人工智能教育普及已成定局!揭秘中小学生是怎样上AI课的
北大附中后来也相继开设了人工智能课程,涉及科学、工程、艺术、数学等多个领域,比如开源硬件基础、Python程序设计、简易机器人制作以及智能小车挑战赛等等。
除此之外,北京东城区作为“智慧教育示范区”,也于去年在小学内试点人工智能课程。小学的人工智能课更注重课程体验,教师专为小学生进行了“互动式”、“游戏式”的教学设计,更注重孩子的兴趣启蒙。
例如:在“机智如我”这门课中,老师通过播放蚂蚁佐罗识别同卵四胞胎的视频,先让孩子们对人脸识别有了初步的直观了解,再循序渐进地开启孩子们对人工智能的兴趣。小学阶段主要以学习兴趣培养和人工智能基础素养的提升为主。
厦门厦门市在今年9月正式开展“人工智能进百校”计划,并要求各试点学校每学期人工智能课程不得少于16个课时。目前,人工智能课程已陆续在厦门多所小学展开试点。
以莲前小学为例,该学校先是在小学高年级开设人工智能通识课程,普及人工智能基础知识、基本技能。
在人工智能课堂上,学生们可以搭建机器人模型,并通过编程实现各种不同的功能,如智能垃圾桶、智能风扇等。在这个过程中,学生们不仅可以学习与编程有关的知识,还能锻炼发现问题、分析问题、解决问题的能力。
除此之外,学生们还可以参加校内外赛事,锻炼提升实践能力。同时,学校还开设了社团活动、兴趣特长班和夏令营等,遴选有兴趣爱好的学生,进行进一步拓展。
青岛青岛也于2019年开启100所中小学人工智能教育试点。人工智能课程作为学校校本课程,开设年级为小学四、五、六年级,初中七、八年级,高中一、二年级。课时分配为每周一课时,高中课时作为选修学分计入学生发展档案。
青岛崂山区的小学人工智能教师表示,给小学生上课时最重要是教会学生理解编程的逻辑,而不是如何编写代码。
所以在上课时,老师通常会为孩子们设置一个模拟场景,便于学生去理解人工智能。比如,让学生们在存满照片的电脑里,通过“人工智能”的方式来快速找到某位同学的照片,从而引入“人脸识别”的概念,并引导学生对此展开积极地讨论。
同时为了让学生明白机器识别图像的原理,老师还会还让学生们利用Python编程,亲手操作实验过程。调试training函数、提取人脸特征、调试test函数、对比所有照片、查看运行结果、记录实验数据,不过学生只需实施指定的操作,并不需要“写代码”。
越来越多的中小学把人工智能课纳入课程体系,其实已经给各位家长释放了一个鲜明的信号,从小培养孩子对人工智能的兴趣,提升孩子的人工智能素养,已经逐渐成为必选项。就像计算机技术最初在国内兴起和普及是一样的,是不可逆的趋势。
那有的家长要问了,希望自己家的孩子也能从小学习人工智能,紧跟时代趋势,但学校没有开设相关课程怎么办?人工智能人才是国家刚需紧缺的人才,所以除了中小学在积极普及人工智能教育外,相关的教育机构也在为培养AI人才做贡献。
贝尔机器人编程中心作为贝尔科教旗下的机器人编程教育服务机构,目前已在全国20余省市开设机器人编程中心近200家。不想孩子错过人工智能最佳启蒙期的家长,可以让孩子来贝尔机器人编程中心进行课程体验。
贝尔机器人编程中心的2000多套课程全部以贝尔科教AIQ理论为基础,旨在提高孩子的人工智能能力指数。孩子在这里可以学习机器人编程、在线编程等多种课程,涉及编程、科学、工程、艺术、数学等多学科知识。
课程内容涉及多学科
课程设计完全以青少儿身心发展规律为依据,以学生为中心,进行PBL式教学,培养孩子的创造力、编程思维、计算思维等,从而提高孩子解决实际问题的能力。
除此之外,为了能够全面提高孩子的人工智能素养,贝尔科教还为孩子们自研了多系列智能教具,打造了BeBO智能教室,不仅能让孩子学到人工智能的相关知识,更能培养孩子的思维方式,培养孩子与人工智能打交道的能力。在贝尔机器人编程中心上课,孩子的人工智能教育,从理论过渡到实践都有强大完善的支持体系。
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中小学人工智能普及教育现状调研报告发布
11月26日,《中小学人工智能普及教育现状调研报告》在2018全国青少年创意编程与智能设计大赛颁奖典礼上发布。调研工作由中国青少年科技辅导协会人工智能普及教育专业委员会与艾瑞咨询共同开展,主要梳理了国外在基础教育阶段人工智能普及教育的相关举措,抽取18个省市地区25所中小学698位学生、教师进行了问卷调查和访谈,并对12位人工智能科研人员、教育管理部门、企业和社会组织人员进行访谈,研究分析了目前中小学人工智能普及教育中学生、教师的现状、问题,并提出了解决建议。
中国青辅协人工智能普及教育专委会主任、北京航空航天大学王蕴红教授发布了调研结果。她指出从基础教育阶段培养学生适应产业革命的科技素养,激发学生对人工智能领域的学习兴趣,与高等教育阶段的人工智能教育形成有效衔接,构建多层次、阶梯化的人才体系,才能为我国人工智能产业发展夯实人才基础,目前,学生学习意愿强烈,但认知水平较浅,教育师资不足是中小学人工智能普及教育最大的瓶颈。
学生学习兴趣浓厚,期望高,但实际认知水平较浅,地区差异大
调查结果显示,中小学学生学习人工智能的意愿普遍比较强烈,91.7%的学生表示希望学习人工智能的知识,对通过人工智能的学习来提升个人能力素质,感受乐趣充满期待,学生以自发性了解为主(83%),高于教师教授的比例(56.6%)。
受调研的学生中八成左右的学生表示对人工智能概念有所了解,但多数学生对人工智能的理解多依靠生活经验和感性认识,停留在感性和具象的水平,对于实际生活中人机互动性强的事物或功能有比较好的辨识度,如能够和人对话的机器人、自动驾驶、语音空调等,但难以辨识指纹门锁、微博的首页推荐和图片搜索的抽象功能。对人工智能概念的认知水平和理解准确度的存在群体地区差异,主要表现为一、二线城市教育资源丰富的示范学校学生的认知水平普遍高于普通学校学生。学生对科学技术类课程的偏好、校外科技实践活动参与度与人工智能认知水平显著正相关。中小学教师肯定人工智能的教育价值,
但教学经验缺乏,教学信心不足
调查结果显示,78.9%教师肯定人工智能普及教育的价值,认为人工智能有助于培养学生的思维(59.8%),有助于学生未来研发和应用先进技术(49.2%)。教师对中小学人工智能教育的理解相对宽泛,认为编程、信息技术、通用技术,创客教育、STEAM教育都属于其范畴。教师对人工智能普及教育思路设想比较统一,认为小学应以培养兴趣为主,中学阶段再开始加深认知和思维的培养,小学和初中以了解应用场景和基本概念为主,高中以后考虑比较深入的开发设计与算法学习。
虽然此次参与调研的教师主要来自中东部条件较好的示范学校,但调查结果显示教学经验普遍缺乏,胜任力自评一般,仅35.2%的教师表示在学校教过人工智能相关内容,其中自评非常胜任的教师仅占11.4%,教学年限普遍较短,42.9%不到1年,18.6%不到2年。影响教师自评教学胜任力的主要因素是教师个人专业背景和实践经验。
推进中小学人工智能普及教育的建议
报告指出,目前我国尚未建立贯穿小学到高中的人工智能普及教育标准和评价机制来指导跨学科的课程体系的开发建设,处理好与现有学科教育的关系,保证学时安排。缺乏系统的教师培养、培训保障支持机制,专业师资不足是人工智能普及教育最大痛点。调研发现,科技场馆、科技企业的参观、科技比赛等校外活动经历是影响学生人工智能认知水平的因素,而中小学生在校外科技类实践活动上的参与度仍有提升的空间。校外科技教育资源、人工智能科普教育资源与中小学学习对接不足。
关于如何推进中小学人工智能普及教育,王蕴红主任在最后指出,由于人工智能涉及多门学科,现有的中小学科学类课程、技术类课程以及综合实践课程可以是人工智能普及教育的内容基础和教学载体。围绕《中国学生发展核心素养》的要求,人工智能普及教育要以培养科学精神和思维能力为主要目标,整合不同学科的基础知识,这样才符合教育规律。
科技教师培养和培训应比设备设施资源优先发展,需要通过多元化的培训支持保障机制,培养人工智能普及教育的卓越教师,让更多胜任的专业科技教师在校内外教育中发挥作用。国家应尽快加强中小学人工智能教育的系统性政策制定工作,建立全方位、可操作的保障和指导政策体系,全面涵盖宏观指导、标准、师资培养培训政策和指南、财政支持以及社会资源调动等方面的国家政策。从发达国家的经验上看,人工智能普及教育不仅着眼于校内资源的建设,还通过跨部门协作和社会组织有效调动利用了丰富的社会资源。因此,加强跨部门协作的顶层设计,构建以社会组织为枢纽的教育资源聚合平台,也是推进人工智能普及教育的重要举措。
人工智能普及教育的“潍坊探索”—中国教育信息化网ICTEDU
摘要2020年8月,潍坊出台政策将人工智能常识教育纳入各级教育发展规划、学校教学计划,推动在中小学开展人工智能常识教育,创新机制建设青少年人工智能科学院、人工智能学习体验中心,成立潍坊市中小学人工智能常识教育联盟,打造学校共同体。
在中小学全面开展人工智能普及教育,是不是“遥不可及”?山东省潍坊市的答案是“触手可及”。
人工智能学习体验公共中心、青少年人工智能科学院及未来教育体验中心……在潍坊各县市,这些人工智能常识教育的场所已全面普及,中小学生在家门口就能学习体验人工智能时代教育发展的新动向、新模式。“潍坊计划从2020年到2022年,利用三年时间,按照‘由点及面、逐步推进’的原则,在全市中小学全面普及人工智能常识课程。”潍坊市教育局局长杜全平说。
2020年8月,潍坊出台政策将人工智能常识教育纳入各级教育发展规划、学校教学计划,推动在中小学开展人工智能常识教育,创新机制建设青少年人工智能科学院、人工智能学习体验中心,成立潍坊市中小学人工智能常识教育联盟,打造学校共同体,统筹实施中小学人工智能常识教育和实践体验,推动人工智能与教育教学的融合创新,助力培养面向智能时代的未来人才。
课程
从积木式模块搭建起步,构建一体化课程体系
“一提到人工智能、编程,人们的传统印象都会觉得难度很大,似乎不是谁都能学的。”潍坊市潍城区潍州麓台学校副校长颜洁告诉记者,“事实上,当前的人工智能普及教育已经形成了一套师生喜闻乐见、由浅入深、便于普及学习体验和进一步提高的基本课程教学体系,并没有想象中的那么难。”
在潍坊市,中小学普及性的人工智能常识教育,目前已实现了积木式模块化的编程入门教育模式,小学生一开始接触的主要是积木式的模块编程,而不是抽象和难以理解的代码编程。
记者在潍坊市奎文区未来教育体验中心人工智能教育实验室看到,专门为少儿阶段人工智能常识教育研发的智能电子积木套件,通过图形化的编程软件、多元化的硬件模块组合,以及丰富可拓展的玩法,为零基础的孩子们提供优质的编程入门体验。在这里,中小学生既可以在电脑上应用积木式模块进行编程设计,也可以利用智能电子积木完成实践操作。
“这样的普及课程把静态的积木转化为可交互可运动的智能积木,激发学习兴趣和创造性思维,大大降低了人工智能普及教育的难度和门槛。”潍坊市教育信息化研究院院长杜晓敏说。
目前,潍坊市已在小学三年级和初高中起始年级开设人工智能常识课程,义务教育阶段三至八年级学生每学期学习时间不少于5课时,课程免费提供给学生使用,2022年将实现全面普及。
建立幼、小、初、高及职业教育一体化衔接的人工智能普及教育课程体系,在潍坊市高密市已经形成了完整的链条。记者在高密市采访时看到,从昌安未来幼儿园的情感陪伴机器人有效缓解幼儿的入园分离焦虑,到北关小学融合国家课程,开设“整体设计、分段实施、阶梯上升”人工智能教育课程,再到高密一中的人工智能特长学生培养,该市已经形成了完整的“普及+特长”人工智能教育体系。
师资
培养“一专多能”常任教师,借力专业人士提升整体水平
“学校要想做好人工智能教育,最紧缺的并非设备,拥有先进教育理念的师资才是第一位的。”高密市北关小学校长周军清说。
近年来,潍坊以信息技术教师为主,吸引其他学科教师和专业人士共同参与,着力加强人工智能普及教育教师队伍建设,并强化培训指导,组织骨干教师参与各级各类培训,组建教师学习共同体、师生研究共同体,打造专业化的人工智能教育教师队伍。
高密市北关小学在加强人工智能学习环境建设的同时,通过多种渠道探索建立“1+N”人工智能教育师资培养模式,打造“一专多能”的人工智能教育师资队伍。
该校人工智能教师石磊原本是一名体育教师,另一名人工智能教师辛炳德也是46岁才第一次真正接触人工智能教育。该校在建设青少年人工智能科学院、开展人工智能普及教育的同时,积极争取机会安排教师到相关专业机构跟岗培训学习,积极参加全国青少年机器人等级考试师资培训及全国资格考试,并加入“教育部—乐高‘创新人才培养计划’教师培训项目”,倡导“人人是创客教师,处处是创客空间”的良好氛围,快速提升教师专业素养。两三年下来,北关小学已培养出全省机器人课程专家库成员1人,3名教师获得“乐高学院”合格证书,能够胜任人工智能普及教育课程的专业教师达到13人,占学校教师总数的三分之一左右。
人工智能专业教师仅仅依靠学校自身培养远远不够。潍坊市依托各县区的人工智能学习体验中心、青少年人工智能科学院及未来教育体验中心等教科研基地,组建人工智能常识教育研究共同体,明确人工智能常识教育教研员,融合本地优秀教师,邀请高校、科研机构等相关领域专家,通过观摩示范、交流研讨和报告讲座等多种形式,加快教师研究与指导能力的提升,为学校、区域培养培训人工智能常识教育教师。
此外,潍坊各县区还与相关专业机构合作,直接聘请专业人士开展普及教学和特色培养,带动人工智能师资水平的整体提升;大力建设各级人工智能专家团队,引进高端专家资源,促进人工智能常识课程建设、课题研究、教学指导。
机制
市域统筹确保普及普惠,社会化运营扩增前沿专业资源
有了课程和师资之后,如何调动县区、学校开展人工智能普及教育的积极性,保障课程开设和规范运行?“潍坊的做法主要是建立了市域统筹的指导和引领机制,县区主体推进,学校具体落实,从而建立起幼、小、初、高乃至职业教育一体化衔接推进的人工智能普及教育和特长培养机制。”杜晓敏说。
在市级层面,潍坊市委市政府在《关于深化教育综合改革加快建设现代化教育强市的实施意见》中,明确提出“加快教育信息化建设,每个县市区集中建设1处人工智能教育学习体验公共中心”,潍坊市发改委也专门出台了关于建设中小学人工智能学习体验公共中心的具体要求。
同时,潍坊市教育局组织在全市建设30处青少年人工智能科学院,以建设学校人工智能实验室为基础,立足学校,辐射区县,引领全市。突破学校壁垒,整合各类资源,集中优质师资,聚焦学生信息素养、创新素养和实践能力,服务于区域人工智能特长学生的培养,组织开展项目学习、研究性学习、小课题研究等,创新人才培养方式,构建区域一体化培养体系,推进学校人工智能教育普及与特长生培养“两位一体”发展。
在县区层面,重点推进人工智能常识课程的开设和人工智能学习体验公共中心的建设,学校则负责具体的课程开设实施。
“安丘市人工智能学习体验中心主要是教育系统与相关社会专业机构通过社会化运营的方式合作建设,有效扩增了人工智能教育前沿、专业资源,能够开设200门左右的细分课程,每年能够满足五六万名中小学生的体验学习需求。”潍坊市安丘市教体局副局长肖慧清介绍。
与此类似,潍坊市高密市的中小学人工智能学习体验中心,则由教育部门和高密一中校友冷晓琨创办的人工智能专业机构合作建设运营。“冷晓琨在校期间就热爱机器人研究,创建机器人高科技企业后,又回报家乡在高密建起了中小学人工智能学习体验中心。”高密一中创新教育名师张铁龙介绍,该中心开设七大人工智能实验室课程,针对不同年龄段学生特点和各学科教学内容需要,推出了人工智能教育的多项体验式教学内容。
此外,潍坊市还建立了中小学人工智能常识教育联盟,探索“以赛促教、以赛促学、学赛融合”的方式与策略,推动联盟学校特色发展。
“下一步,我们还将不断创新机制,整合资源,统筹实施中小学人工智能常识教育,推动人工智能与教育教学的融合创新,助力培养面向智能时代的未来人才。”杜全平说。
青岛拟普及人工智能教育
本报青岛8月12日讯(记者孙军)今天,人工智能教育联盟大会在青岛召开,会上青岛市教育局发布《青岛市人工智能教育实施意见》,宣布青岛市将全面普及人工智能教育,打造人工智能教育综合赛事活动,培育全国城市级人工智能应用范例,从2020年下半年开始从小学到高中各学段开设人工智能课程试点,到2022年实现“全覆盖”,争创全国人工智能教育示范引领城市。
《意见》提出,2020年,制定《青岛市中小学人工智能教育课程纲要》;2020年下半年开始,统筹规划课程实施,小学一至三年级开设人工智能启蒙课程,采取视频授课模式,每月一课时;其他年级(初、高中毕业年级除外)采取常规授课模式,每月至少两课时;人工智能课程纳入全市各区市教育发展规划与学校教学计划,各区市负责人工智能教育环境搭建、师资培养,组织开展各类活动,确保课程开设制度化、教学实施规范化、活动开展常态化;到2022年,人工智能课程体系基本建立并实现课程“全覆盖”。
《意见》还提出,2020年,青岛开始建立人工智能教育评估指标模型,开展人工智能素养评估;创新课程考试机制,开展初中学业水平考试,推进人工智能与信息技术考试融合创新;开展高中学业水平测试,申请人工智能与原测试科目融合创新;2021年,开展人工智能教育实验班建设,建立初中升高中人工智能特长学生考查录取机制;2022年,创新建立人工智能考试机制,探讨人工智能竞赛结果纳入青岛市“强基计划”。