高中人工智能校本课程的开发与实施

摘要：近年来，国家启动了一系列重大项目推动中小学人工智能教育落地，促进青少年人工智能后备拔尖创新人才的培养。本文以常州市第一中学为例，提炼总结高中人工智能校本课程开发与实施的实践成果与经验，以期为基础教育人工智能课程建设与普及教学提供参考与借鉴。

关键词：人工智能;校本课程;课程开发;课程实施

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）11-0039-03

当前，中小学人工智能教育热度持续高涨，为基础教育改革带来了全新的机遇与挑战。笔者结合学校科技特色课程与经典活动经验，以提升学生智能意识、创新思维与信息素养为目标，进行了高中人工智能校本课程的开发与实施研究，以期为基础教育人工智能课程建设与普及教学提供参考与借鉴。

● 高中人工智能校本课程的开发

课程开发是一个生态系统构建的过程，人工智能课程注重探究性、实践性、体验性、自主性与互动性。笔者在对泰勒、斯腾豪斯、皮亚杰等人课程开发理论深入研究的基础上，基于学校的实际情况，依据学生的认知水平、学习兴趣和实践需要，以及教师自身的发展需求，将高中人工智能校本课程开发分为课程开发环境的分析、课程目标的设置、课程内容选择与组织等。

1.课程开发环境的分析

（1）学校环境的分析

在课程开发前，需对校内外环境进行客观、系统的分析，这样开发出来的课程才更具有效性和适用性。笔者借助SWOT分析方法对学校人工智能校本课程开发环境进行充分分析，全面了解学校课程开发的各方面条件，以便充分利用周边资源，发挥优势，使课程开发可行且有特色。目前，笔者已经成功开发各具特色并有利于学生全面而个性化发展的多门校本课程，包括“人工智能基础”“智能机器人程序设计”“WER工程与结构”等。

（2）学生情况的调查及分析

笔者以2021级4个班共215名学生为调查对象，设计了一份问卷，调查结果显示，学生对人工智能有一定的认知，普遍认为学习人工智能对他们今后的专业选择、职业规划以及未来生活有影响，对学习人工智能科普类知识、编程、机器人、自然语言理解与处理等比较感兴趣，愿意选修人工智能校本课程，喜欢以小组协作、自主探究、项目驱动等方式开展学习，希望能多实践、多动手、多参与、多讨论。校本课程成绩的评定提倡将总结性评价与过程性评价相结合，多元主体多维方式进行评价。

2.课程目标的设置

（1）依据国家政策的需要

2017年7月国务院发布《新一代人工智能发展规划》，指出要逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育等。[1]2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，明确要求要完善课程方案和课程标准，使中小学人工智能和编程课程内容能充分适应信息时代、智能时代发展需要。[2]由此可见，高中人工智能校本课程的目标应顺应当前人工智能时代的发展需要，培养符合智能化社会需求的创新人才。

（2）依据课程标准的要求

高中人工智能校本课程目标的设置需遵循课程标准要求，《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》将“人工智能初步”列为选择性必修模块，提出通过该模块的学习，学生应该了解人工智能的发展历程及概念，能描述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系统的基本过程与方法，增强利用智能技术服务人类发展的责任感。[3]

（3）依据学校和学生的实际

在遵循国家政策和课程标准要求的基础上，高中人工智能校本课程目标要尊重教育规律和学生身心发展规律，充分考虑学校的培养目标、特色与定位以及高中生的学习需求与学习心理。

3.课程内容的选择与组织

（1）课程内容的选择原则

课程内容的选择是开发课程最为重要的环节，为保证高中人工智能校本课程内容选择设计的科学性、合理性与可行性，笔者在选择设计课程内容时，严格遵循目标性、体系化和可行性原则，确保课程内容的建构以国家的教育方针和政策为指导，内容的组织考虑人工智能课程的体系，同时兼顾学校学生的认知方式和认知需求，内容的设计以体验和感知为主，满足学生的好奇心，让他们体验到人工智能技术应用的魅力，这样不但可以提高学生学习人工智能课程的积极性，还可以使高中人工智能校本课程的教学达到较好的效果。

（2）课程内容的确定与组织

经过前期的充分调研，笔者确定学校人工智能校本课程的内容包括人工智能与社会、人工智能经典算法、人工智能常见技术、人工智能综合案例四大部分。[4]

● 高中人工智能校本课程的实施

课程开发后还需要经历教学实践的检验，才能够更好地发现问题，进而对课程进行修改和完善。

1.课程实施的准备

（1）实施对象

课程实施对象为笔者所在学校选修本门校本课程的高一学生，共25人。他们思维活跃，容易接受新事物，有较强的逻辑思维分析能力，喜欢交流与分享，有一定的Python编程基础，普遍接触过人工智能的应用，对应用背后的关键技术、人工智能的应用价值及发展前景充满了好奇与探知欲，为人工智能校本课程教学提供了良好的氛围。

（2）实施环境

教学地点为计算机网络教室和机器人活动教室，其中计算机网络教室拥有1台教师机和60台学生机，每台计算机都可以联网，满足日常教学的需求;机器人活动教室拥有多台计算机、多媒体投影仪、鲸鱼机器人、VEX机器人、平板电脑等硬件设备，可以保障人工智能校本课程的有效实施。

（3）实施时间

授课时间为每周二下午校本课程时间。

2.课程实施的过程

（1）教学计划的安排

高中人工智能校本课程的教学共需32课时，一周2个课时，课程教学计划如下表所示。

（2）教学方法的选取

根据人工智能课程内容，以及该课程的独特性，笔者采用了项目式学习的方法推进课程实施，即通过把教学内容中的关键知识点划分成若干个小模块，结合学校条件与学生情况，创设丰富的教学情境，设计趣味而有意义的小任务或小项目，使学生在明确目标的任务（项目）驱动下，学习知识，完成任务，提升能力。[5]

3.课程实施的评价

人工智能校本课程的评价以过程性评价和总结性评价为主，以奖励性评价为辅，采用自评和他评相结合的方式对学生进行评价。课程的过程性评价以学生成长为导向，由学生本人、同伴、教师等多元主体共同参与，对学生在人工智能课程学习过程中的态度、活动参与度、知识接受度、任务达成度等多方面进行考量与评估。[6]课程的总结性评价是对一个项目完成或学期课程结束后形成的最终作品或问题解决方案进行综合评价，同时关注学生学习人工智能校本课程前后在知识与情感态度上的成长变化，全面考察学生的发展。课程的奖励性评价主要是为激励学生参加教育行政部门举办的各类青少年创新、创客大赛而设定。

● 结语

高中阶段开设人工智能校本课程，不仅体现了学校校本课程的丰富性和多样性，还满足了学生个性化的学习需求，促进青少年人工智能后备拔尖创新人才的培养，为中小学人工智能普及教育做出了积极贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知（国发〔2017〕35号）[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知（教技〔2018〕6号）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[4]周静.人工智能基础及其应用[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2021.

[5]张宏.AutoCAD教学方法研究[J].总裁，2009（09）：34-35.

[6]周静.高中人工智能校本课程的开发策略——以常州市第一中学为例[J].实验教学与仪器，2020，37（06）：70-71.

基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划2020年度课题“高中人工智能校本课程的开发与实施研究（课题编号：C-c/2020/02/05）。