论文部分内容阅读
【摘 要】“人工智能 教育”正在引起教育的一场革命。本文通过展示学校人工智能教育课程改革的探究过程，就小学阶段如何开展人工智能启蒙教育这一问题进行探讨，倡导将人工智能与现有课程深度融合，建立符合小学生认知特点的人工智能探究体系。
【关键词】“人工智能 教育” 融合 创新
“人工智能 教育”改变着教育的生态、教育的环境、教育的方式、教育管理的模式、师生关系等。如何认识和挖掘“人工智能 教育”的育人功能，是当前教育工作者遇到的重要挑战。
一、把握现状，“人工智能 教育”顺势而为
科技发展日新月异，教育到了转型时期。当下，大数据、人工智能、虚拟现实、区块链、5G等新技术广泛应用，其中人工智能正成为世界经济与战略价值的核心科技。把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，立德树人，培养具有创新能力和合作精神的人工智能人才，是教育的重要使命。
2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划的通知》（国发【2017】 35号），将人工智能发展放在了国家战略层面。2018年12月，山东省教育厅将青岛市列为人工智能教育试点城市，推动青岛先行先试。人工智能教育课程进而在青岛落地生根，将人工智能与教育融合应用，用担当和使命撬动学校整体变革。
二、厚积薄发，“人工智能 教育”基础牢固
珠江路小学现实行集团化办学，一校两址。自2006年建校伊始，就确定了科技特色发展之路。2010年设立机器人教室，在三到六年级普及机器人课程， 成立机器人社团和程序设计社团。2019年在新校区设立了人工智能实验室，以智能机器人为切入点，开展人工智能教育。十年来，珠江路小学在“求真”教育理念的引领下，不断探究新的教与学方式，分别进行了智能机器人、3D打印、同步课堂等学科的深度融合的探究。学校先后成为青岛市信息技术与教育教学深度融合联盟校、教育信息化应用示范校，并承办了山东省小学数学“深融技术”现场会等多场重大会议。2019年2月，学校成为山东省首批人工智能试点校。学校以机器人为代表的突出的科技特色，师生多年的研究、参赛经验，为珠江路小学教育集团人工智能工作的开展提供了扎实有效的支撑。基于此，人工智能我们将再出发。
三、完善策略，“人工智能 教育”全面实施
1.构建人工智能学习环境
学校依托青岛西海岸新区智慧教育云平台，建成智慧课堂、人工智能实验室，智慧图书馆、开源创客实验室， AR/VR、STEM等科技特色活动室，拓展科学探索空间，营造浓厚科技氛围，搭建了“为未来而准备”的学习环境。
2.构建人工智能教学模式
学校在全校范围内普及人工智能教育课程，整合人工智能教育课程和信息技术等学科的教学，让学生对人工智能有基本的认识和兴趣。
3.探究人工智能活动形式
学校可整合升级现有社团和比赛资源，举办校级人工智能创新和编程设计竞赛，鼓励学生积极参加人工智能教育科技比赛。通过比赛激发学生学习兴趣，达到以赛促学的目的。
4.制定人工智能评价机制
学校应完善人工智能教育评价机制，奖励在人工智能教育方面表现突出的团队及个人。通过评选，达到全员参与、奖励先进的目的，在全校范围内形成人工智能教育教学的良好氛围。
5.生成人工智能教育资源
学校可积淀人工智能教育教学课程的优秀集备、教学设计案例、微课、反思、论文、小课题等，推出人工智能教育课程教学示范课、观摩课，组织学生参加人工智能、机器人、程序设计等相关比赛，体验技术带来的变革，尝试应用技术实现创新。
四、融合应用，“人工智能 教育”深入开展
1.特色引领，“课程 社团”双轨学习
普及——在全校开设“人工智能启蒙”“机器人大闯关”等校本课程，普及机器人教育，以人工智能引领学校特色发展。
选修——面向中高年级增设人工智能编程、STEM课程、VR/AR课程、创客课程等选修课，使学生在人工智能领域学习更加自主、深入、系统。
提升——选拔优秀学生组成人工智能编程、机器人社团。学校今年新增STEM、开源创客、VR/AR社团，根据不同的年龄段开展不同层次的活动进行梯队化建设。同时，利用现有设备开展图像识别、语音系统、专家系统等人工智能领域的探索和研究，了解基本概念和原理，并尝试应用于特定环境当中。
2.“人工智能 3D N”学科融合
基于机器人视觉和人工智能的技术同样可以应用在3D打印技术中。学校一直致力于促进人工智能技术与学科之间的融合，如“人工智能 3D N”学科融合，研发了《3D与小学数学》校本课程。我校李新华老师在2017年“华东六省一市”第十九届小学数学课堂教学观摩研讨会上，执教《立体的截面》一课。教师运用3D软件，对几何体进行切割、旋转等“扫描”，现场打印成型，增强了学生空间立体感，助力学生创新能力和实践能力的培养。再如，“人工智能 3D 机器人”的课程整合，与科学、音乐、美术等学科有效融合，使抽象的知识具体化，提升了学生的综合素养。
3.STEM丰富人工智能课程
人工智能与STEM教育具有天然的接口，STEM教育專注于培养学生解决问题的能力，让学生从一个知识概念的“存储器”转变成一个面对问题解决问题的“处理器”。学校斥巨资购入激光雕刻机，运用建模、编程、打印、动手拼插等功能，进行基于激光雕刻技术的STEM教学的实践与探索，融信息技术、美术、科技于一体，进行实际授课。在授课中创编STEM校本课程，提升学生想象、推理、协作能力。同时融合开源硬件、编程、机器人等内容，以人工智能为主线，对知识进行项目化串联，让学生的学习从生活中来，到应用中去。
五、以赛促练，“人工智能 教育”全面开花 学校长期开展人工智能编程与设计大赛，项目涵盖人工智能、编程、创客、机器人等，2～6年级的学生在接受普及教育的基础上可自主参加。目标是让每一个学生了解人工智能，进而掌握人工智能技术。新冠肺炎疫情期间，我校人工智能社团举行了“战疫编程 抗疫我行”网上编程赛，学生们自主命题，通过每日更新的排行榜和积分奖励激发了参与热情，锻炼了编程实战能力与意志力。
我校机器人团队在各级各类比赛中，硕果累累。2013年，在亚太青少年机器人竞赛（APRC）新加坡国际公开赛上，包揽机器人篮球赛和机器人急速争霸赛冠亚军。2015年，在韩国富川国际赛上，获挑战赛项目和清障赛项目两枚铜牌。2016年，在澳大利亚国际机器人奥林匹克大赛（IRO）上，挑战赛与3D创意设计项分获铜牌。2017年，在中国台湾青少年机器人世界杯（FIRA Youth）国际赛上，获挑战赛项目金牌、救援赛项目铜牌。2019年，在韩国昌源FIRA Youth国际赛上，摘得挑战联赛项目团体银牌、工程挑战赛项目2金2银、技能挑战赛项目2枚铜牌。
近年来，我校先后累计220个学生参加国内、国际机器人奥林匹克竞赛和FIRA机器人世界杯竞赛，获得国家级以上金银铜牌分别为26、28、47枚，总计101枚。自2017年开始参加山东省青少年信息学奥林匹克竞赛以来，共有15人获一等奖，学校连续三年被评为山东省信息学奥赛金牌学校。
六、三全三成，“人工智能 教育”扬帆起航
“三全三成”即智慧校园网络全覆盖、多媒体网络全到班、数字化科技实验室全到位。如今，智慧课堂、纸笔课堂在珠小已成为常态化教学课堂，而VR/AR、智慧校园系统等教育教学软件的应用也开始融入校园师生的日常学习交流中。多方位数据支撑为学生的个性化学习、教师的精准化教学提供了有力支持，直播课堂、线上家访、视频互动、网络答题等网络学习方式，构建起了一个崭新高效的云端智慧校园。
路虽远，行则至;事虽难，做则成。珠江路小学教育集团将继续探索人工智能和对学生更深层面、更多维度培养的融合。同时，加强教育资源和管理公共服务平台升级工程建设，校园网、校园平台实施改造，高标准校园网络系统建设，为教育教学应用构建扎实稳定的网络服务平台。还要不断优化教学资源库，继续开展教師信息技术培训等活动。“智引未来，赋能生慧”。我们相信，有了人工智能的潜心研究，会让教师骑上信息技术的快马，在奔跑中学会驾驭它;让学生的个性化学习和减负增效得以实现;让每一位参与人工智能的师生都因研究得以与时俱进。
【关键词】“人工智能 教育” 融合 创新
“人工智能 教育”改变着教育的生态、教育的环境、教育的方式、教育管理的模式、师生关系等。如何认识和挖掘“人工智能 教育”的育人功能，是当前教育工作者遇到的重要挑战。
一、把握现状，“人工智能 教育”顺势而为
科技发展日新月异，教育到了转型时期。当下，大数据、人工智能、虚拟现实、区块链、5G等新技术广泛应用，其中人工智能正成为世界经济与战略价值的核心科技。把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，立德树人，培养具有创新能力和合作精神的人工智能人才，是教育的重要使命。
2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划的通知》（国发【2017】 35号），将人工智能发展放在了国家战略层面。2018年12月，山东省教育厅将青岛市列为人工智能教育试点城市，推动青岛先行先试。人工智能教育课程进而在青岛落地生根，将人工智能与教育融合应用，用担当和使命撬动学校整体变革。
二、厚积薄发，“人工智能 教育”基础牢固
珠江路小学现实行集团化办学，一校两址。自2006年建校伊始，就确定了科技特色发展之路。2010年设立机器人教室，在三到六年级普及机器人课程， 成立机器人社团和程序设计社团。2019年在新校区设立了人工智能实验室，以智能机器人为切入点，开展人工智能教育。十年来，珠江路小学在“求真”教育理念的引领下，不断探究新的教与学方式，分别进行了智能机器人、3D打印、同步课堂等学科的深度融合的探究。学校先后成为青岛市信息技术与教育教学深度融合联盟校、教育信息化应用示范校，并承办了山东省小学数学“深融技术”现场会等多场重大会议。2019年2月，学校成为山东省首批人工智能试点校。学校以机器人为代表的突出的科技特色，师生多年的研究、参赛经验，为珠江路小学教育集团人工智能工作的开展提供了扎实有效的支撑。基于此，人工智能我们将再出发。
三、完善策略，“人工智能 教育”全面实施
1.构建人工智能学习环境
学校依托青岛西海岸新区智慧教育云平台，建成智慧课堂、人工智能实验室，智慧图书馆、开源创客实验室， AR/VR、STEM等科技特色活动室，拓展科学探索空间，营造浓厚科技氛围，搭建了“为未来而准备”的学习环境。
2.构建人工智能教学模式
学校在全校范围内普及人工智能教育课程，整合人工智能教育课程和信息技术等学科的教学，让学生对人工智能有基本的认识和兴趣。
3.探究人工智能活动形式
学校可整合升级现有社团和比赛资源，举办校级人工智能创新和编程设计竞赛，鼓励学生积极参加人工智能教育科技比赛。通过比赛激发学生学习兴趣，达到以赛促学的目的。
4.制定人工智能评价机制
学校应完善人工智能教育评价机制，奖励在人工智能教育方面表现突出的团队及个人。通过评选，达到全员参与、奖励先进的目的，在全校范围内形成人工智能教育教学的良好氛围。
5.生成人工智能教育资源
学校可积淀人工智能教育教学课程的优秀集备、教学设计案例、微课、反思、论文、小课题等，推出人工智能教育课程教学示范课、观摩课，组织学生参加人工智能、机器人、程序设计等相关比赛，体验技术带来的变革，尝试应用技术实现创新。
四、融合应用，“人工智能 教育”深入开展
1.特色引领，“课程 社团”双轨学习
普及——在全校开设“人工智能启蒙”“机器人大闯关”等校本课程，普及机器人教育，以人工智能引领学校特色发展。
选修——面向中高年级增设人工智能编程、STEM课程、VR/AR课程、创客课程等选修课，使学生在人工智能领域学习更加自主、深入、系统。
提升——选拔优秀学生组成人工智能编程、机器人社团。学校今年新增STEM、开源创客、VR/AR社团，根据不同的年龄段开展不同层次的活动进行梯队化建设。同时，利用现有设备开展图像识别、语音系统、专家系统等人工智能领域的探索和研究，了解基本概念和原理，并尝试应用于特定环境当中。
2.“人工智能 3D N”学科融合
基于机器人视觉和人工智能的技术同样可以应用在3D打印技术中。学校一直致力于促进人工智能技术与学科之间的融合，如“人工智能 3D N”学科融合，研发了《3D与小学数学》校本课程。我校李新华老师在2017年“华东六省一市”第十九届小学数学课堂教学观摩研讨会上，执教《立体的截面》一课。教师运用3D软件，对几何体进行切割、旋转等“扫描”，现场打印成型，增强了学生空间立体感，助力学生创新能力和实践能力的培养。再如，“人工智能 3D 机器人”的课程整合，与科学、音乐、美术等学科有效融合，使抽象的知识具体化，提升了学生的综合素养。
3.STEM丰富人工智能课程
人工智能与STEM教育具有天然的接口，STEM教育專注于培养学生解决问题的能力，让学生从一个知识概念的“存储器”转变成一个面对问题解决问题的“处理器”。学校斥巨资购入激光雕刻机，运用建模、编程、打印、动手拼插等功能，进行基于激光雕刻技术的STEM教学的实践与探索，融信息技术、美术、科技于一体，进行实际授课。在授课中创编STEM校本课程，提升学生想象、推理、协作能力。同时融合开源硬件、编程、机器人等内容，以人工智能为主线，对知识进行项目化串联，让学生的学习从生活中来，到应用中去。
五、以赛促练，“人工智能 教育”全面开花 学校长期开展人工智能编程与设计大赛，项目涵盖人工智能、编程、创客、机器人等，2～6年级的学生在接受普及教育的基础上可自主参加。目标是让每一个学生了解人工智能，进而掌握人工智能技术。新冠肺炎疫情期间，我校人工智能社团举行了“战疫编程 抗疫我行”网上编程赛，学生们自主命题，通过每日更新的排行榜和积分奖励激发了参与热情，锻炼了编程实战能力与意志力。
我校机器人团队在各级各类比赛中，硕果累累。2013年，在亚太青少年机器人竞赛（APRC）新加坡国际公开赛上，包揽机器人篮球赛和机器人急速争霸赛冠亚军。2015年，在韩国富川国际赛上，获挑战赛项目和清障赛项目两枚铜牌。2016年，在澳大利亚国际机器人奥林匹克大赛（IRO）上，挑战赛与3D创意设计项分获铜牌。2017年，在中国台湾青少年机器人世界杯（FIRA Youth）国际赛上，获挑战赛项目金牌、救援赛项目铜牌。2019年，在韩国昌源FIRA Youth国际赛上，摘得挑战联赛项目团体银牌、工程挑战赛项目2金2银、技能挑战赛项目2枚铜牌。
近年来，我校先后累计220个学生参加国内、国际机器人奥林匹克竞赛和FIRA机器人世界杯竞赛，获得国家级以上金银铜牌分别为26、28、47枚，总计101枚。自2017年开始参加山东省青少年信息学奥林匹克竞赛以来，共有15人获一等奖，学校连续三年被评为山东省信息学奥赛金牌学校。
六、三全三成，“人工智能 教育”扬帆起航
“三全三成”即智慧校园网络全覆盖、多媒体网络全到班、数字化科技实验室全到位。如今，智慧课堂、纸笔课堂在珠小已成为常态化教学课堂，而VR/AR、智慧校园系统等教育教学软件的应用也开始融入校园师生的日常学习交流中。多方位数据支撑为学生的个性化学习、教师的精准化教学提供了有力支持，直播课堂、线上家访、视频互动、网络答题等网络学习方式，构建起了一个崭新高效的云端智慧校园。
路虽远，行则至;事虽难，做则成。珠江路小学教育集团将继续探索人工智能和对学生更深层面、更多维度培养的融合。同时，加强教育资源和管理公共服务平台升级工程建设，校园网、校园平台实施改造，高标准校园网络系统建设，为教育教学应用构建扎实稳定的网络服务平台。还要不断优化教学资源库，继续开展教師信息技术培训等活动。“智引未来，赋能生慧”。我们相信，有了人工智能的潜心研究，会让教师骑上信息技术的快马，在奔跑中学会驾驭它;让学生的个性化学习和减负增效得以实现;让每一位参与人工智能的师生都因研究得以与时俱进。