示范与共建 推动中小学人工智能课程普及
2017年以来，湖北省百余所中小学校开设了人工智能校本课程，湖北第二师范学院在其中发挥了示范、服务作用。在第二届全国人工智能骨干教师培训班（武汉）上，贺德富教授示范讲授了《我能成为明星吗》《妈妈不用担心报听写了》《爸爸去哪儿》3个教学案例，分别涉及到人脸识别、语音识别与合成、情感分析，并带领老师们采用图形化编程和Python分别实现，示范讲授了人工智能课程在小学与中学的目标与衔接问题。
图 贺德富为全国人工智能骨干教师培训班授课
湖北省武昌水果湖第一小学信息技术主任胡祖军表示，小学生对人工智能的技术原理不能理解，传统授课方式不能很好地吸引学生，必须结合孩子们感兴趣的话题，以体验和项目搭建的方式开展课堂教学。教育部教育信息化教学应用实践共同体项目“中小学人工智能课程教学应用实践共同体”在湖北第二师范学院和湖北省教育信息化发展中心的指导下，以示范和共建方式，推动了中小学人工智能教育普及、普适、普惠。
消减焦虑，变精英教育为普及教育
针对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、家长的教育焦虑问题，共同体大力推动以学校作为人工智能教育的主渠道，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”。
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。湖北省教育厅科技处王强处长提出，要积极探索人工智能课堂教学目的和内容，积极推进学习方式的变革，打破班级授课制，实施订单式学习，积极推进人工智能在教学领域的应用，实现普及教育与个性化培养的结合。
共同体成立初期的11个成员单位的负责同志和5位专家研究确定了本共同体的目标愿景，后面中小学校在申请加入共同体时，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，校内教育不得学生收费。
图湖北省武昌水果湖第二小学、武汉市第二十中学人工智能班课
图 武汉市武昌区三道街小学、荆门市海慧中学人工智能班课
共建共享，建立课程小初高衔接体系
中小学人工智能在全国还属于新学科，可供借鉴的成果和经验还不多，教材、教学资源均未形成体系，部分教材对装备器材依赖过多，没有教学平台和器材就无法开展，不利于普及教育。我们借鉴其它共同体建设的成功经验，建立了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，把共同体成员单位分为小学、初中、高中三个小组，各校主责一定数量的课程和教学资源，组内每月交流课程资源和教学研讨，打磨精品课程，组间每季度组织教学示范和教研活动，打造课程体系，形成9个专题、86节优秀示范课。专门开发湖北省中小学人工智能教育平台，按小学、初中、高中三个学段入门、进阶、拔高三个层次，免费分享优秀课程资源，助力有意开设人工智能课程的学校快速开设课程。
图湖北省中小学人工智能教育平台
联合湖北省教育信息化发展中心围绕“普及、普适、普惠—新时代中小学人工智能课程资源建设与发展”，开展人工智能课程资源征集活动，课程资源分为教学视频、教案和课件两类。小学阶段主题为“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；初中阶段主题为“人工智能与开源硬件”，利用掌控板、Micro:bit、Arduino等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；高中阶段课主题为“人工智能初步与Python编程”，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；人工智能师资培训主题为“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。
人工智能课程需要实验室，但不同厂家会提供不同的教学装备，我们建议各校根据实际需要选择，既要考虑班课教学需求，又要满足社团活动需求，已经建成实验室的成员校将他们的建设方案分享出来，让更多有建设需求的学校学习借鉴。湖北第二师范学院计算机学院杨莉院长介绍，2020年学院投资1500多万元新建了华为云学院人工智能大数据中心，可以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、师资培训和竞赛活动。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、基于STM32技术的智能手环、基于STM32技术的智能飞行器、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，可以满足200人的研学需求。
图湖北第二师范学院人工智能大数据中心
课程指南，准确定位课程目标内容
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，共同体联合制定了《中小学人工智能课程指南》，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。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，即人工智能通识、人工智能技术、人工智能系统、态度与价值观。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。
图 中小学人工智能课程指南研讨会
图 武汉市第四十九中学组队参加人工智能研学
武汉市汉阳区教育局电教馆谭婷馆长指出，中小学人工智能课程应突出体验、探究和交流，因为人工智能是一个交叉学科，知识体系复杂，中小学不能过分关注知识体系的完整性，应该以项目式学习为主要形态，通过翻转课堂重构教学组织方式。要建立人工智能课程评价体系，评价应以促进学生学习、改善教师教学为根本目的，避免过于关注知识与技能。
AI+创新，赋能中小学素质教育
人工智能教育开课不是目的，提高学生的综合素质才是教育的目的。经过近两年的教学实践，共同体学校师生能力素质提高明显。成员校单位积极组织学生参加“电脑制作大赛（信息素养提升实践活动）”“信息技术创新与实践大赛（NOC）”“全国科普日”“院士专家进校园”“宋庆龄少年儿童发明奖”“明天小小科学家”“云上科技嘉年华”等科技实践活动，取得丰硕成果。
湖北省武昌水果湖第一小学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。校园病毒防疫变得更加严峻和必要了。能否让教室实现智能杀毒灭菌？五（7）班的江晨语、章子然、赵印天三位同学动起了脑筋，设计了让教室进行智能杀毒灭菌的科技小发明，获得了实用新型专利授权。
图 湖北省武昌水果湖第一小学学生制作的AI科技小发明获实用新型专利
武汉市吴家山第三中学学校骨干教师长期参与人工智能课程的学习、开发、实施、培训等活动，不仅促进自身的提升及学校人工智能教育的良性开展，而且对区域形成了很好的辐射和拉动作用。2021年建党100周年前夕，以“学党史、知党情、感党恩”为主题，制作人工智能科创作品，为党庆生。
图 武汉市吴家山第三中学制作人工智能科创作品
武汉市楚才中学钱浩等老师引导学生学以致用，指导学生完成了英语单词听写APP小程序开发，让学生完整经历了需求分析、程序设计、试用反馈、修改完善、评价等过程，学生成长进步明显，荣获全国青少年人工智能创新挑战赛Stacktop程序设计赛金奖。
图 武汉市楚才中学学生完整体验智能项目开发过程
在教育部科技与信息化司、中央电化教育馆的指导下，“中小学人工智能课程教学应用实践共同体”将继续发挥示范引领作用，积极开展“结对帮扶”活动，共建共享优质教育资源，组织师资培训、交流汇课等教研活动，组织科普教育、竞赛展示等素养提升活动，不断推动中小学人工智能课程“普及、普适、普惠”和人工智能教育均衡发展。