。
为落实实施方案，我们建立了较完整的组织和机制。建立了决策组、技术组、实施组、专家组、秘书处多方协同的组织架构。聘请张屹、胡小勇、黄芳、雷春等专家作为专家智库成员，指导项目开展。建立起项目协作机制、联席会议制度、进入与退出制度、定期交流推进制度。通过线上培训、进校调研、项目开题、协同实施、中期指导、总结经验。由牵头单位和省教育信息化发展中心派出专家，指导各共同体成员单位在现有课程的基础上，围绕人工智能普及教育的目标，分层次制定人工智能课程标准，分析各成员校现有的校本课程，整理、编写一套相对完整、协调配套的中小学人工智能课程教案、制作多媒体课件，在共同体成员单位内部交流汇课，录制MOOC视频，共同体内人工智能课程按照核心理念一致、课程标准一致、基本教材一致的原则进行课程资源建设。建设完善中小学人工智能教育在线学习平台，开设在线课程，供更多的中小学老师学习。各成员校提交上线自己的人工智能课程内容，牵头单位模块化每堂课/每个主题的教学方案、作业等，在国家教育资源公共服务平台社区和中小学人工智能在线学习平台进行分享。各成员校定期举办分享活动，交流教学和研究体会，分享课程建设方案和资源，共同体成员均可免费参加。
共同体成员的参与动机是共同体实践活动长期开展的关键，成员参与共同体的动机也是理智的、有选择的、有目标的。我们共同体对成员单位的激励就是：抓住中小学人工智能课程教学全国都处于探索阶段的机遇，早开展、早实践，形成成果和经验推广，避免其他学校走弯路。共同体成员单位相互配合，相互站台，各取所需。
（二）组织机制
在中央电化教育馆和湖北省教育厅科技处的支持下，围绕中小学人工智能课程教学应用模式，由湖北第二师范学院牵头，省教育信息化发展中心、武汉市第四十九中学、武汉市第二十中学、武汉市吴家山第三中学、荆门市海慧中学、武汉市楚才中学、湖北省武昌水果湖第一小学、湖北省武昌水果湖第二小学、武汉市武昌三道街小学、汉阳区教育局电化教育中心等成员单位组成。共同体在组织上五个小组：决策组、专家组、技术组、实施组、秘书处。
决策组主要把握共同体发展方向，湖北第二师范学院计算机学院院长杨莉、省教育信息化发展中心主任田明华任组长，成员有教育信息化发展中心副主任雷春、武汉市第四十九中学校长吕向东、武汉市第二十中学校长罗高峰、武汉市吴家山第三中学校长徐静、荆门市海慧中学校长吴兆军、武汉市楚才中学校长郭建斌、湖北省水果湖第一小学校长马新银、湖北省水果湖第二小学校长刘小杰、武汉市武昌三道街小学校长尹慧红、汉阳区电化教育馆谭婷馆长、湖北第二师范学院教授贺德富等。
专家组由教育信息化技术专家组成，聘请华中师范大学教育信息技术学院张屹教授、华南师范大学教育信息技术学院胡小勇教授、华中科技大学教育科学研究院黄芳教授、湖北省教育信息化发展中心副主任雷春组成专家队伍，指导共同体建设。
技术组由省信息化发展中心和湖北第二师范学院技术人员组成，承担共同体建设实践活动所必须的网络、社区、课程平台等技术保障工作。成员有省教育信息化发展中心宗敏副主任、刘华阳部长、姜新华部长、夏辉、周媛、潘静、钟艳芬、陈淼和杨志，汉阳区电化教育馆陈明，以及湖北第二师范学院计算机学院贺德富教授、陈宇副院长、王海军副院长、杨鹤副院长、熊思、甘胜丰、李剑等。
实施组是共同体建设主体，由各成员单位信息中心主任及一线教师担任，各成员单位信息中心主任为该单位组长。为协调统一工作，依托湖北第二师范学院设立秘书处（办公室），各成员单位主管信息化的领导加入。
中小学人工智能课程教学应用实践共同体成员单位名单
序号
单位名称
单位类型
批次
1
湖北第二师范学院
高校
申请单位
2
湖北省教育信息化发展中心（省电教馆）
行政部门
申请单位
3
武汉市第四十九中学
高中
申请单位
4
武汉市第二十中学
高中
申请单位
5
武汉市吴家山第三中学
初中
申请单位
6
湖北省武昌水果湖第一小学
小学
申请单位
7
武汉市汉阳区电教馆
行政部门
第二批
8
武汉市楚才中学
初中
第二批
9
荆门市海慧中学
初中
第二批
10
湖北省武昌水果湖第二小学
小学
第二批
11
武汉市武昌三道街小学
小学
第二批
12
武汉锐雯博格网络科技有限公司
企业
第二批
13
恩施州鹤峰县实验中学
初中
第三批
14
恩施州鹤峰县实验小学
小学
第三批
15
十堰市五堰小学
小学
第三批
16
咸宁市嘉鱼县第一小学
小学
第三批
17
华中师范大学第一附属中学
高中
第四批
18
武汉市吴家山第四中学
高中
第四批
19
武汉睿升学校
中学
第四批
29
武汉市汉口北高级中学
高中
第四批
21
恩施州清江外国语学校
中学
第四批
22
武汉市光谷实验中学
初中
第四批
23
武汉市吴家山第二中学
初中
第四批
24
武汉市金银湖中学
初中
第四批
25
武汉市新沟中学
初中
第四批
26
恩施思源实验学校
初中
第四批
27
武汉市青山区新沟桥小学
小学
第四批
28
恩施市实验小学
小学
第四批
29
武汉市园博园学校
小学
第四批
30
武汉市东西湖区吴家山第四小学
小学
第四批
31
武汉市东西湖区金银潭小学
小学
第四批
32
武汉市东西湖区径河小学
小学
第四批
33
武汉市洪山实验小学
小学
第四批
34
潜江市田家炳实验小学
小学
第四批
35
广水市实验小学
小学
第四批
36
武穴市实验小学
小学
第四批
37
五峰土家族自治县幸福小学
小学
第四批
38
武汉市乐智畅想教育科技有限公司
企业
第四批
39
武汉尹珞蝌蚪教育科技有限公司
企业
第四批
40
精伦电子股份有限公司
企业
第四批
为确保共同体工作有效开展，需要制订一系列共同体运行保障机制，主要包括院校长联席会议机制、秘书处（办公室）协调机制、成员校项目推进机制、专家组智库引领机制、技术保障机制、督导检查机制、课改支持机制、企业参与机制等等。各成员单位要安排一定的人工智能建设经费和维护保障经费，同时联合申报教研项目，积极寻求上级支持，争取多方投入。定期组织专家团队对共同体推进情况进行督导检查，及时修正推进工作方向，保障任务顺利开展，取得预期成效。各成员校要对积极参与人工智能教学与课改的教师给予表彰和鼓励，包括课时报酬激励、评功评奖激励、职称晋升激励等。各企业成员要支持共同体建设，按共同体确定的课程大纲和课程标准，研发适合普及推广的教学器材，以优惠的价格、优质的服务向成员校供应，向更多的潜在的拟加入共同体的学校提供试用产品。
水果湖二小人工智能实验室
1.硬件环境支撑
类别
名称
功能和要求
单位
数量
教学区
通用装备
无线
AP设备
支持教学活动的无线网络、计算等功能，同时支持100路终端接入，可完成移动设备屏幕无线投射至大屏幕（投影仪或一体机）。
台
1
AIOT智能中控系统
1.支持投影机、新风、背景音乐、视频源、灯光、智能家居等AIOT网关集中控制；支持自动控制；
2.具有控制子网络；
3.支持空调、窗帘、灯光等室内设备语音控制，支持教学环境的场景化定制。
套
1
教学
一体机
1.超薄超窄外观，前置按键，前置USB端口，模块化安全设计；
2.流畅触控技术，通过国家EMC环保测试；
3.显示、触控、智能核心、PC一体融合；
4.双系统设计。
台
1
人工智能专用教学装备
教学/助教机器人
1.类人型的机器人组件，无需拼接组装；
2.ABS塑料、硬纸等轻质安全环保材料；
3.包括测距传感器、加速度传感器、陀螺仪、触摸传感器；
4.交互设备：包括摄像头、麦克风、扬声器、显示屏等，可编程控制。
台
30
教学平板（教师端）
操作系统包括安卓系统,存储容量不少于32GB,8核处理器,3GB以上运行内存,32GB存储空间，具有陀螺仪、导航、手写、多点触控、指纹识别、投屏等功能。
台
1
教学平板（学生端）
台
30
基础实践项目教学套件
1.电子组件：包括AI能力开发板、Arduino驱动板、高清摄像头、线性麦克风阵列、各种传感器（>10种）、编码电机、充电电池等；
2.拼接结构组件:丰富多彩、精美耐用的环保塑料拼接结构件；
3.通过国家标准安全认证,通过音视频类产品的3C认证,无委核准SRRC认证，符合国家EMC和ESD标准。
套
26
进阶实践项目教学套件
1.电子组件：包括AI能力开发板、Arduino驱动板、高清摄像头、线性麦克风阵列、各种传感器（>10种）、直流/编码电机、充电电池等；
2.拼接结构组件:丰富多彩、科技时尚的环保铝合金拼接结构件；
3.通过国家标准安规认证,通过音视频类产品的3C认证,无委核准SRRC认证，符合国家EMC和ESD标准。
套
26
AI能力开发板
实现AI能力开发板和开源硬件驱动板、各种传感器控制和编程的工具系统；包括:AI图形化编程，Python编程，电路仿真模拟搭建，语音合成、人脸识别、图像识别、AI训练平台等诸多AI能力。
--
---
AI超算服务器
1.采用X86平台，基于高性能GPU板块，应用于视频编解码、人工智能深度学习、大数据、科学计算等多种场景的快速、稳定、弹性的计算服务；
2. 优秀的服务器空间设计，具有低噪音、低能耗、易维护性的特点，构建稳定的超算工作平台。
台
1
2.软件环境支撑
类别
名称
功能和要求
教学类
教学平板
（教师端）软件
1.教师操控界面：以授课为主，提供人工智能授课系统、自由编程系统、成果管理系统；2.人工智能授课系统：系统化的课程资源体系，支持教师一键获取授课资源； 3. 智能教具操控：自主教具扫描，一键自动连接，AI能力赋能（语音识别、人脸识别等）；4.人工智能自由编程系统：提供图形化、拖拽式及Python编程工具，向智能教具赋能；
5. 丰富的AI技能：支持语音识别、语音合成、语音评测、文字识别、人脸识别、物体识别等；
6.成果管理系统。
教学平板
（学生端）软件
1.学生操控界面：学生以学为主，提供自由编程系统、成果管理系统； 2.人工智能授课系统：系统化的课程资源体系，支持教师一键获取授课资源； 3. 智能教具操控：自主教具扫描，一键自动连接，AI能力赋能（语音识别、人脸识别等）；4.人工智能自由编程系统：提供图形化、拖拽式及Python编程工具，向智能教具赋能；
5. 丰富的AI技能：支持语音识别、语音合成、语音评测、文字识别、人脸识别、物体识别等；
6.成果管理系统。
实验类
感知实验软件
覆盖各学段的感知体验实验，以MG动画视频形式展示人工智能各知识点，内容包括：人工智能发展背景、人工智能核心技术、智能语音、智能图像、自然语言处理。
验证实验软件
覆盖各学段的原理验证实验，以可视化交互形式展示，内容包括：基础理论、智能语音、智能图像、自然语音处理、计算机博弈-强化学习。
探究实验软件
以AI技能应用+开源硬件搭建实现，内容包括：小学（声控台灯、自动投石器、智能门闸、智能交通灯、植物运输车、景区疏导机器人）
智能教具类
教学/助教机器人软件
1.提供丰富的机器人表情界面，分别对应不同机器人状态；2.支持通过WiFi与平板教学软件进行连接，支持师生的自由切换，保证课堂教学的稳定和连续；3.支持接收已关联的平板教学软件上传的编程文件，并能依据编程结果立即执行。
AI算法训练类
AI超算服务器软件
提供师生进行简单人工智能算法模型训练的系统，让学生实践训练/测试数据集的收集、特征提取、模型训练、模型测试等整个人工智能模型训练步骤，打造“超算中心+算法构建+自主训练”的综合解决方案，训练包括：语音、图像、文本、自动驾驶、人机对话等算法应用。
通用设备类
AIOT智能
中控软件
1.通过浏览器Web页面可对声、光、电等各种设备进行集中控制和运行状态管理，并可编程进行自动控制；
2.可通过语音识别算法对空调、窗帘、灯光等室内设备进行语音交互控制。
无线
AP软件
1.支持实现主流的安卓智能设备跨平台投射；2.支持投屏自愈功能，实现因为网络故障导致投屏问题可在网络恢复后自动恢复投屏；3.支持以教室为单元的高密度无线环境快速部署，兼容有线网络、无线网络；4.实现教室内多个用户终端无线接入，实现200K文件在最多可支持60个用户同时批量下载或批量上传不超过3秒，丢包率不超过3%；支持管控教室网络的互联网接入。
武汉市二十中基于人工智能课程教学需求，新建人工智能实验室一间，主要包括人工智能文化展示区（A区域）、人工智能教学实践区（B区域）、人工智能应用体验区（C区域）三个功能分区。通过功能分区合理分配空间结构，营造科技氛围，为学生提供自由、开放、安全的学习及实践平台，为学校打造一个集参观、体验、教学、实践、分享等功能于一体的实体空间。目前除了能够开展有关人工智能的常规教学和体验活动之外，人工智能实验室还可开展特色活动：AI-CAR智能驾驶小车、机器人少年、未来派I号与未来派II号。
武汉市二十中人工智能实验室
2020年汉阳区教育局电教馆新建10所人工智能教室，其中翠微中学、晴川初级中学、墨水湖小学、钟家村小学、弘桥小学使用的是优必选教材；二桥中学、楚才中学、楚才小学、芳草小学、德才小学使用的是东方京师教材。目前，10间人工智能教室全部建设完成，各学校完成了项目验收。此外，还指导未新建人工智能实验室的中小学充分利用现有各类实验室、科技制作室等活动场馆，进行改造完善，配备一定数量的人工智能教育软硬件设施和器材，能基本满足不同学段的学生，开展人工智能体验活动，逐步建设一批具有教学、体验、创新等功能的人工智能教育活动空间，满足学生开展丰富多样的人工智能课程教学应用需要。
汉阳区部分中小学人工智能实验室
湖北第二师范学院根据学科教学科研的需求，兼顾中小学人工智能科普实践的需求，建成了华为云人工智能大数据中心，一方面供本科生学习研究，另一方面面向湖北省中小学生开放，作为湖北省中小学生人工智能实践基地，联合举办中小学生人工智能夏令营、科普周活动，举办科普和创新应用培训竞赛。人工智能大数据中心现有人工智能实验室、实训室、VR/AR体验室、产教融合创客空间、录播室、会议展示室十余间。购置了基于树莓派技术的人工智能小车实训套件、基于STM32技术的智能手环实训套件、基于STM32技术的智能飞行器实训套件、智慧养老实训套件各30套，工业级桌面型机械臂实训套件20套，开源树莓派人形机器人实训套件12套。
湖北第二师范学院人工智能大数据中心
（三）《中小学人工智能课程指南》研讨
中小学人工智能课程的课程性质是什么，课程目标如何定位，课程结构和内容包括哪些，这是共同体必须首要考虑的大问题。在湖北省教育厅科技处和省教育信息化发展中心的指导下，湖北第二师范学院调研了各共同体成员单位现有课程，在此基础上，围绕人工智能普及教育的目标，制定了《中小学人工智能课程指南（征求意见稿）》，再经过共同体成员校讨论、征求专家意见，现已形成试用版。《指南》将中小学人工智能定位为实践性、综合性、发展性课程。中小学人工智能课程旨在培养学生的人工智能意识、技术创新思维、应用实践能力和智能社会责任。
2020年10月13日研讨会
2020年12月26日研讨会
2021年1月13日省信息化发展中心刘华阳部长在研讨会上做指示
经过多次研讨，我们确定了课程的基本理念：一是培养适应未来智能社会的高素质公民。人工智能推动了社会进步，智能社会正在向我们走来。我国基础教育的目标培养社会主义祖国的建设者和接班人，现在学生的素质和质量直接影响我国经济、社会的未来发展。课程标准面对网络和智能化工具不断普及的现实，培养学生对人工智能技术发展的敏感度和适应性，帮助学生了解人工智能基本原理、掌握人工智能常用工具，优化自己的学习和生活，提高服务社会的能力。课程标准引导学生理解人工智能技术应用过程中的人与社会关系、思考人工智能技术为人类社会带来的机遇和挑战、履行个人在智能社会中的责任和义务，帮助学生成长为有效的技术使用者、创新的技术设计者和理性的技术反思者。二是普及普适普惠与学生的个性化发展相融合。中小学人工智能教育应该是普及教育，推进人工智能教育应避免陷入“精英”教育的泥沼。以物联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术飞速发展，加剧了各地经济民生的不平衡，但中小学人工智能教育“不能落下一个孩子”。在各类学校科普人工智能知识、体验人工智能应用，利用人工智能提升教学效果、达成教育目标，能在很大程度上缓解教育不公平的情况。校内开设人工智能课程，人工智能教育进课堂，让学生都体验到人工智能带来的便利和挑战。同时鼓励支持把学有余力的学生招进社团，提升课程内容的广度、深度和问题情境的复杂度，为学科兴趣浓厚、学科专长明显的学生提供挑战性的学习机会。三是选择体现时代性和基础性的课程内容。紧扣人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学的概念，结合人工智能研发的前沿知识与国际人工智能教育的发展趋势，引导学生学习人工智能技术的基础知识与技能，感悟人工智能学科方法与学科思想；结合学生已有的学习经验和将要经历的社会生活，在课程中嵌入与人工智能相关的社会现实问题和情境；结合数据加工、问题解决和信息系统操作的真实过程，发展学生的计算思维和设计思维，增强他们的智能社会责任意识，实现人工智能技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。四是采用实例剖析和项目化教学方式。人工智能课程内容涉及较多数学和逻辑学知识，而以概念为中心辅以范例的传统教学方式难免产生枯燥与乏味。因而从激发学习兴趣角度出发，同时也结合课程性质，可考虑于教学过程中尽可能简化繁琐的数学推导和定理证明，将重点放在解决问题的原理和思路上，并多讲解一些经典有趣的实例，通过实例建立起与知识点清晰的内在联系，既能锻炼学生的逻辑思维能力，亦可促进学习兴趣的提高。项目化教学有助于不同背景和知识基础的学生参与人工智能课程学习，多元化的教学策略可激发学生开放、合作、协商和注重证据的行动意识，运用计算思维形成解决问题的方案，促进基于项目的学习。五是构建基于学科核心素养的评价体系。人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，不仅是未来科技发展的必然趋势，更已上升为国家战略。鉴于人工智能的学科特点，课程教学的目的既是对相关知识的学习和掌握，更重要的是对学生独立思考、创新意识和解决问题能力的锻炼和培养。为此，课程考核与评价宜采用更加多元的考察方式，将学生视为课程教学的主体，以学生为中心建立自主、合作、探究的学习模式。利用多元方式跟踪学生的学习过程，采集学习数据，及时反馈学生的学习状况，改进学习，优化教学，评估学业成就，完善标准化纸笔测试和上机测试相结合的学业评价，针对专业能力较强的学生，可引导其完成案例分析报告或研究性论文。
（四）成员校人工智能课程实践交流活动
在共同体目标愿景和《课程指南》的指引下，2020年下半年起，各成员校普遍开设人工智能课程。根据国家开设人工智能的相关文件精神，共同体经过研究讨论，认为“人工智能课程实施利用综合实践活动课程中信息技术课开展”较为合适，结合中小学信息技术学科衔接状况，我们提出“调整、压缩、合并”部分中小学信息技术课程，“调整、压缩、合并”信息技术课程的原则：一是中小学信息技术教学内容不重复，小学信息技术课程教授过的内容，初中不再重复，直接删去，二是教学中没有实验条件或软件无法支撑的教学内容可以删去，三是经过精准的检测评价之后，根据各校学生的实际情况，对教学内容密度过疏、相对简单或较少的课时内容，可以调整合并压缩，四是教学内容有同质化的，可以进行适当删减。经过调整，成员校认为每学期拿出6节信息技术课时讲授人工智能课程是完全可能的。
湖北省武昌水果湖第一小学结合自身实际情况，将三至六年级信息技术课程划分为信息技术基础和图形化编程学习两大块。信息技术基础课程，根据大纲及地方教材完成信息技术常规课程学习任务，主要涉及实用类的windows画笔、Word、PPT、动画、网络知识等方面的知识内容。在完成常规信息技术课程的同时，在四至六年级开设了围绕以图形化编程基础与应用的学习课程。1.明确课程开设目的。通过图形化编程软件的学习，让学生了解模块化程序；通过游戏化课程设计，培养学生学习兴趣；学生经过对图形化模块编程的学习，积累相关知识，为五、六年级学习开源电子和机器人课程打下坚实基础。2、明确各年级课程任务。本学期开始，信息组叶蓉老师在三、四年级信息技术课程中增设图形化编程基础课程，用小学生易接受的图形化编程模块对学生进行编程启蒙教育；胡祖军老师带领五年级的学生在学好图形化编程的基础上，结合湖北第二师范学院提供的相关教程进行对图形化编程软件的条件语句、简单的变量关系的应用学习。六年级信息技术教师卢炜昌老师着重训练学生逻辑思维、变量语句、场景设置等方面的知识内容。图形化编程教学的普及推广让学生对编程产生了浓厚的学习兴趣。学生通过在课堂上看一看教师演示讲解、同学之间探讨学一学、自己动手做一做、编程高手争当小老师讲一讲等教学环节，培养了他们的逻辑思维能力、抽象思维能力等方面的素养，也为以后的创新课程学习打下了良好的编程基础。
水果湖一小教师讲授人工智能课程
共同体成员单位在水一小开展教学研究实践
湖北省武昌水果湖第二小学AI教研组共有5名教师（董傲文、汤帆、熊勇、王涛、肖晶）来自语文、数学、科学、信息技术等不同学科，是我校多学科融合的大胆创新。从AI教研组成立起，学校多次组织教师进行AI专业培训，围绕人工智能课程体系与教学模式、AI编程实践、人工智能课程设计及实施策略、人工智能教学实践等方面进行学习。（1）课时安排。结合我校的实际情况，安排三、四年级的学生开展人工智能常态化教学，每两周1课时，采用双师授课的模式进行课堂教学。每学期至少完成6课时的教学任务。2020至2021上学期已完成196课时教学工作。（2）课堂管理。人工智能实验室实行规范化管理。各班学生以小组为单位，到实验室后，每个小组（2人）分配1台平板和机器人，每个小组平板只能连接自己小组的机器人。课后由小组长负责将平板和机器人关机并归位。小组内实行分工制：程序设计员、记录员、讲解员等角色并轮流。（3）常态教学。本学期课程内容涉及人工智能科普课、机器人的基础操作与运动、智能语音的部分知识、计算机视觉部分知识、变量与逻辑运算及最后的AI技能综合应用。（4）教学评价。AI学科的学习是以学生感知、实操为主，对学生的评价方式与其他学科相比，应该有所区别。为了科学地对学生进行评价，我们采用了平时学习情况+期末测查的方式，“畅言智AI”是一款可以存储学生学习过程的软件系统，在开学初期，我们为所有学生创建了一个账号，一学期下来，所有的学习内容都可以保存，所以到学期末的时候可以通过平台查看学生的学习情况。
表 水果湖二小人工智能课程简介
主题
课程名称
课时
课程介绍
人工智能基础知识
人工智能科普：迎接人工智能时代
2
1.了解人工智能的概念2.讲解人工智能历史3.介绍人工智能的行业应用
机器学习与深度学习
2
1.了解机器学习和深度学习的概念2.理解机器学习和深度学习的不同3.了解机器学习、深度学习与AI的关系
智能语音
2
1.了解智能语音的概念2.清楚智能语音的应用3.理解智能语音的内部原理
计算机视觉
2
1.了解计算机视觉的概念2.清楚计算机视觉的应用3.理解计算机视觉的内部原理
人工智能专业知识
自然语言处理
2
1.了解自然语言处理的概念2.清楚自然语言处理的应用3.理解自然语言处理的内部原理
计算机博弈
2
1.了解计算机博弈的概念2.清楚计算机博弈的应用3.理解计算机博弈的内部原理
Python与AI环境搭建
2
1.介绍python的相关知识2.以及如何在PC机上安装Python及开发环境pycharm3.库的安装操作
AI分词和词云制作
2
1、了解中文分词的概念、原理、应用2、学习利用库，实现对文本的分词3、学习利用分词后的结果，制作词云
人工智能授课指导训练
人工智能课程体系设计
2
1.了解人工智能课程背景2.了解人工智能课程体系3.理解人工智能课程解读
AI编程挑战及实践
2
1.了解以图像化方式的AI编程2.利用AI编程工具进行挑战和实践
人工智能课程实施策略
2
1.了解人工智能课程的实施策略2.学习人工智能课程的教学重点3.学习人工智能课程的教授技巧
人工智能课程活动指导
2
1.学习AI应用或智能硬件的编程2.了解AI实践活动的方式3.动手进行一节AI实践课
共同体成员单位在水二小调研观摩
水二小组织人工智能课程教研活动
刘小杰校长在中央电教馆人工智能教育实验校（小学阶段）培训会上讲话
武汉市武昌三道街小学根据教育部和国务院对学生核心素养和关键能力培养的要求，学校根据自身师资和学生生源情况，进行了以主题、规划、实践、分享为主线的TOPS课程改革，将小学14门学科分为五大教学领域。其中科学与技术领域涵盖了原来的科学、信息和科技制作课，并融入了前沿人工智能教学内容。我们认为人工智能教育和各学科紧密相连的，因此在自编教材中将多学科知识进行融合，开展各类项目学习活动，让学生在利用信息技术掌握科学知识后，借助多种器材完成发明创作，并到抖音、B站上进行分享。该校科技组5位教师虽然年轻，但各有专长。胡峰老师擅长编程和机器人，叶胜老师擅长3D设计和木工，陈凯老师擅长无人机和模拟飞行，申方虔老师擅长车模和海模，徐莹莹老师擅长版画和激光切割。一开始，为了让每一个学生都有体验各类课程的机会，我们老师进行了换课安排，每个老师开始了走班上课，每一个月交换一次。但我们又发现，很多技术是共通和互补的，因此利用教研活动时间互相学习。现在每位老师基本都能掌握自编教材上的人工智能教育内容。而学生如果需要进一步深入学习，则可以自己拜师，加入社团活动。
三道街小学人工智能课程实践
共同体成员单位在三道街小学调研观摩
武汉市吴家山三中以人工智能空间建设为契机，结合课程开设、师资情况，有计划的建设人工智能相关课程和开发校本课程。2020年下半年以掌控板为核心，物联网及人工智能应用为方向，开发一本相关的校本教材。同时围绕智能硬件、3D打印技术，以半年到一年为周期，不间断开发适合本校的特色校本课程。积极参与武汉市创客直通车活动，鼓励创客教师参与人工智能培训、外出进行展示交流、通过人工智能课程提升自我。积极组织学生参与科创类实践活动、邀请院士专家到校开展科技创新讲座、有针对性的开展、参与人工智能竞赛活动。
吴家山三中开发人工智能校本教材《掌控创造营》
吴家山三中三级课程支撑人工智能教育开展
武汉二十中利用中央电教馆提供的人工智能课程教材，在高中一年级正式开设人工智能选修课教学。与此同时，我们还尝试开展人工智能+STEAM创客活动、人工智能+智慧课堂教学实践，均取得了不错的效果。
共同体项目组到武汉市二十中调研实践
在前期教学实践过程中，通过研讨总结，形成了系列人工智能知识普及课程：
在此基础上，针对高中学生的认知特点，计划逐步开设Python基础编程课，形成系列高中学段的普适课程。在创客活动中融入人工智能开源硬件，积极开展社团培训，培养学生的创新能力，进而形成系列的普惠课程。
经过学校信息技术团队近两年的教学实践，已逐步开发形成了自己的样本课程资源，可分为通识课程（人工智能：打开未来的钥匙）和专题课程（让机器能看会认、让机器能听会说），实现图形化编程与python相结合。通识课程与专题课程资源包含教学设计、学习任务单、教学课件等。
武汉市楚才中学根据自身实际，选择开设与学校特色相适应、与学生年龄身心发展相适合的人工智能教育课程。整合资源，以“编程教育”为核心，以“项目式学习”为形式，开展切实有效的人工智能教育活动。做好本校人工智能教育的普及课程，结合人工智能教育活动特点，将人工智能项目与学科教学有机结合，找准切入点，以学科教学为载体（如：电脑制作、程序设计等项目可以结合信息技术、数学课；剪纸和陶艺创作可以结合美术课；创意智造可以结合科学、综合实践、物理课；）形成多学科共同参与的课程机制。对于不易普及的课程，通过引进改造、自主开发、个性生成等方式，形成特色鲜明的人工智能教育社团课程。
楚才中学人工智能与学科教学有机融合
荆门市海慧中学为了使普惠性人工智能教育真正落地，在七、八年级信息技术课程中，通过优化课程，将信息技术部分内容根据学生实际进行了压缩整合，保证人工智能教育内容占70%的课时，达到每学期12课时以上。每一节人工智能教育课堂教学都是实操课，每两个同学一套硬件器材。在“情景式教学”模式下，教学形式上以任务驱动、探究学习方式为主，强调合作学习。每节课的实操练习分两个层次，一是统一要求完成的任务，二是给部分学得快的同学布置难度大一点任务。
荆门海慧中学人工智能课堂
因各校教学环境和器材都有一定的差别，荆门海慧中学认为普惠性的人工智能的课程应该校本化。建设校本化课程的一般流程为：确定内容——网络搜集——学习提炼——编写课程——实践应用——修改完善。建设校本人工智能课程首先要确定课程内容，就是学什么，要多少课时。我校人工智能教师团队由4名教师组成，从2017年起开始普惠性人工智能教育课程的开发。基本是按照先确定课程规范和内容，再将网络搜集的课程进行学习、提炼，编写出课程，接着课堂应用，最后修改完善的步骤进行的。我校每周召开教研会，给每位老师分配学习和课程设计任务，每节课程都要在教研会上集中展示、交流、修订。我校对实施多年的人工智能课程进行归纳，先后编写出了《Mixly从入门到精通》和《零起步玩转Mind+创客教程》两部教程，均正式出版，虽然是创客教材，但是包括了人脸识别、物联网，可供全国的人工智能教师参考应用。
荆门海慧中学人工智能校本教材
嘉鱼县第一小学为保障“人工智能课程教学应用实践”顺利实施，建立了相应的制度作为实施的保障。课题组成员每人定期上一节“人工智能课程”教学观摩展示课，通过研讨课、示范课等方式带动课题研究的深入，提升课题研究的水平，形成整合课教学模式。课题组成员定期每人至少撰写一篇与课题研究相关的论文。通过课题组集体备课，已经完成人工智能课程之图形化编程一至二级课程教学设计14个课题，同时完成相应课件及授课视频。该校为新加入共同体单位，正在探索人工智能普及开课。
嘉鱼县第一小学人工智能社团课
清江外国语学校是恩施州唯一一所五星级民办学校，教学条件优越，设备齐全，师资雄厚。2019年建成人工智能教育空间，包括智能家居、智慧农场、机器人、激光切割、3D打印等教学设备，实行情景式教学，建立了极具教师个人特色的人工智能教育课程与管理体系。但该校为新加入共同体单位，尚未能实现人工智能普及开课。
图牵头单位指导清江外国语学校开展人工智能教学
武汉市汉阳区教育局电教馆每周一次集中一次学校，与校长、分管副校长、电科主任及相关老师以沙龙的座谈方式为学校的人工智能课程教学应用出谋划策。秉持“服务一线”的工作宗旨，深度调研学校人工智能教室改造和升级，人工智能教育资源建设，人工智能教育课程落实等工作，并针对学校建设与发展中遇到的困难展开研讨，确定具体解决方案与实施建议。一是整合学科课程及活动资源，再造融合式人工智能课程教学应用体系，有效落实人工智能先行课程“市教科院教材”与“优必选教材”普惠学习和经验课程的特色实践。加强人工智能教育与学校现有课程体系的融合，注重编程教育和人工智能的应用，注重与学生生活经验、社会、企业资源的融通，实现跨学科、跨师资等全方位融合创新发展。二是立足信息技术、劳动技术与综合实践、通用技术、科学、科技活动、美术与音乐等课程，树立跨学科教育理念，综合运用机器人、电子积木、物联网、激光雕刻机、3D建模与打印、纸雕机、无人机、Scratch图形化编程软件、Arduino开源硬件等内容，基于项目式、跨学科等学习形式，通过引进和开发，建设学校和区域人工智能课程资源，实现区内人工智能教育资源共享。
汉阳区教育局电教馆人工智能课程
湖北第二师范学院修订教育技术学专业本科生人才培养方案，为中小学培养师资力量，大幅增加人工智能相关课程，包括图形化编程、开源电子、Python编程、人工智能教育基础4门课程。
图形化编程课程教案
开源电子课程教案
Python编程课程资料
中小学人工智能教育基础课程资料
围绕中小学人工智能课程教学目标，湖北第二师范学院开发了三个教学案例，分别是《我能成为明星吗？》《妈妈不用担心报听写了》《爸爸去哪儿？》，教学案例分别涉及到计算机视觉之人脸识别、语音识别与语音合成、自然语言理解之情感分析，分别采用图形化编程平台和Python分别编程实现，示范讲授了人工智能课程在小学阶段与中学阶段的区别与衔接，受到众多教师的好评。
图3个适合中小学的人工智能教学案例
（五）人工智能课程资源征集活动
湖北第二师范学院和其它单位一起，本着共建共享的原则，依托未来基因课堂，开设录制86学时视频课，供中小学校和老师选择使用，视频课目录如下表所示。
表人工智能系列课程教学视频资源
课程名
单元名称
阶段
语言
AI识情-机器学习与情感分析
情感分析的AI基础
高中
Python
基于词典的情感分析
如何获取文本大数据
机器学习与情感分析
情感分析的深度学习
机器学习-人工智能核心算法
机器学习-人工智能核心算法
高中
Python
数据驱动的算法-有监督学习之KNN
决策树与随机森林
Google传奇-PageRank算法
神经网络
机器视觉的大脑-卷积神经网络
python编程基础
初识python
高中、初中
Python
python基础语法简介
python控制语句
列表
元组
字符号
字典
集合
函数
闭包及装饰器
类和对象
python类的三大特性
异常处理
文件操作
测试题
中学Python程序设计基础课程
初识python
高中、初中
Python
海龟绘图
python计算器
猜数字
程序设计的三种结构
python中的列表和字典
函数
递归
面向对象编程-2课时
数据分析-词频统计项目的实现
数据可视化
制作计时器-2课时
制作一个随机点名器-2课时
课堂练习与测验
高中人工智能初步
人工智能概述
高中
Python
机器学习概述
机器学习基础算法-线性回归
有监督学习-K近邻算法
无监督学习-K均值算法
深度学习基础-人工神经网络
计算机视觉概述及图像处理基础
计算机视觉的大脑-卷积神经网络
计算机视觉项目实践-手写数字识别
用pygame模块开发碰撞类小游戏
游戏窗口和状态切换
高中
Python
绘制文本
绘制图像
事件处理
实现计分功能
升级版游戏
Scratch趣味编程
Scratch编程基础
小学
Scratch
Scratch案例教学-故事大王
Scratch案例教学-数字游戏
Scratch案例教学-炫彩画笔
Scratch案例教学-趣味抽奖
Scratch案例教学-音乐创作
Scratch案例教学-跑酷游戏
Scratch案例教学-打地鼠
Scratch案例教学-飞机大战
自然语言处理与情感分析
情感分析-有温度的AI
高中
Python
基于机器学习的情感分析
基于深度学习的情感分析
情感分析实战（上）大数据篇
情感分析实战（下）玩转电影评论
Scratch趣味编程设计初级
初识Scratch
小学
Scratch
走进Scratch世界
有趣的迷宫
神奇的画笔
趣味数学
你来问，我来答
开启故事旅程
音乐与艺术
课下自主创作
2020年10月，共同体商请湖北省信息化发展中心（省电教馆）联合组织“2020年度中小学人工智能教学资源公开征集活动”。
本次活动的主题围绕新时代中小学人工智能普及教育背景，全面贯彻党在新时代的教育方针，建立中小学人工智能教育的课程体系、结构和内容。
本次课程资源征集活动限定主题，分四个层次：
小学阶段课程资源主题为“人工智能与图形化编程”，以小学生可以理解的思维方式科普人工智能知识，讲授利用图形化编程软件搭建简单的人工智能系统。图形化编程软件自选，知识与能力要求与《青少年编程能力等级第1部分：图形化编程》相对应，课程内容适用于三年级以下、四年级、五年级以上。
初中阶段课程资源主题为“人工智能与开源硬件”，立足于普通初中生具有知识与能力，讲授掌控板、Micro:bit、Arduino、树莓派等开源硬件。利用开源硬件或机器人组件讲授人工智能原理，体现机器学习和智能生成的原理，搭建中等复杂的人工智能系统，利用人工智能技术解决生活中实际问题。课程内容适用于七年级、八年级；
高中阶段课程资源主题为“人工智能初步与Python编程”，立足于高中生信息技术学业水平考试和个性化发展需要，利用Python语言讲授典型人工智能算法的实现过程，通过搭建简单的人工智能应用模块，亲历设计与实现简单智能和系统的基本过程与方法。知识与能力要求与《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》相对应。课程内容适用于高中一年级、高中二年级；
人工智能师资培训课程资源主题为“人工智能+教育”，内容包括人工智能导论、机器学习、人工智能系统搭建、人工智能教育应用、人工智能与学科融合以及与人工智能相关的STEAM教育、创客教育、机器人教育等。内容适合小学教师、初中教师、高中教师。
本次课程资源征集分两类：一是教学视频，二是教案和课件。
（1）教学视频。教学视频可以是单个章节的教学视频，也可以是某一专题的系列教学视频，视频具体要求如下：①基本要求：每节课视频时长以45分钟为宜；视频文件格式：MP4、FLV；分辨率：最大支持4096x4096120fps；视频码率：建议20000kbps（H264/AVC编码）；音频编码器：AAC；音频通道：双通道；音频码流：最大支持320kbps（AAC编码）；文件大小不超过1GB。②现场录制或网络课程录制均可：如是现场录制，录制场地应尽可能光线充足，环境安静整洁，避免在镜头中出现与课程无关的内容；如是网络课程录制，教师本人需出镜。③教学视频应附800字以内的课程设计说明（见附件1），介绍课程的设计思路、教学目的、重点难点和授课方式。
（2）教案和课件。教案和课件必须是多个文件构成的某一年级或某一专题的系列课程资源，教案和课件应配套。①教案格式规范参考附件2。②课件应美观大方，原则上应使用PowerPoint制作，不使用PowerPoint制作的，应能脱离制作环境自动播放。
本次征集共收到57所学校提交的324节课的教学资源，其中7所高中、10所初中、39所小学、1所高校，教学视频、课件、教案资源达46.6GB。
2020年12月1日，评审组7名专家按标准对324项教学资源进行了评审。武汉市光谷第二高级中学何珍珍等提交的12项教学资源达到一等奖标准，湖北省武昌实验中学彭景等提交的28项教学资源达到二等奖标准，恩施州清江外国语学校周彬等提交的37项教学资源达到三等奖标准。
本次征集到的课程资源，获奖作品均可在“湖北省中小学人工智能教育平台”观看，包括教案、课件、授课视频等。平台由共同体牵头单位湖北第二师范学院创建，搭建最新动态、在线编程、产品套件、教学示范、作品分享、赛事、互动交流7个模块。网址：aijy.hue.edu.cn
图湖北省中小学人工智能教育平台
（六）人工智能师资培训活动
湖北第二师范学院除了在自己学校教育技术学专业开设人工智能相关课程外，还积极为湖北省培养中小学人工智能骨干教师。2019年7月，承办了中国人工智能学会举办的第二届全国人工智能骨干教师培训班（武汉），贺德富教授给培训班授课，讲授《人工智能初步项目实践》，武汉市20中教师沈旭东参加培训后，迅速开设《人工智能初步》选修课程。
图 第二届全国人工智能骨干教师培训班（武汉）
2020年9月，贺德富教授线上线下同步开设《人工智能基础之Python程序设计》，为本校教育技术学师范生学生讲授程序设计，湖北省26所中小学校的人工智能教师参加了线上培训，参训教师100多人。
图 线上线下同步开设《人工智能基础之Python程序设计》
2020年11月杨莉教授22日在对107个学校开展的国培计划中作了《中小学人工智能普及教育的思考与行动》的报告；贺德富教授作了《中小学人工智能普及教育》的报告。杜涛老师根据共同体安排，8月29日线上做《从创客到人工智能》的公开课。
杨莉教授做学术报告
杜涛教师分享《从创客走向AI》
2021年3-4月，湖北第二师范学院贺德富教授线上线下同步开设《中小学人工智能教育基础》课程，线下教育技术学专业学生29人，共同体学校全体老师参加线上学习。课程共32学时，分8周讲完，全周4课时。
图 线上线下同步开设《中小学人工智能教育基础》
课程主要讲授人工智能基础知识、基本原理和核心算法，包括知识表示与知识图谱、逻辑与推理、搜索策略、智能计算、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人以及回归分析、K近邻、决策树、启发式搜索、朴素贝叶斯、支持向量机、人工神经网络、Kmeans聚类等算法思想，并搭建了实验环境，完成了实验原理理解项目。课程利用未来基因课程进行，录播视频可供回放学习。
图 《中小学人工智能教育基础》录播
湖北武昌水果湖二小2019年7月学校成立了AI教研组，邀请人工智能专家团队进校培训，围绕人工智能课程体系与教学模式、AI编程实践、人工智能课程设计及实施策略、人工智能教学实践等方面进行学习。通过培训老师们体验了人工智能课堂，学习了人工智能应用课程。为接下来的常态化教学工作做好准备。2020年6月，为了拓展在开源拼装套件产品应用上的能力，同步开展了未来派产品的应用培训，从基础的零件拼搭，传感器应用，到深入的作品设计与程序开发都做了深入的学习与交流。
图人工智能应用培训计划
图教师人工智能应用培训
汉阳区教育局电教馆依托学科教师队伍，通过市、区、校三级培训工作，选取和培养一批有潜力、有兴趣、创新意识强、技术能力好、综合素质高的优秀教师，按照学校推荐的原则，从不同学段、不同学科评选优秀教师组建汉阳创新教育研究室，定期开展人工智能教育研讨交流活动。一是引导学校通过区级全面调动，组成项目式、学科式合作指导小组，借助人工智能导师个人空间，组建人工智能导师网络活动社区。破解人工智能教育师资不足和知识面狭隘的短板，拓展人工智能在学科知识教育中的应用广度和深度，有效提升人工智能课程教育质量水平。二是积极推进“人工智能”国家战略与创客教育的融合。从“人工智能”普及教育、实践体验与创新应用等三个层面，积极推进“人工智能”新技术与教育深度融合和发展，创新人才培养新模式，培养适应未来社会需要的创新型人才。汉阳区教育局电教馆于2020年暑期启动以“人工智能课程”为主题的创新教育培训项目中小学校领导及骨干教师培训活动，针对疫情期间不适合集中现场培训的情况，采取线上的形式举办，特聘专家、名师、嘉宾组建培训团队，以课程、专题和项目为内容单元，组织线上讲座、学习、答疑和分享，以普及和提升汉阳区教师关于人工智能、创客和STEAM等创新教育的理论知识和教学水平，明确汉阳区中小学创新教育的发展方向，促进创新教育培训项目的落实。本次线上研习培训活动共分专家讲坛、课程学习、名师交流三大环节和阶段。
图汉阳区教育局电教馆组织人工智能课程线上研习活动
华中师范大学张屹教授授课
为巩固人工智能教育建设成果，促进人工智能课程落实，2021年3月汉阳区教育局电教馆和科技站将开展面向学校CIO及骨干教师“人工智能教学课程”主题培训活动。培训活动共分专家讲坛、课程学习、实操培训三大环节。特聘专家、名师、嘉宾组建培训团队，以专题、案例和实操为内容单元，组织讲座、学习、答疑和分享，普及人工智能、创客和STEAM等创新教育理论知识，提升教育教学能力，明确汉阳区中小学创新教育发展方向，打造“科技学苑”创新教育系列培训品牌。
各成员校积极支持教师参加人工智能相关培训。武汉市楚才中学找准人工智能项目与学科教学有机整合切入点，遴选一批创新意识强、综合素质高、技术能力好的优秀教师组建人工智能骨干教师队伍，以团队的形式指导开展人工智能教学。鼓励有兴趣特长、爱好人工智能教育的教师充实到人工智能教师队伍。同时面向社会购买专业服务，吸纳高科技产业和高校优秀科研人员到学校培训和授课；通过开展多渠道、多形式、多层次培训，以及外出考察、人工智能教学实践等形式，不断加强人工智能教育团队建设，帮助教师提升理论认识与实践技能，切实承担起学校人工智能教育相关工作。积极搭建多种平台，为教师提供展示与交流的机会。武汉市二十中信息中心沈旭东主任和江新民老师参加了湖北省中小学电脑制作活动骨干教师线上培训班的学习与实践，江新民老师获未来基因课堂2020年度优学人物，共参与100学时人工智能课程学习。三道街小学胡峰老师在2020年9月到10月间参加了由中国青少年辅导员协会组织的人工智能教育教师网上交流活动的学习，并带领学生参赛，获评2020年青少年虚拟机器人在线体验活动优秀教练员。
四、共同体项目的应用成果和效果
（一）形成《中小学人工智能课程指南》
中小学人工智能课程旨在培养学生的人工智能意识、技术创新思维、应用实践能力和智能社会责任。课程通过提供技术多样、资源丰富、融合发展的智能化环境，帮助学生从整体上较全面和清晰地认识人工智能，掌握人工智能的基本概念、基本原理和基本方法，了解人工智能研究与应用的新进展和新方向，认识人工智能在人类生产和生活中的重要价值，开阔学生知识视野，培养学生积极思考、严谨创新的科学态度和解决实际问题的能力，全面提升中小学生信息素养和适应智能社会的能力。
中小学人工智能课程的教学内容可分四个层面，即人工智能常识、人工智能技术、人工智能系统、态度价值观。教学内容在小学、初中、高中三个阶段呈现梯度加深，如对人工智能的认识方面，小学阶段学生能够理解人工智能就是让机器去完成以前只有人才能够完成的智能工作，初中则要理解人工智能就是与人类行为相似的计算机程序，高中则要认识到人工智能是会学习的计算机程序，能根据对环境的感知，做出合理的行动，并获得最大收益。也就是，教学内容随着学生认知水平和知识能力的提高而逐步加深，对于人工智能技术和系统的了解与学习也是逐步提高的，这样才能形成与其相适应的伦理道德价值观。
由于人工智能技术的综合性、复杂性和交叉性，中小学阶段人工智能教学不能过分强调知识体系的完整性，而应该围绕信息技术学科核心素养和人工智能基本原理，以项目式学习为主要形态，把人工智能知识学习与技能培养融入到具体的项目学习中，通过翻转课堂等形式重构教学组织方式。
教育的本质是为了促进人的全面发展，促进学生的全面发展是现代教育评价应有的价值取向。在评价过程中，应尊重学生的水平差异和个体差异，要创造条件让学生甚至家长主动参与到评价中，增强学生自主评价的积极性。要以多样化的评价促进学生学科核心素养的提升，不能简单地以分数或等级来评估学生，要多采用表现性评价语言，注重学生在不同起点上的提高，而不仅仅是看重他们是否都达到了某一共同标准。
人工智能课程评价活动要根据评价的目的、要求、对象等进行设计，针对不同的评价目的，应该设计不同的评价情境。学业水平考试这类总结性评价，可采用纸笔测试、上机测试相结合的形式；一般过程性评价可通过课堂观察、学习行为分析、作品评价、档案袋资料采集等方式，从知识、能力、情感等方面全面衡量学生的学习状况，也可以作为学业评价的依据。
人工智能课程评价应尽快纳入到信息技术学业评价中，小、初、高三个阶段分别规定的基本教学内容与学业要求。学业水平评价要从多个维度设计合理的评价活动。情境要来源于学生的学习和生活，要从问题解决的过程与方法层面设计评价方案。
人工智能课程考核面向全体中小学学生，是对小、初、高各阶段学生人工智能基础知识和基本技能掌握情况的水平考核。课程考核应重视对学生知识、技能和问题解决能力的考查，注重理论联系实际，注重人工智能和社会、经济发展的联系，注重人工智能知识和技能在生产、学习、生活等方面的广泛应用，激发学生学习人工智能的兴趣，促进学科核心素养目标的达成。
课程考核建议应创设多种评价方式，如纸笔测试、上机测试、过程性评价等各占一定的比例，多途径采集学生准确的学习信息。建议纸笔测试占40%、上机测试占40%、过程性评价占20%。
中小学人工智能教材的编写，要以社会主义核心价值观为导向，贯彻立德树人的根本任务；要注重人工智能课程特色和学生认知规律，培养学科核心素养，为课程的顺利实施提供保证。
（二）形成7份人工智能课程教学应用实践案例
1.武汉市第二十中学：人工智能课程在高中学段普及教学的探索
2.荆门市海慧中学：低成本人工智能教育实践
3.武汉市汉阳区教育局电教馆：区域推进人工智能课程教学与应用实践的几点探索
4.湖北省水果湖第一小学：普及人工智能教育，为素质教育赋能
5.湖北省水果湖第二小学：基于普及、普惠式教学的小学人工智能课程探索与实践
6.武汉市武昌三道街小学：大力开展人工智能活动 全面提升学生信息素养
7.武汉市第四十九中学：人工智能特色课程实践案例
（三）课程教学效果好，学生素养有提高
湖北省武昌水果湖第一小学一直以来积极支持人工智能与创客教育，通过人工智能实验室开设开源电子编程课程，培养孩子们的信息素养、创新意识和创造思维能力，有效激发了孩子们的创造兴趣。2020年初，突如其来的新冠疫情打乱了人们的正常生活。专家表示，新冠病毒在封闭环境中存在气溶胶传播的可能，这种情况下，校园病毒防疫就变得更加严峻和必要了。能否让教室实现智能杀毒灭菌？湖北省武昌水果湖第一小学五（7）班的江晨语、章子然、赵印天三位同学动起了脑筋。在辅导员严洁老师的带领下，三位学生进行了深入的思考和讨论，在他们的共同努力下，一项让教室进行智能杀毒灭菌的科技小发明，获得了相关实用新型专利授权。有了初步的想法后，三位同学通过查阅相关资料，发现紫外线能够有效杀死新冠病毒。但后续学习研究，使他们了解到紫外灯对人体存在危害，如果有同学不小心闯入开着紫外灯的教室，该怎么办呢？受到楼道自动感应灯的启发，他们提出了一个大胆的想法：采用红外传感器，在有人进入教室时自动关掉紫外灯，无人时自动打开紫外灯。通过讨论和实验，他们还想到采用报警器的方式，提醒不小心闯入开着紫外灯教室的学生。
孩子们正在进行技术方案讨论
孩子们正在进行实验验证
发明项目从2020年5月启动，经过团队长时间的讨论、调研、试验，终于设计出了一个比较完善的方案。三位同学在父母的帮助下，购买了报警器、紫外灯管、电源开关、红外传感器等材料，还借助3D打印机制作好底座，成功拼装了紫外灯杀毒装置雏形。经过申报，孩子们获得了“门面式紫外线安全杀毒装置”等2个实用新型专利。
2项实用新型专利
武汉市第二十中学通过人工智能课程普及提升学生信息素养，然后从中选择优秀学生，通过社团进行培养。沈旭东老师带领罗虎、邹奕帆两位高一学生设计的“智能环保机器人”获第十七届全国中小学信息技术创新与实践大赛（简称NOC大赛）全国一等奖并斩获恩欧希创新大奖。2020年4月组织学生参加第十六届宋庆龄少年儿童发明奖湖北省选拔赛，选送的两个项目均获得三等奖，学校获优秀组织奖。
武汉市楚才中学钱浩等老师引导学生学以致用，指导学生从系统需求出发，经过设计、试用、反馈、修改完善、评价等过程，完成了人工智能APP程序开发，能够提高学生英语单词听写能力。该程序针对在校学生及家长，和该学科老师，成果可以随时灵活使用，周期性长。在智能手机上进行应用，方便实用。在目前智能手机普及的条件下，很容易进行推广。成本低廉，该小程序操作简单，易于上手，学生、家长、老师都能在短时间内掌握，开发周期短，易于维护和升级。可以针对所有需要进行英语听写背诵的学生。也易于老师每天按进度和学生的情况布置作业。
北京高级工程师陈明给出意见和评价
学生家长试用后评价
武汉市第四十九中学以科技引领、人文立校，致力于创新教学方法、变革教学模式、树立科创特色，基于技术意识、创新设计、工程思维、图样表达、物化能力五方面的素养培养学生,在高校专家的指导下，着重培养学生科技创新和实践能力。同时大胆实践探索，建立了科技型和创新型师资梯队，对接新高考，并在高考中取得了丰硕的成果。彭睿同学参加全国RoboMaster2019高中生机器人大赛中，表现突出，荣获亚军，已经两次入选全球RoboMaster大赛冬令营和夏令营，被美国弗吉尼亚理工全额奖学金录取。毛俊琪同学是科技创新社团北斗无人车项目软件负责人，2020高考总分664，目前就读华中科技大学计算机学院。
该校高一五班金珈羽同学参加全国青少年科技创新大赛（湖北赛区选拔赛）获得湖北省一等奖，并获得湖北省高中生国赛资格之一，同时获得赴英国、德国参加国际科学夏令营资格。
基于武汉四十九中在人工智能基础教育方面取得的活动成果，该校被中国科协授予“全国青少年人工智能活动特色单位”。学校目前与华中科技大学、武汉大学、哈尔滨工业大学、武汉理工大学等985、211重点高校建立合作关系，学校科技创新社团学生可以随时进入以上大学相关重点实验室参观、学习、并开展科技实践。
荆门市海慧中学经过多年的普惠性人工智能教育实践，学生信息素养和创新意识明显提升，多次在省、市相关活动中进行了现场展示交流，并在活动中表现突出。连续三年我校都有学生代表湖北省参加全国中小学电脑制作活动创意智造和人工智能项目现场、在线竞赛交流活动（全省每年只有4个名额），每年都获国家级大奖。我校的普惠性人工智能教育引起了省、市教育部门的关注，省、市创客和人工智能教师培训班多次在我校举办，来校交流考察的学校络绎不绝，普惠性创客和人工智能教育俨然成了我校一张靓丽的名片。
2020年在全国活动中展示的制作、展示的作品
2020年在全省活动中获一等奖，取得参与全国活动资格的作品
线上参与省人工智能交流活动
武昌区三道街小学为提高学生的信息素养，培养孩子们的科学精神，积极组织了武汉市科普征文活动和专家院士进校园活动。2020年10月参加了由湖北省电教馆开展的电脑制作大赛和武汉市教科院开展的NOC创新实践大赛，共有11支队伍15名同学参加。叶胜老师辅导的3D打印作品《智能宫灯》被评为省一等奖，并送往全国NOC创新实践大赛参加总决赛。胡峰、申方虔组织48名学生参加了由中国科协青少年科技中心开展的2020全国虚拟机器人在线体验活动。根据公示名单，杨力豪和邓志轩同学获编程大师称号(全国一等奖)，另有6名同学获得编程达人和高手称号(全国二、三等奖)。两位辅导老师均获全国优秀教练员称号。
三道街小学学生参加湖北省电脑制作大赛和武汉市NOC创新实践大赛
三道街小学组织学生参加虚拟机器人在线体验活动
（四）建成中小学人工智能教育社区，辐射推广情况好
依托国家教育资源公共服务平台（https://n.eduyun.cn/）创建“中小学人工智能教育社区”，本社区的核心目标：普及人工智能教育，普惠全国中小学教师和学生。核心价值观：建立政府-高校-学校-企业合作的中小学人工智能课程教学推进模式，培养一大批中小学人工智能骨干教师，促进中小学校人工智能课程进课堂，明显提升中小学人工智能课程开课率和开课效果。共同体项目申请时，只有4个成员校，现在已经有36个成员校，而且武汉市作为首批国家人工智能教育试点城市，已经有100所学校进行人工智能进课程试点，恩施、咸宁、十堰、随州、潜江还有众多学校走在人工智能教育的道路上，希望加入共同体，分享共同体的成果，还有一些学校在人工智能教育的道路上观望，既想积极推动，又担心师资问题、教室问题、经费问题。我们也把教育部、中央电化教育馆建立共同体的初衷向他们介绍，共同体项目结题，不代表共同体结束，而是代表共同体形成了初步的成果，人工智能普及普适普惠教育还有很远的要走。
为更好地组织教研活动，我们又将共同体划分为三个小组，即高中组、初中组、小学组。牵头单位统一组织相对大型的活动，如涉及共同体的发展方向、涉及小初高教学衔接的内容，以及需要全体成员单位参加的活动由牵头单位组织。只涉及部分成员单位的教研活动，如各学段研讨授课内容、研讨授课形式、组织教学示范等活动，不需要全体成员单位都参加，这时由成员单位提出，牵头单位和相关成员单位派人参加，即共同体组织下的分组研讨。同时，为探索人工智能教学区域推进策略，我们吸收了武汉市汉阳区教育局电化教育馆，探索在汉阳区23所中小学整体推进。经过理论研究和实践探索，我们认为，区域推动策略效果明显，一是容易形成比学赶帮的氛围，区域推动影响大，学校与学校、老师与老师积极推动，齐头并进；二是容易形成相对统一的教学内容和应用模式，教学设计和案例协同开发，通过磨课形成的案例质量更高，更容易被老师们接受，避免各自强调特色造成的案例无法推广。
本共同体将长期发挥“中小学人工智能普及教育”示范、引领、推广作用，继续联合更多的学校普及人工智能课程教育，继续开发人工智能课程教材和相关教育资源，继续兴办人工智能骨干教师培训培养活动，继续组织人工智能科普教育实践活动。
人工智能特色课程实践案例
一、 案例背景
教育部办公厅印发的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》，明确提出坚持“育人为本、融合创新、系统推进、引领发展”的基本原则，深入落实《教育信息化“十三五”规划》和《教育信息化2.0行动计划》，积极推进“互联网+教育”，以教育信息化支撑和引领教育现代化。2020年8月，湖北省人民政府关于引发《湖北省新一代人工智能发展总体规划（2020—2030年）》的通知，积极推进基于教育大数据的智能产品与服务在教育教学、教育管理、教育评价等方面的全流程应用，推动教育模式变革和生态重构。推加快建设在线智能教室、智能实验室等智能学习空间。推进基于人工智能的精准化教学和个性化学习，推动智能教学助手和智能学伴应用，提高教与学的效率。开展智慧教育示范区创建和智能教育试点示范学校建设，支持武汉市建设国家智慧教育示范区。
在当前科技创新教育提质增速的背景下，虽然“人工智能”(AI)已经成为一个几乎人人皆知的概念，但对人工智能的定义还没有达成普遍共识，机器不一定需要像人一样思考才能获得智能，重点是让机器能够解决人脑所能解决的问题。
从人工智能在疫战的应用案例中，让学校了解算法在人工智能中的重要作用，明晰和强化了正确的科技素养价值理念，转变教育视角，形成新课改科技创新、创意教育的价值共识。
二、 案例方案
武汉市第四十九中学在校长吕向东“努力成就最好的自己”办学思想指导下，将培养学生的科技创新精神作为学校的主要教育方向。在智慧校园软硬件技术的支持下，学校成立了科技社团，按照学生兴趣和水平进行分组，现有软件编程、人工智能等项目供学生学习与实践。
我校以科技引领、人文立校，致力于创新教学方法、变革教学模式、树立科创特色，基于技术意识、创新设计、工程思维、图样表达、物化能力五方面的素养培养学生,在高校专家的指导下，着重培养学生科技创新和实践能力。同时大胆实践探索，建立了科技型和创新型师资梯队，对接新高考，并在高考中取得了丰硕的成果。
毛俊琪同学科技创新社团北斗无人车项目软件负责人，2020高考总分664，目前就读华中科技大学计算机学院
科技创新社团学生周紫鑫：偶尔的跌倒，阻止不了前进的执着；片刻的欢愉，加速更远的奔跑！
2019年我校科技创新社团Robomaster机器人项目彭睿同学通过机器人比赛成绩被美国弗吉尼亚理工全额奖学金录取，2020年我校科技创新社团北斗无人车项目嵌软负责人毛俊琪同学高考664分被华中科技大学计算机学院录取。
学校通过在课堂中介绍人工智能技术配合编程教学、算法实践等教学方式，让学生体验使用算法解决问题流程，增强学生利用信息技术解决实际问题的能力，激发学生学习兴趣。
三、 案例课程标准
学生能描述人工智能的基本特征，会利用开源人工智能应用框架，搭建简单智能系统（计算思维）。了解人工智能的新进展、新应用（如机器学习、自动翻译、人脸识别、自动驾驶等），并能适当运用在学习和生活中（数字化学习与创新）。了解人工智能的发展历程，能客观认识智能技术对社会生活的影响（信息意识、信息社会责任）。
四、 案例目标
本案例旨在全面提升全体高中学生的信息素养。通过提供技术多样、资源丰富的数字化环境，帮助学生掌握数据、算法、信息系统、信息社会等学科大概念，了解信息系统的基本原理，认识信息系统在人类生产与生活中的重要价值，学会运用计算思维识别与分析问题，抽象、建模与设计系统性解决方案，理解信息社会特征，自觉遵循信息社会规范，在数字化学习与创新过程中形成对人与世界的多元理解力，负责、有效地参与到社会共同体中，成为数字化时代的合格中国公民。
五、 案例成果
我校2017年成为腾讯智慧校园全国示范校、武汉市创客教育联盟示范校之一，2018年成为教育部卫星导航联合研究中心指导项目《“智汇北斗”科普教育应用与实践》首批课题实验学校，2018年，我校被授予“湖北省知识产权教育试点学校”2019年被授予“全国青少年人工智能活动特色单位”，2020年我校被评为“全国航天特色学校”，被武汉市教育局、科技局评为“武汉市科普特色学校”。
新建人工智能实验室
我校拟抓住此次武汉市建设国家智慧教育示范区东风，进一步加强我校人工智能教育和智慧教室的建设工作，全力推进科创教育发展，推动形成全社会重视的科创育人环境，让每个孩子都具有科学思维和创新能力，让有天赋的孩子能享受极智的人工智能盛宴，让区内的教育工作者逐渐具备科创教育能力，让未来的智造者脱颖而出。培养热爱人工智能教育的教育者，热爱人工智能探索创新的学生，从而构建一体化的科创教育生态圈。力争将我校打造成为全省乃至全国具有智慧教育示范学校，成为武汉市的兄弟学校的标杆。
彭睿获Robomaster亚军&江明奕同学获评青山区科创达人
刘明刚老师获邀参加各项活动
我校配有有专门的人工智能师资支持，分别来自各大学科的高级、中级教师参与其中，开设了《Robomaster机器人》、《3D打印》、《创客教育》等课程，带领学校参加各项培训和竞赛，多次获奖。
刘明刚老师、王涛老师带队参加人工智能研学
刘明刚老师指导学生设计无人车
郑华强老师在3D实验室指导学生3D建模
陆航老师展示编程无人机