关于印发《温州市中小学推进人工智能教育实施方案》的通知
各县(市、区)教育局(社会事业局)、瓯江口产业集聚区社会事务综合服务局、浙南产业集聚区文教体局,市局直属各学校(单位):
现将《温州市中小学推进人工智能教育实施方案》印发给你们,请认真贯彻落实。
温州市教育局
2022年2月28日
温州市中小学推进人工智能教育实施方案
为全面贯彻落实《中国教育现代化2035》《新一代人工智能发展规划》《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》等精神和《温州市创建国家“智慧教育示范区”实施方案》有关部署,推进温州市中小学新一代人工智能教育体系建设和创新人才培养,结合温州“未来教育”和创客教育发展实际,特制定本行动计划。
一、总体要求
(一)指导思想
全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,落实新时代推进教育现代化、建设教育强国战略部署,以推进人工智能教育课程普及为核心,以培养创新人才为根本,加快构建温州人工智能领域人才培养体系和科技创新体系,推进人工智能与教育相互赋能、深度融合,促进教育高质量发展,推动育人模式变革,大力推进未来创新人才培养,打造温州教育高地、打响“学在温州”品牌。强化基础教育阶段数字人才支撑,助推温州“千年商港、幸福温州”城市高质量发展。
(二)基本原则
坚持育人为本。全面落实立德树人根本任务,推进人工智能发展的工具性与价值性融合,以人工智能引领构建以生为本的创新教育生态,满足面向未来的人才培养需求。
坚持协同开放。深化体制机制创新,推动基础教育与高校、科研院所、人工智能企业的协同合作,创新产学研合作的模式和机制,扩展人工智能与教育融合的广度与深度。
坚持系统推进。以温州创客教育“五个一”工程实施完成及全国“青少年创客教育生态区域”成效为基础,加强新时期创客教育迭代升级顶层设计,系统推进人工智能教育生态建设。
坚持引领发展。充分发挥温州创客教育人才和资源汇聚的优势,按照统筹规划、试点先行、特色发展总体思路,加快人工智能在教育领域的创新应用,加强人工智能教育研究,引领人工智能与教育融合发展的理论创新、技术突破与应用示范。
二、主要目标
准确把握人工智能时代的教育发展方向,持续推动温州创客教育迭代升级发展,打造区域普及人工智能教育的“温州模式”。启动实施温州市中小学校人工智能教育“五个一”工程,即打造“一校一AI课程、一校一AI团队、一校一创新项目、一校一智能空间、一校一品牌活动”的人工智能教育生态体系,推动人工智能与基础教育深度融合。
到2023年,培育700所人工智能教育实验学校、60所人工智能教育示范校,构建形成区域特色鲜明的“基础普及类、社团拓展类、综合提升类”校园人工智能教育三阶课程体系,学校人工智能教育师资队伍完备;到2025年,培育1000所人工智能实验学校,100所人工智能教育示范校。全市中小学实现人工智能课程全普及、人工智能实验室全覆盖,融合应用研究不断加强,创新人才培养能力和水平显著提升。温州人工智能教育区域普及的“温州模式”在全省形成示范引领辐射效应,在全国具有影响力、知名度。
三、主要任务
(一)打造全市人工智能教育云平台
1.统一构建人工智能教育教学平台。依托一线AI企业在人工智能的核心技术能力和业界领先的人工智能平台与课程,集人工智能教育备授课、教学资源中心、编程创作中心、AI训练中心、智能师训等功能于一体,全市普及推广人工智能教育。
2.特色开发区域人工智能教育管理平台。汇聚人工智能教学平台上的数据,可视化呈现全市AI教学及资源数据,实现全市人工智能教学资源和开展情况进行统筹,常态化监管。线上展示学生优秀作品,实现优质资源、优秀师资、教育数据的有效共享,人工智能教育相关活动线上线下相结合,打造全方位的人工智能教育生态社区。
(二)推进人工智能教育课程的实施
3.构建人工智能课程体系。区域层面组织相关专家,制定人工智能教育课程纲要,明确课程定位,根据不同学段特征,确定不同层次课程目标,建立科学的知识结构体系。构建温州区域基础普及类课程、社团拓展类、综合提升类三阶课程体系。按照“感知AI-理解AI-应用AI-创造AI”设计循序渐进,学前教育和小学低年级段侧重感知和体验人工智能技术,小学高段和初中阶段侧重理解和应用人工智能技术,高中阶段侧重项目创作和前沿应用。
4.推进人工智能课程普及。将人工智能教育课程纳入各县(市、区)教育发展规划与学校教学计划,列入中小学课程内容中,在信息技术、通用技术、综合实践等已有课程和教学创新活动中适当增加人工智能教学内容。促进人工智能课程顺利开展,确保课程开设制度化、教学实施规范化、活动开展常态化。
5.开发项目化学习资源。结合地方特色、学校文化、特色培育与多样发展,以深化课程改革和育人模式创新为重要突破口,坚持推进多样化有特色的人工智能项目化体系建设。依托学校拓展类课程,整合、优化教学资源,开发基于校本的人工智能项目化学习资源。组织举办创新项目评比,培育一批人工智能创新项目。依据浙江省编信息技术教材人工智能模块内容,开发各级段普及类课程辅助资源包和创新教具,促进人工智能教育在K12年级的普及化、常态化开展。
(三)加强人工智能教育师资建设
6.培育三层次人工智能教师队伍。将人工智能教育师资建设纳入全面深化新时代教师队伍建设改革重要内容,制订人工智能教育师资培养培训计划,增设人工智能(创客)专兼职教育教研员岗位,师训部门开展人工智能师资专项培养。分层次培养人工智能教育师资队伍,设立名师工作室、骨干教师研修班、AI教学能力提升班,逐步培育一批有引领示范作用的名优教师,多途径、多形式、高水平促进教师专业化成长。针对普及性人工智能师资进行人工智能知识技能体系化培训,并进行培训评价和考核认证。
7.培育指导师教研团队。市县教研部门要把人工智能教育纳入教研范围,建立人工智能教育教研组,以项目化、跨学科整合等方式组成教研团队,积极组织开展人工智能教学研究活动。各校要积极开展课题研究,结合各自优势和资源特点,借助人工智能专业领域的专家力量和技术支持,努力探索新课程环境下的人工智能教育教学方式,构建以项目式学习和以问题为导向的教学新模式,不断提高人工智能教育教学质量。
8.建立健全指导师激励机制。贯彻《教育部办公厅关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》文件精神,深入推进人工智能等新技术与教师队伍建设的融合,引领教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革,积极开展人工智能教育,积极有效开展教育教学。引领教师深化教育教学和课程教材创新,将“动手操作、实践体验”理念融入学科教学,促进创客教育、人工智能教育与学科教育教学深度融合。
(四)推进人工智能基础建设和示范引领工程
9.创新人工智能空间建设标准体系。以促进育人模式变革、培养未来创新人才为逻辑起点,以学生为中心,以互动性、启发性、探究性为导向,打造“基于创造”的学习空间,服务人工智能课程建设与实施,促进技术与教育深度融合,实现师生深层次的合作学习和分享。
10.多路径实施人工智能空间建设。有条件的学校新建“人工智能实验室”,场地不足的学校升级迭代学校创客空间、创新实验室,整合形成人工智能实验室、人工智能学习空间、人工智能体验馆等。依托智慧校园建设推进,构建包含课程资源、实验硬件、网络平台、学习空间等人工智能教育生态体系,为开展人工智能教育提供有力保障。
11.培育认定人工智能示范校100所。按照“统筹规划、试点先行、特色发展”的原则,组织创新意识强、软硬件条件相对好的学校,开展人工智能实验校创建,开设系统的人工智能课程,组织学生社团活动,促进人工智能在学校管理及教学中的应用,形成鲜明的人工智能教学及应用特色。以人工智能示范校为中心,成立若干个人工智能教育联盟校,积累可推广的先进经验和优秀案例,探索新时代下人工智能教育推进策略、创新人才培养的典型途径。
12.促进人工智能与教育融合发展。突出人工智能教育在推进温州创建国家智慧教育示范区的内涵发展要义,促进人工智能与中小学教育教学和管理领域的深度融合,推进教育全方位变革。基于人工智能、学习过程数据及分析技术,推进教学智能化和学习个性化。利用人工智能建立线上线下相结合、灵活多样、科学有效的校本教研模式,即时提出、诊断并解决教学问题,助推教师专业成长。加强教育管理的数据融通和整合应用,实现基于大数据和分析技术的教育治理。全方位构建对学校、教师、学生的评价指标体系和评估模型,实施大数据支持的智慧测评。
(五)促进学生人工智能素养提升
13.建立素养评估体系。建立健全学校、教师、学生的素养评价方式,建立评估指标模型,完善评价量表和指标体系,实施人工智能素养评估,实现“以评促教、以评促学、以评促用”。
14.搭建师生创新教育平台。各校要积极为学生创设良好的人工智能学习环境,打造贯穿校内校外、线上线下、创业创新的育人生态闭环模式。积极开展形式多种的人工智能拓展活动、组织不同层级的交流、竞赛活动,举办优秀教学成果展等,创设多元化的探索主题和实践环境,进一步激发学生参与人工智能领域学习、研究的积极性,全面培养学生探究、沟通、创新和协作能力。鼓励学生对人工智能进行深入探索和学习发展,支持参与各项有品牌影响力的人工智能教育类竞赛,发现和培养人工智能优秀创新人才。
(六)打造人工智能教育品牌
15.成立人工智能教育研究中心。深化体制机制创新,由温州市教育局发起,从高等院校、科研院所、高新企业、各中小学等机构遴选优秀人员组建温州市人工智能教育专家智库和工作团队,指导全市各中小学开展人工智能课程研发、师资培训、实验室建设、课题研究、融合应用等工作,为一线教师提供理论和实践支持。
16.树标杆育亮点。按照“统筹规划、试点先行、特色发展、典型引路”的思路,培育亮点,树立标杆,以点带面推进人工智能教育普及发展,做亮温州人工智能教育品牌。成立人工智能教育联盟,搭建人工智能教育交流共享平台。建设跨区域高水平交流平台,开展多层次国际、国内交流合作。积极参与“长三角”创客教育展示活动、人工智能夏令营等活动,筹办人工智能教育研讨会、人工智能联赛,高质量办好青少年创客文化节、科创春“玩”等活动,打造创新型文化品牌。
四、保障措施
(一)加强组织领导。各级教育部门要高度重视,完善组织领导机构,适度超前、注重创新、兼顾特色,统筹推进创客教育迭代升级和人工智能教育普及工作。各地要结合实际制定具体实施方案和推进计划,基教、人事、教研、师训、技术等部门协同合作,全力做好课程开发、师资培训、空间建设和软硬件配备,全面加强要素保障。
(二)加强经费保障。各地要切实落实国家关于财政经费可用于购买信息化资源和服务的政策,加大财政经费投入,设立人工智能教育专项预算,确保人工智能实验校建设发展经费,用于课程开发、耗材添置、师生教学实践和应用研究等。
(三)加强督导考核。将学校人工智能教育纳入智慧教育工作重点工作,并纳入教育科学和谐发展考核,将人工智能教育开展情况列入各级各类教育创新建设重要内容,纳入相应评估认定指标。及时做好经验总结提炼,创新推广手段,加大宣传力度,营造良好的工作氛围。
现阶段中小学人工智能课程的目标定位和主要任务
自2017年国务院颁布《新一代人工智能发展规划》以来,“人工智能进校园”“人工智能进教材”“人工智能进课堂”,各界呼声不断。2019年,国际人工智能与教育大会期间,陈宝生部长也明确提出“未来智能教育的发展方向之一是普及之路”。随着2020年的到来,国家《新一代人工智能发展规划》第一阶段的目标完成,新征途即将开启,人工智能课程的普及显得尤为迫切,教育实践者需要对前期课程实施情况进行再梳理,以求得再提升、再前进。
一、人工智能课程的现状分析
前期人工智能课程开设离不开技术公司支持,各种竞赛中也涌现了一批优秀的教育成果,但这种课程开发模式不能做到普及和普惠。分析原因,主要是受到资金、课程、师资三个方面的限制。
首先,课程内容以技术产品为主,课程开设所需的配件价格普遍偏高,很多耗材还不能重复使用,致使课程开设存在资金瓶颈,只能满足小规模特长生培养。其次,课程内容主要包括智能机器人、VR应用、无人机航模和3D打印等。由于课程内容碎片化、内容之间逻辑不清、课程体系不成熟和内容过于专业化等原因,迫使学校开设过程中过分依赖技术公司,而技术公司很难支持学校的长期发展,所以课程开设时断时续,普遍存在为了竞赛而开设的情况。最后,由于教育系统内部以人工智能为专业的师资力量不足,非专业教师无法依靠教师合作进行学科整合,以及包括人工智能课程未被列入必修课程等诸多现实因素,学校领导者也持观望和迟疑的态度,致使课程发展缓慢。
如今,随着国家层面在人工智能领域整体推进,智能设备在生活中被广泛使用。人脸识别、无人驾驶、开源硬件等技术已融入日常生活,课程所需资源随处可见,人工智能课程受资金限制的局面逐渐被突破。同时,社会智能化水平的提升和前期实践的积累,促使教育者对人工智能课程的理解回归理性。学校教育积极回应国家号召,课程开发由单一的科技产品主导逐渐过渡为思维训练和课程整合,普及之路呈现光明晴朗态势。
二、现阶段中小学人工智能课程的目标与定位
科学持续地实施人工智能课程,首先需要明确课程的价值和培养目标。学生不仅仅是人工智能的使用者,还是未来社会的创造者。基于此,要让学生能够适应未来世界发展并有所作为,学校现阶段就要帮助学生从记忆、重复计算中解放出来,转而注重学生思维的培养。《普通高中信息技术课程标准》指出,计算思维是信息技术学科四大核心素养之一。计算思维是运用计算机科学的基础概念(即思想和方法)去求解问题,设计系统和理解人类行为。典型的计算思维包括一系列广泛的计算机科学的思维方法,包括递归、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复等。人工智能课程注重培养学生在具体问题中寻求解答,在不确定情境中进行问题解决,利用顺序结构、循环结构和判断结构帮助学生进行方案规划、模型调整和深度学习。这是人工智能课程的主要价值所在。
同是计算思维培养,中小学阶段不是简单高中阶段培养目标和内容的前移,小学和初中的人工智能教育的定位要弱化专业,选择与学生生活有密切联系的通识内容,根据学生发展的顺序性重新进行教学设计。例如,同是讲二进制,小学阶段以玩卡牌的形式进行讲解,而高年级则会与指数函数相联系。所以,中小学人工智能课程以“启蒙”为主,引导学生在观察和参与中萌发兴趣,进而促进素养提升。
三、现阶段中小学实施人工智能启蒙课程的主要任务
1.补充完善课程内容,分级分段形成课程体系
不可否认,虽然前期的课程不成熟,但是仍然具有很大的教育价值。现阶段,课程专家需添加相关认知类基础知识,围绕计算机算法、图形化编程和Python等核心内容,根据技术的发展进行内容增减,调整逻辑顺序,保持课程的前沿性、开放性和生命力。课程语言应考虑教师和学生的接受性,要浅显易懂,操作要简单明了,循序渐进,通过降低教师的授课难度推进课程发展速度。
在实施过程中,教育目标是分阶段实现的。在小学低年级阶段可以以初步感知、了解人工智能的基本概念、机器学习、人脸识别、图像识别人机交互和无人机等技术为主;三年级开始可以逐步过渡到模块化编程,掌握基本的语音识别、图像识别、智能翻译和手势识别等图形化编程工具;在五、六年级可以进行学科整合,包括学科内整合和学科外整合,适当增加语文阅读与表达、数学游戏化学习、英语分级阅读等方面的智能应用;随着学生抽象能力的提升,七、八年级可通过问题导向进行项目式学习,初步掌握Python语言,为后续学习代码驱动硬件做好准备。
2.抓取课程特点,提取教学设计关键特征
“玩中学,做中学”是中小学课程设计的主要特征,人工智能启蒙课程也要利用自身特点在此基础上有所创新和突破。
游戏化教学在人工智能课程中具有先天优势。教师创设游戏情境,通过介绍游戏规则、分配游戏任务,指导学生进行游戏,让游戏贯穿教学始终。教师对游戏的把控要顺应学生自然遇到的问题,顺势对问题进行及时引导和提升,抽象的环节可通过人工智能技术呈现,争取达到“身临其境”的效果。
计算思维是人工智能课程的灵魂,要贯穿课堂的始终。课堂流程从“游戏导入情境、抽象出关键概念、分解成小问题、构建解决问题框架并进一步优化”等方面逐渐展开。特别重要的是引导学生在自然感知的基础上抽象出问题关键要素,通过关键要素的不同组合构架问题解决模型,帮助学生由自然语言过渡到结构化自然语言,再由结构化自然语言升级到抽象的计算机语言,经由语言的逐步抽象实现思维的进阶。
3.中小学与高校联动,教师培训与教学实践同时落地
人工智能专家曾预言:“人工智能就像一列高速火车,它临近时,你听到了轰隆隆的声音,在你期待中却一闪而过,远远地把你抛在身后。”教育的变革会因为社会的智能化而提速,实施人工智能课程也要从“等车来”转换为“先上车”,敢于与智能时代一起奔跑。课程实施中,中小学校既要有“造血”的担当,也要有“输血”的智慧。要选择已有的优秀研究成果积极实践,与高校联合打造学习共同体,以课程开发与教师培养同时推进的形式,让课程在教师实践中成熟起来,让教师在培训中成长起来。毕竟,时不我待,社会才是大学校,教师和学生要以终身学习的态度迎接智能时代的到来。