李東

大數(shù)據(jù)和人工智能時代正在快速深刻地改變我們的學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式、思維方式，包括我們解決問題的方式，人工智能已經(jīng)從多個層面上對教育課程體系提出了深層挑戰(zhàn)。因此，教育部提出了“人工智能+X”背景下的培養(yǎng)人才新目標，有助于升級傳統(tǒng)的教學(xué)模式，改革教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)實踐，讓教育教學(xué)跟AI深度融合并向智能化、高效化發(fā)展。

泉州五中是一所具有深厚文化積淀的百年老校，秉承“以人為本，追求卓越;和諧發(fā)展，服務(wù)社會”的辦學(xué)理念。近年來，學(xué)校更是以開拓創(chuàng)新的辦學(xué)理念、科學(xué)規(guī)范的管理實踐和全面豐收的辦學(xué)效益贏得社會各界的廣泛贊譽，《中國教育報》《福建日報》等媒體多次長篇報道學(xué)校全面推進素質(zhì)教育的做法和成效。面對新的教育形式，泉州五中積極探索人工智能、創(chuàng)客教育和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)系，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為切入點，在發(fā)展慕課，即通過大規(guī)模在線教育形成“共享名師和優(yōu)課”模式的同時，與人工智能教育有機結(jié)合起來，形成了自己獨特的STEAM課程教育模式，由淺入深構(gòu)建通識課程、校本課程和競賽課程 “人工智能+慕課”三級課程體系，積極探索人工智能背景下的混合式（在線慕課+課堂研討+實踐環(huán)境）教學(xué)方法，取得了可喜的成績。

一、開設(shè)“慕課+人工智能”STEAM分級特色化校本課程

如何提升傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)方法，讓教學(xué)內(nèi)容和方式更加智能化和高效化，把教師從簡單、機械繁瑣的“教學(xué)”工作中解放出來，從而使學(xué)生將來的潛力和能力不落后于人工智能時代的發(fā)展，是新時代中小學(xué)面臨的必須盡快解決的課題。

泉州五中研究大數(shù)據(jù)以及人工智能輔助下的以學(xué)生為中心的課程體系設(shè)置，率先根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生發(fā)展特點，開發(fā)或者選擇適合不同學(xué)段人工智能創(chuàng)客教育資源，形成有效銜接的、適合基礎(chǔ)教育階段的系列創(chuàng)客教育校本課程或體驗活動項目，為每個學(xué)生提供個性化、定制化、智能化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法，從而激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科的知識和實踐學(xué)習(xí)欲望，實現(xiàn)線上線下教育模式的協(xié)同，及人工智能與慕課的深度融合。

1.課程的設(shè)立

課程設(shè)置以培養(yǎng)新一代勞動者為導(dǎo)向，以社會需求為目標，以實踐能力提高為核心，強調(diào)理論性與應(yīng)用性的有機結(jié)合，突出案例分析和實踐教學(xué)。不斷創(chuàng)新開發(fā)能夠體現(xiàn)學(xué)科前沿性和實踐性的人工智能課程體系。

STEAM教育課程有三大類：跨學(xué)科的整合性課程、強調(diào)探究設(shè)計和創(chuàng)造的實踐性課程、內(nèi)容豐富的開放性課程。具體包括：機器人、樂高積木、趣味科學(xué)實驗、編程教育、開源硬件、STEAM科學(xué)實驗、3D打印、激光切割創(chuàng)意手工等。STEAM教育特點是滿足學(xué)生發(fā)展的需求、注重學(xué)科知識的綜合應(yīng)用、強化工程思維的培養(yǎng)。

（1）科學(xué)哲學(xué)先行——認識創(chuàng)新五階段

認識創(chuàng)新五階段分別是吃透背景——才有原動力（描述問題情境：做事情需要理由，了解背景就是了解做事的緣由，找到做事的動機和目標）;凝練問題——就是簡化、省略（如果將發(fā)生的事情簡單、省略、抽象化再看，就會清晰很多。以不同的劃分方式將問題拆分成若干個子問題，決定從哪個問題開始，像下棋一樣一步步來）;查閱文獻——才有前瞻性（查閱文獻=吸收、學(xué)習(xí)，注意探索歷史，了解發(fā)展規(guī)律。掌握知識點的5個W和1個H：What was done—做了什么工作，Who—工作是誰做的;When—什么時候做的;Where—在哪里做的;Why—為什么要做;How—這個工作怎么做）;大膽猜想;小心求證。

（2）開設(shè)校本選修課

學(xué)校有《Arduino創(chuàng)意電子設(shè)計與制作》《智能垃圾桶項目》《導(dǎo)游機器人項目》等科創(chuàng)項目的應(yīng)用與開發(fā)。同時舉辦了暑假創(chuàng)客夏令營、周末創(chuàng)客班（針對小學(xué)生和初中生開設(shè)《樂高機器人的設(shè)計與編程》和《mbot機器人的設(shè)計與編程》）等創(chuàng)客學(xué)習(xí)活動。

2.課程分級目標

（1）總目標

“人工智能+慕課”以連通主義理論和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的開放教育學(xué)為基礎(chǔ)，以提高每一個學(xué)生的STEAM素養(yǎng)為總目標。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)TEAM領(lǐng)域產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，親歷STEAM實踐活動過程，逐步形成價值觀、必備品格和STEAM關(guān)鍵能力，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，為高校自主招生輸送人才。

（2）分級目標

這些課程跟傳統(tǒng)中學(xué)課程一樣循序漸進地讓學(xué)生從初學(xué)者成長為有一定人工智能水平的實踐者，少數(shù)學(xué)生參加上級相關(guān)比賽。通識課程與校本課程非常豐富，精彩紛呈，基本上都是我校名師開設(shè)的。

3.STEAM教育的策略

（1）項目式學(xué)習(xí)是核心

通過電腦編程、硬件搭建、造型設(shè)計等創(chuàng)作智能實物作品，如趣味電子裝置、互動多媒體、智能機器等;基于項目式學(xué)習(xí)的PBL：提出問題，調(diào)查研究，設(shè)計制作，分享評價，拓展提高。

（2）注重學(xué)生編程、設(shè)計思維的訓(xùn)練

例如植樹問題、農(nóng)夫過河問題、雞兔同籠等用編程的方法、動畫的形式展現(xiàn)出來。像這樣的PBL項目式學(xué)習(xí)，會先給孩子們描述要解決的問題。其中很重要的一點是要具備工程思維：基于證據(jù)優(yōu)化設(shè)計。引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)規(guī)律創(chuàng)新設(shè)計，選擇材料物化設(shè)計，基于證據(jù)優(yōu)化設(shè)計。引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)的可靠性、安全性、經(jīng)濟性等視角思考解決方案在真實情境下應(yīng)用的可行性，通過嚴謹?shù)墓こ淘O(shè)計與實踐過程，幫助學(xué)生認識和理解客觀世界的科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生向真實生活遷移的工程理念。

（3）逐級推進

全國青少年創(chuàng)客基礎(chǔ)技能測評標準分電子電路、結(jié)構(gòu)傳動、編程算法、數(shù)字制造四個模塊，每個模塊分四個等級標準，我們從一級開始，逐級推進。學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)客過程可以原創(chuàng)，可以引進與借鑒，可以拓展與改編。玩中學(xué)（小學(xué)，注重趣味性學(xué)習(xí)）—做中學(xué)（初中，注重探究性學(xué)習(xí)）—思中學(xué)（高中，注重問題和設(shè)計的學(xué)習(xí)）。

4.構(gòu)建課程分級評價體系

從2012年9月開始，泉州五中以給學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)為落腳點，根據(jù)自身管理的需求自主研發(fā)了學(xué)生綜合素質(zhì)多元評價管理系統(tǒng)。學(xué)生綜合素質(zhì)的多元評價體系為學(xué)生提供個性化的幫助，充分彰顯學(xué)生個性特色，滿足學(xué)生個性化、多元化發(fā)展需要，實現(xiàn)學(xué)生綜合發(fā)展和終身發(fā)展狀況的記錄和評價，為同一領(lǐng)域的研究提供了成功的范例。福建省教育廳下發(fā)閩教綜[2016]17號文件，委托我校研發(fā)適用于全省的綜合素質(zhì)管理系統(tǒng)。2017年8月，該項目入選福建省中小學(xué)德育建設(shè)十佳示范項目。學(xué)校的綜合素質(zhì)多元評價體系，以每學(xué)期的綜合素質(zhì)等級評價結(jié)果為獎勵表彰學(xué)生的重要依據(jù)。

（1）通識課程評價

全校學(xué)生點擊慕課課程后，網(wǎng)絡(luò)中會有學(xué)習(xí)時間的記錄，有相關(guān)問卷調(diào)查和相關(guān)簡單問題的回答，這些數(shù)據(jù)可作為每位學(xué)生綜合素質(zhì)評價中科學(xué)意識評價的依據(jù)。

（2）校本課程評價

在學(xué)校網(wǎng)站的校本課程學(xué)習(xí)管理區(qū)中，任課教師可對學(xué)生選修的創(chuàng)客課程的理論知識、實踐能力、出勤情況、作業(yè)完成、考試成績情況等進行課程的評價?？苿?chuàng)中心的老師開設(shè)許多校本課程，每門課都有相對頻繁的小測驗，有時還有期中和期末考試?？荚囃ǔ２捎眯〗M評價和老師評價，其中小組評價可以由同學(xué)評分（比如一門課的每份試卷由同班的五位同學(xué)評分，最后分數(shù)為平均數(shù)）。一些學(xué)生成立了網(wǎng)上學(xué)習(xí)小組，或跟附近的同學(xué)組成面對面的學(xué)習(xí)小組。

（3）競賽課程評價

根據(jù)興趣愛好和基礎(chǔ)水平，選報不同級別的人工智能競賽和機器人大賽，根據(jù)參賽成績和授課過程的表現(xiàn)評價成績。這類學(xué)生綜合素質(zhì)評價中的科學(xué)素養(yǎng)評分往往比較高。

總之，在綜合素質(zhì)評價環(huán)境下，學(xué)校也將創(chuàng)客教育相關(guān)校本課程納入這個評價體系中，根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)客教育校本課程研修情況，評選個性發(fā)展突出的優(yōu)秀學(xué)生，讓更多學(xué)生體驗成功、感受激勵。該系統(tǒng)能為學(xué)生和家長選擇適宜學(xué)生發(fā)展的高等院校及工作崗位提供參考，也能為學(xué)校更好地了解學(xué)生成長狀況，適時調(diào)整辦學(xué)策略提供科學(xué)的參考。

二、創(chuàng)建人工智能慕課學(xué)習(xí)平臺

人工智能技術(shù)用于教育最重要、最迫切的就是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)，我校大力推進人工智能技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合，創(chuàng)建人工智能慕課學(xué)習(xí)平臺，推動智能教育的快速高效發(fā)展，讓更多學(xué)生受益。

慕課的主要特點是大規(guī)模的開放課程、網(wǎng)絡(luò)課程，這些課程掛在校園網(wǎng)的人工智能教育專題欄中，除了供選修該校本課程的學(xué)生學(xué)習(xí)外，非校本課程學(xué)生也可學(xué)習(xí)。這樣，學(xué)生聽課的地點不受局限。對于學(xué)校評出的精品課程，平臺會加以特別注明，點擊量往往特別多。目前，我校線上人工智能慕課數(shù)量已達64門，學(xué)習(xí)人數(shù)突破10萬人次，慕課總量、參與開課老師數(shù)量、學(xué)習(xí)人數(shù)均處于泉州領(lǐng)先地位。

除了慕課平臺以外，我校還拓寬渠道利用科普講座、圖片展覽、報刊等各種形式進行廣泛宣傳教育，篩選出一批可借鑒的整合案例或獲獎的成功案例，供后續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。

三、構(gòu)建“慕課+人工智能”STEAM分級課程的運行機制

1.政策引領(lǐng)——創(chuàng)客教育實施框架

全校老師學(xué)習(xí)《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》《教育信息化“十三五”規(guī)劃》等文件，對創(chuàng)客教育進行頂層規(guī)劃、課程設(shè)置、課程開發(fā)、實施保障、課程實施、學(xué)習(xí)評價等方面的深入研究。

2.組織管理——領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)、組成成員與活動機制

創(chuàng)建校級人工智能創(chuàng)客教育管理與激勵機制。人工智能教育是創(chuàng)新教育的重要途徑，也是學(xué)校教育變革的重要方向。學(xué)校實施人工智能創(chuàng)客教育絕不是建設(shè)一個人工智能創(chuàng)客教室和單純開設(shè)一門校本課程那么簡單，而是一項系統(tǒng)工程，需要一個包含目標規(guī)劃、實施路徑、保障條件等要素的行動框架，從而避免實踐中的盲目跟風(fēng)和無的放矢。

3.硬件建設(shè)——基礎(chǔ)保障

學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，將在資金、技術(shù)、人員、外出學(xué)習(xí)等各方面予以全力支持。將不斷加大資金投入，完善硬件條件，加強人工智能創(chuàng)客教育環(huán)境建設(shè)，因地制宜，依據(jù)本土化和低成本原則，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有條件就地取材，把學(xué)?，F(xiàn)有的發(fā)明創(chuàng)造室、物理實驗室、電子制作室、航模車模室、木工雕刻室、剪紙創(chuàng)作坊、陶藝制作坊等功能室升級改造為人工智能教育創(chuàng)客空間。

學(xué)校組建科創(chuàng)中心高端實驗室，目前學(xué)?？苿?chuàng)中心擁有以Leg6、Arduino、Stm32為主題的三間高端創(chuàng)客實驗室，及以機器人社和科創(chuàng)社為主的學(xué)生創(chuàng)客活動中心。

4.學(xué)習(xí)培訓(xùn)——后續(xù)人才的培養(yǎng)

學(xué)校致力于研究人工智能教育指導(dǎo)教師必須掌握的理論、指導(dǎo)技能，和人工智能創(chuàng)客教育教師的培養(yǎng)機制。為了更深入地學(xué)習(xí)，學(xué)校組織科創(chuàng)中心成員到廣東參加創(chuàng)客培訓(xùn)，了解到創(chuàng)客文化、創(chuàng)客精神的內(nèi)涵，以及創(chuàng)客的基本技術(shù)、基本技能。

同時，我校注重與本地高校對接，與附近的華僑大學(xué)和泉州師院共同建設(shè)師資合作基地，打造標準化的師資培訓(xùn)隊伍。

5.資源整合——可持續(xù)發(fā)展

泉州五中聯(lián)合泉州市直三所學(xué)校，從幼兒園到高中，凝聚了十幾位老師，組建有創(chuàng)客教育經(jīng)驗或者意向的教師隊伍，組建課題團隊，課題組成員由多名中高級教師組成，每周舉行一次課題實施集備會，每月進行校際人工智能創(chuàng)客教育交流研究，目前已取得豐碩成果，受到上級機關(guān)的肯定和贊譽。

四、實踐創(chuàng)新與收獲

我校幾年來基于“慕課+人工智能”STEAM分級課程的探索之路，實現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合，有效培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力，體驗性活動引導(dǎo)了學(xué)生經(jīng)歷實踐性知識的生成過程，多樣化技術(shù)的支持使STEAM教育更有效。

首先是基本技能的進步與提高，在創(chuàng)作的過程，可能會遇到不同的困難就會驅(qū)使學(xué)生掌握更多的技能，以便更好地完成任務(wù);其次是綜合實踐能力的進步與提高，當然，我們還需要培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力、藝術(shù)加工能力，這對學(xué)生的綜合實踐能力就是一種升華和造就;再者，就是創(chuàng)造性思維的發(fā)展與提升，學(xué)生通過想象、創(chuàng)造，開發(fā)了一個新項目;在玩耍、與同伴分享的過程中產(chǎn)生新的點子，進一步反思、想象，創(chuàng)造。近幾年來，我校已有20多個項目在全省、全國比賽中獲獎。

人工智能時代，教育改變的不僅是邊界和方式，更多觸及的是內(nèi)核的改變，滿足每個人的差異需求，“讓每個孩子都成功”不再是口號，“教育個性化”將真正得以實現(xiàn)。泉州五中近幾年基于“慕課+人工智能”STEAM分級課程的探索之路，使STEAM教育不再只是滿足少數(shù)人，并開發(fā)出一系列新作品和課程資源，逐步建成一支基礎(chǔ)教育階段學(xué)校創(chuàng)客教育的教師團隊，認真總結(jié)“慕課+人工智能”STEAM分級課程的資源開發(fā)、課程建設(shè)、教師培養(yǎng)等方式方法，形成發(fā)展機制，實現(xiàn)推廣應(yīng)用，為培養(yǎng)人工智能時代新公民做出自己應(yīng)有的努力和貢獻，在福建省中小學(xué)中豎起了一面旗幟。

編輯 王彥清