2024年5月，由中國教育技術(shù)協(xié)會信息技術(shù)教育專業(yè)委員會和華人探究學(xué)習(xí)學(xué)會聯(lián)合主辦、北京市教育研究院和北京第一師范學(xué)校附屬小學(xué)聯(lián)合承辦的第七屆中小學(xué)人工智能教育展示活動在北京順利舉行。本屆展示活動旨在探討和推廣人工智能教育的優(yōu)秀經(jīng)驗，促進我國人工智能教育的高質(zhì)量發(fā)展，現(xiàn)場共設(shè)置了中小學(xué)人工智能教育專家論壇、教師基本功展示、教研論文展示、研究課展示4項活動。來自全國各地的550余名領(lǐng)導(dǎo)、專家、一線教師及相關(guān)企業(yè)代表參加了展示活動。

專家論壇：關(guān)注人工智能教育的創(chuàng)新發(fā)展

在我國教育、科技、人才“三位一體”建設(shè)的進程中，以人工智能賦能的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級，正成為當(dāng)下教育改革的新趨勢。中小學(xué)人工智能教育專家論壇圍繞新一代人工智能技術(shù)發(fā)展與教育模式創(chuàng)新開展了深入探討。

人工智能技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用

隨著生成式人工智能的迅猛發(fā)展，大規(guī)模、高效率、深層次的人機協(xié)同成為趨勢[1]，人工智能正在深刻改變著人類學(xué)習(xí)和生活的方式。在本次論壇中，華人探究學(xué)習(xí)學(xué)會理事長李玉順教授從國家教育數(shù)字化建設(shè)的角度闡述了人工智能賦能教育改革的時代價值，他認(rèn)為以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新技術(shù)賦能教育高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展，有效推動了教育活動空間的升級轉(zhuǎn)型[2]。清華大學(xué)社會科學(xué)學(xué)院龔超教授指出“人工智能+教育”是國家發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的主要陣地，并針對當(dāng)前生成式人工智能技術(shù)的發(fā)展動向和變革性影響，探討了如何更好地構(gòu)建人機協(xié)同的教學(xué)新模式。中國人民大學(xué)高瓴人工智能學(xué)院宋睿華教授從理解、生成與交互3個維度，介紹了“文瀾”多模態(tài)大模型的研發(fā)進展及其在教育領(lǐng)域的新應(yīng)用場景，這些新工具與新方法不僅有助于提高學(xué)習(xí)者的參與度和學(xué)習(xí)動力，而且能夠有效提升學(xué)生對知識的理解和問題解決的能力。

綜上，人工智能技術(shù)、教育大數(shù)據(jù)挖掘、多模態(tài)學(xué)習(xí)分析等關(guān)鍵技術(shù)的深度運用，有利于為師生提供更高效且個性化的學(xué)情分析與規(guī)劃指導(dǎo)。創(chuàng)設(shè)更開放且多模態(tài)的對話環(huán)境與交互空間，為培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和高階思維能力提供了重要支撐。與此同時，專家學(xué)者普遍意識到，人工智能教育應(yīng)用是把雙刃劍，運用技術(shù)解決教育問題時，需要回歸到特定的產(chǎn)品和應(yīng)用場景，明晰技術(shù)功能的實現(xiàn)邊界，以及這些技術(shù)如何具體地服務(wù)于教育目標(biāo)和帶來教學(xué)實踐的積極變化，這是人機智能協(xié)同有效賦能教育的關(guān)鍵，也是人工智能教育應(yīng)用領(lǐng)域未來研究的重要方向。

人工智能教育實踐與人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展不僅推動了科技革新的浪潮，同時也激發(fā)了我們對拔尖創(chuàng)新人才的迫切需求。人工智能素養(yǎng)是應(yīng)人工智能技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一種新的素養(yǎng)類型，也是科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵組成部分，它為學(xué)生提供了適應(yīng)未來科技創(chuàng)新所需的技術(shù)知識、思維模式和情感態(tài)度[3]。盡管當(dāng)前不少學(xué)校已經(jīng)進行了人工智能教育活動的實踐探索，但從實踐情況看，依然面臨課程定位模糊、內(nèi)容設(shè)計割裂、實施策略單一、課程評價薄弱等挑戰(zhàn)。在此背景下，龔超指出，應(yīng)結(jié)合相關(guān)頂層設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建主線引領(lǐng)、逐步進階、原理與實踐并舉的中小學(xué)人工智能課程體系，課程內(nèi)容既要順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又要體現(xiàn)做中學(xué)、用中學(xué)和創(chuàng)中學(xué)的具身學(xué)習(xí)特點，以促進學(xué)生的全面發(fā)展。北京市東城區(qū)教育科學(xué)研究院郭艷玫認(rèn)為，在教學(xué)實踐和資源建設(shè)方面，應(yīng)加強與各級教研專家、高校教師和技術(shù)公司的多維聯(lián)動，充分發(fā)揮人工智能教育實驗學(xué)校的示范作用，以點帶面，形成合力，協(xié)同推進區(qū)域內(nèi)人工智能教育的深入發(fā)展。

在具體實施層面，中國人民大學(xué)附屬中學(xué)圍繞素養(yǎng)基礎(chǔ)、專業(yè)拓展和先修提升3個方面，結(jié)合人工智能教學(xué)和虛擬仿真平臺，打造了“人工智能+X”跨學(xué)科課程群，將人工智能教育有效融入學(xué)科教學(xué)、社團活動與科技競賽之中。北京第一師范學(xué)校附屬小學(xué)校長狄永杰分享了學(xué)校在育人環(huán)境建設(shè)、教師信息素養(yǎng)提升及人工智能課程實施方面的寶貴實踐經(jīng)驗。由此可見，人工智能學(xué)習(xí)資源及空間建設(shè)是保障人工智能課程逐步落實與普及的重要抓手，而師資力量則是保障人工智能教育持續(xù)發(fā)展與優(yōu)化的關(guān)鍵因素。當(dāng)前，信息科技教師是開展人工智能課程的骨干力量，在具體實踐過程中仍面臨專職教師短缺、專業(yè)素養(yǎng)不足等問題。對此，專家鼓勵信息科技教師積極與數(shù)學(xué)、物理、科學(xué)、通用技術(shù)等學(xué)科教師共同建設(shè)人工智能課程，并呼吁各地加強中小學(xué)人工智能課程師資與跨學(xué)科教研培訓(xùn)，以期為我國人工智能教育的持續(xù)發(fā)展注入強勁動能。

基本功展示：突顯人工智能教師的專業(yè)素養(yǎng)

面對新一代人工智能教育發(fā)展的新趨勢，教師需要具備更高的人工智能素養(yǎng)和教學(xué)設(shè)計能力[4]。本屆活動共遴選出96名中小學(xué)人工智能課程教師入圍現(xiàn)場基本功展示活動，內(nèi)容包括“人工智能技術(shù)測試”和“說課展示”2個環(huán)節(jié)。

人工智能技術(shù)測試反映教師專業(yè)本色

為充分考查教師的人工智能素養(yǎng)與技術(shù)應(yīng)用能力，技術(shù)測試環(huán)節(jié)要求參賽教師在180分鐘內(nèi)完成人工智能基礎(chǔ)知識測試，測試內(nèi)容包括8道客觀題和2道綜合題。客觀題側(cè)重于考查教師對人工智能基礎(chǔ)理論和前沿知識的掌握情況。綜合題則重在考查教師的編程基礎(chǔ)，以及對人工智能原理的理解與技術(shù)路線分析能力，題目分別是基于傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)算法的“汽車燃油效率和回歸預(yù)測”和基于深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架應(yīng)用的“五禽戲圖像分類”。測試結(jié)果顯示，在大語言模型輔助下，客觀題得分較高，小學(xué)、初中、高中學(xué)段教師的平均分分別為21.7分、22.2分和24.8分（滿分30分）；綜合題得分普遍較低，2道編程題的平均分分別為15.6分（滿分30分）和13.5分（滿分40分），小學(xué)教師得分相對較低，而高中教師整體表現(xiàn)更佳。

雖然此次測試在斷網(wǎng)條件下進行，但現(xiàn)場提供的無代碼模型訓(xùn)練工具（EasyTrain）、本地搭建環(huán)境（XEdu）和大語言模型輔助工具，降低了模型訓(xùn)練和編程的難度。遺憾的是，從技術(shù)測試結(jié)果看，大部分教師的人工智能素養(yǎng)仍有待提升，尤其體現(xiàn)在對人工智能的理解和系統(tǒng)設(shè)計方面。從問題解決的角度而言，面對一個復(fù)雜問題時，首先需要分析其技術(shù)實現(xiàn)路線，即將大問題分解為若干個子問題，形成問題鏈，并通過類比、歸納、想象等方法為每個子問題找到合適的解決方案，最終形成新的解題思路。此外，在使用大語言模型工具時，應(yīng)基于問題的分析與拆解，在提示詞中明確具體需求并提供充分的問題描述。例如，在查詢“汽車燃油效率和回歸預(yù)測”的編程代碼時，應(yīng)盡可能說明所需算法和數(shù)據(jù)集特征，包括哪些數(shù)據(jù)作為特征值或標(biāo)簽值等，以提高回復(fù)的可靠性和有效性。

說課展示體現(xiàn)教師教學(xué)特色

教師說課是教學(xué)實踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅有助于教師系統(tǒng)地構(gòu)思與規(guī)劃教學(xué)，也是教師展示教學(xué)技能和綜合素質(zhì)的機會。

首先，在內(nèi)容選擇方面，教師需基于相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)，充分挖掘人工智能的跨學(xué)科性、實踐性和發(fā)展性，合理選擇和組織知識內(nèi)容。本屆參賽教師的說課主題多樣，涉及智能小車、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智慧校園等領(lǐng)域，覆蓋了人工智能應(yīng)用、人工智能算法和智能作品開發(fā)等內(nèi)容。相較于傳統(tǒng)的人工智能課程主題，個別選題如利用生成式人工智能體驗與探索未來職業(yè)、基于Chatbot對話程序開發(fā)校園人工智能心理安撫助手等，既貼近學(xué)生生活又體現(xiàn)了新技術(shù)與新方法，更有利于激起學(xué)生的探究欲望。此外，智能橋涵積水預(yù)警系統(tǒng)、井下生命營救系統(tǒng)、裂縫檢測系統(tǒng)等選題，以社會熱點問題為切入點，注重引導(dǎo)學(xué)生從人工智能角度探索問題解決的思路及方法，更能體現(xiàn)人工智能技術(shù)應(yīng)用的情境性與價值性。

其次，在教法設(shè)計方面，以學(xué)生為中心是課堂教學(xué)方法選用的核心原則。不少參賽教師在“項目化+任務(wù)式”的教學(xué)模式基礎(chǔ)上，靈活運用多種教學(xué)方法，形成了個性化的教學(xué)策略。例如，在“我的數(shù)字設(shè)備監(jiān)督員”項目中，教師結(jié)合逆向工程教學(xué)法[5]，設(shè)計了“逆向分解—糾錯復(fù)原—原理探究—迭代升級”的任務(wù)主線，以引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜系統(tǒng)自頂向下劃分成若干子模塊，逐步實現(xiàn)對原型作品的復(fù)原與優(yōu)化。再如，在“從數(shù)據(jù)預(yù)測到智慧決策——線性回歸探秘”案例中，教師將核心問題“預(yù)測網(wǎng)店銷售額”分解為4個層層遞進的子問題，并圍繞問題鏈設(shè)置了對應(yīng)的教學(xué)活動，以幫助學(xué)生逐步掌握線性回歸算法的原理及應(yīng)用。

最后，教師的語態(tài)和教態(tài)是知識、技能、素養(yǎng)傳遞的重要載體，也是教師最基本的能力。此次活動中，大部分參賽教師在講臺上自信滿滿、教態(tài)大方，無論是課件制作還是教學(xué)示范，都展現(xiàn)出了扎實的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)。

教研論文展示：探索人工智能教育的實施路徑

從區(qū)域推進方案到校本建設(shè)方案，再到課程教學(xué)案例，本屆展示活動共征集到中小學(xué)人工智能教研論文400余篇，內(nèi)容涵蓋人工智能教學(xué)案例、經(jīng)驗、方法、模式等方面的探索與實踐，主要分為推進方案、教研論文和教學(xué)案例3類。

推進方案

為貫徹落實國家人工智能戰(zhàn)略規(guī)劃和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，全國各地正積極推進人工智能教育的普及與發(fā)展。本屆活動共遴選出20余篇區(qū)域（校本）推進方案入圍現(xiàn)場展示，覆蓋廣東、浙江、重慶等13個省市，以促進區(qū)域間的經(jīng)驗交流與分享。

從區(qū)域?qū)用婵矗瑯?gòu)建具有地方特色的人工智能課程體系，整合地方資源以創(chuàng)建虛實結(jié)合的教學(xué)資源與學(xué)習(xí)環(huán)境，對提升學(xué)生科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力、推動教育均衡與創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義，這也反映了我國在人工智能賦能教育行動中取得的顯著進步。例如，深圳市寶安區(qū)結(jié)合地方特色，建立了分階段、分層次的人工智能課程體系，并通過規(guī)范教材使用、建設(shè)教育平臺和實驗室、提升師資水平等舉措，全面推進人工智能課程的實施；溫州市圍繞育人目標(biāo)定位、課程內(nèi)容梳理、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和區(qū)域均衡發(fā)展等關(guān)鍵問題，提出“重構(gòu)學(xué)科教材、細(xì)化評價指標(biāo)、強化學(xué)科實踐、錄制數(shù)字課程”等實施策略，構(gòu)建了素養(yǎng)導(dǎo)向下的“數(shù)字+”課程體系和框架。同時，針對農(nóng)村地區(qū)在人工智能普及教育中遇到的問題，有學(xué)者提出“設(shè)備普及+特色、師資隊伍日?；?差異化、區(qū)域發(fā)展可持續(xù)+閉環(huán)發(fā)展”等改進措施，以促進教育公平和質(zhì)量提升。

在國家與地區(qū)政策的有力推動下，各學(xué)校也在積極開發(fā)符合本校特色與學(xué)生發(fā)展目標(biāo)的人工智能校本課程。例如，杭州市某小學(xué)結(jié)合當(dāng)?shù)毓沛?zhèn)特色，打造出“AI上智慧古鎮(zhèn)”校本課程，通過項目活動引導(dǎo)學(xué)生運用人臉識別、智能語音、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對古鎮(zhèn)的郭璞井、乾隆碑和糕點鋪進行智能化改造，實現(xiàn)了人工智能教育與地方文化的有機融合。這些舉措不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，也為區(qū)域人工智能教育的深入實施提供了行之有效的經(jīng)驗。

教研論文

教研論文作為學(xué)術(shù)性文獻(xiàn)，側(cè)重于展示教育研究的理論和實證成果。本屆展示活動共遴選出80余篇中小學(xué)人工智能教育領(lǐng)域的優(yōu)秀論文入圍現(xiàn)場展示，論文選題從人工智能技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用研究，到中小學(xué)人工智能課程的教學(xué)模式與策略研究，再到“人工智能+X”的跨學(xué)科課程與教學(xué)研究，反映了人工智能技術(shù)在教育中的多元應(yīng)用，以及教師在整合新技術(shù)、推動教育創(chuàng)新中的關(guān)鍵作用。在人工智能賦能學(xué)科教學(xué)方面，以生成式人工智能為代表的人工智能工具正在被廣泛探索應(yīng)用于因材施教與個性化學(xué)習(xí)。例如，“生成式人工智能支持個性化學(xué)習(xí)的研究與應(yīng)用”構(gòu)建了生成式人工智能在高中信息技術(shù)編程教學(xué)中的應(yīng)用策略，并通過實證研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)教師二次開發(fā)的人工智能助手能夠針對程序中的錯誤為學(xué)生提供個性化指導(dǎo)，“問題濾網(wǎng)”的設(shè)置有助于提高教學(xué)效率和避免技術(shù)濫用。

在人工智能課程教學(xué)策略方面，不少論文針對實際人工智能課堂教學(xué)中存在的學(xué)生體驗單一、學(xué)習(xí)層次淺顯、技術(shù)實踐薄弱等問題，從理論與實證兩方面予以了積極回應(yīng)。例如，“大概念視角下的初中人工智能單元教學(xué)探索”圍繞“感知、表示與推理、機器學(xué)習(xí)、人機交互、社會影響”五大概念，重組課程內(nèi)容體系，重構(gòu)教學(xué)模式，并開展相關(guān)實證研究，以期為促進人工智能教育的有效實施提供參考。又如，“基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)人工智能教學(xué)策略研究”結(jié)合教學(xué)實踐，提出具身體驗多元化、分析提煉深度化、程序設(shè)計個性化等教學(xué)策略，以豐富學(xué)生的交互感知，促進其人工智能素養(yǎng)和計算思維的提升。

在跨學(xué)科課程設(shè)計與實施方面，研究問題主要聚焦于如何通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動，深化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，同時培養(yǎng)其跨學(xué)科創(chuàng)新能力[6]，從而促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。例如，“基于CDIO模式的小學(xué)人工智能跨學(xué)科課程構(gòu)建”以“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”為實踐邏輯，從跨學(xué)科概念“系統(tǒng)與模型”出發(fā)，設(shè)計了涵蓋機器學(xué)習(xí)、智能語音、生物多樣性等多學(xué)科知識的“別具慧眼AI出行”單元課程。又如，“小學(xué)古詩與人工智能深度融合的教學(xué)策略研究”將語音識別、人工智能生成創(chuàng)作、智能導(dǎo)航等人工智能知識有效融入小學(xué)古詩詞教學(xué)中的“讀、解、繪、尋（寫）”4個環(huán)節(jié)，充分展示了“人工智能+X”跨學(xué)科學(xué)習(xí)對提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要意義。

教學(xué)案例

教學(xué)案例是實際教學(xué)策略與經(jīng)驗的具體描述。本屆展示活動共遴選出50余篇中小學(xué)人工智能教育優(yōu)秀教學(xué)案例入圍現(xiàn)場展示，從方案設(shè)計、教學(xué)實施和評價反思等方面為教師提供了實踐指導(dǎo)和啟示。

首先，在目標(biāo)與內(nèi)容方面，人工智能課程強調(diào)技術(shù)原理與實踐應(yīng)用相結(jié)合，凸顯人工智能技術(shù)應(yīng)用的必要性，避免知識與實踐分裂、學(xué)習(xí)與應(yīng)用分離。例如，“人工智能+物理的跨學(xué)科課程設(shè)計與實施”案例針對物理實驗“重力加速度的測量”中的計算成像知識，引導(dǎo)學(xué)生比較傳統(tǒng)方法和智能方法在解決“看不見”“看不清”問題上的差異，有利于學(xué)生理解機器學(xué)習(xí)原理及其在跨學(xué)科研究中的重要性。

其次，在過程與方法方面，人工智能課程倡導(dǎo)以真實問題為情境，以主題任務(wù)為載體，以實踐探索為主線，靈活運用項目式、情境化和游戲化等多種教學(xué)模式。例如，“ChatGPT校園心理醫(yī)生”主題學(xué)習(xí)項目基于EDIPT模型，設(shè)置了“困秘—解密—探秘—用秘—展秘”5個實踐環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生分析校園心理問題疏導(dǎo)的需求，并結(jié)合相關(guān)軟硬件開發(fā)工具設(shè)計和開發(fā)出作品原型，體會人工智能的應(yīng)用價值。

最后，在評價與反思方面，大多數(shù)案例都設(shè)置了相應(yīng)的學(xué)習(xí)評價任務(wù)，能夠從自評、互評、教師評價等多元評價角度，實施作品評價、過程性評價、素養(yǎng)評價等多維度的評價。但也應(yīng)看到，部分案例仍存在評價依據(jù)不充分、評價量表設(shè)計主觀化、缺乏評價結(jié)果分析等問題，需要教師在實踐中進一步明確和優(yōu)化，并將評價結(jié)果有效應(yīng)用于教學(xué)過程的持續(xù)改進。

研究課展示：打造人工智能課堂的特色生態(tài)

在人工智能教育實踐中，人工智能技術(shù)既作為課堂教學(xué)的新內(nèi)容，又作為賦能教學(xué)的新工具，貫穿于課堂的各個環(huán)節(jié)與場景，形成了新一代人工智能課堂的特色生態(tài)。在中小學(xué)人工智能研究課展示環(huán)節(jié)，北京市和平街第一中學(xué)的劉志華老師利用騰訊“創(chuàng)想AI”平臺和自主開發(fā)的特征識別統(tǒng)計工具，引導(dǎo)學(xué)生對狼和兔的3種特征進行分析，并通過闖關(guān)游戲進行探索與規(guī)律驗證，進而歸納出決策樹的思想與劃分標(biāo)準(zhǔn)；北京市第一師范附屬小學(xué)的李婷老師則以水果分類問題作為切入點，帶領(lǐng)學(xué)生利用萬物識別軟件和“暢言智AI”平臺開展系列分組實驗，探究圖像識別的實現(xiàn)原理與應(yīng)用方法。

從教學(xué)視角而言，2位教師圍繞“狼兔分類”和“水果分類”的核心問題，設(shè)計了相互聯(lián)系、層次鮮明的問題鏈，并基于問題創(chuàng)建了一系列探究活動和拓展應(yīng)用活動，逐步引導(dǎo)學(xué)生在實踐任務(wù)中解決問題，從而獲得知識與技能，促進了學(xué)生人工智能素養(yǎng)的發(fā)展。從技術(shù)視角而言，人工智能平臺和數(shù)字化工具的合理運用，為教師開展以學(xué)生為中心的互動探究式教學(xué)提供了即時、多維度的技術(shù)支持，有助于實現(xiàn)學(xué)生思維過程的可視化。從生態(tài)視角而言，技術(shù)與教學(xué)的深度融合增進了學(xué)生、教師、技術(shù)、環(huán)境等要素之間的有機聯(lián)系，構(gòu)建了一個靈活開放、智能高效的人工智能課堂生態(tài)，這不僅有助于提升生成性學(xué)習(xí)的效果，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，而且實現(xiàn)了教育目的與手段的內(nèi)在統(tǒng)一。由此，2節(jié)公開課的順利開展不僅提供了教學(xué)示范，也為教師數(shù)字化教學(xué)能力的提升和未來人工智能課堂的實施提供了寶貴的思路和方法。

本屆展示活動的成功舉辦，不僅為中小學(xué)人工智能教育領(lǐng)域注入了新的活力和動力，而且促進了各地教師之間的經(jīng)驗交流，激發(fā)了學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)興趣與熱情，對我國中小學(xué)人工智能教育的發(fā)展起到了積極的推動作用。