义务教育新课标颁布 北京师大附中、长沙雅礼中学名师在线分享人工智能课程落地经验

近日,教育部《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》正式颁布,信息科技课成为义务教育独立新科目。新形势下,一线信息科技老师应该如何应对?如何在现有的课程方案框架下做好课程建设?5月20日,腾讯教育举办中小学一线名师教学经验分享会,邀请北京师范大学附属中学信息技术高级教师张建彬、长沙市雅礼实验中学信息技术一级教师刘欢伊,以及腾讯教育高级顾问严玉庆,通过在线直播的方式,向广大教师分享信息科技课程落地中的问题与思考,共同探讨新课标下的信息科技课程如何开展。

北京师大附中张建彬:人工智能教育的目的是用AI知识去解决实际问题,让学生适应智能社会

张建彬老师指出,本次信息科技新课标的一个显著变化是,人工智能作为一条主线,从原来信息技术课程内容里的一部分,变成了独立的内容模块,人工智能教育在中小学的重要性正进一步得到重视。

北京师范大学附属中学信息技术高级教师张建彬

北京师大附中早在2019年就开始建设人工智能的校本课程,在青少年人工智能教育领域积累了丰富的经验。张建彬老师认为,中小学人工智能课程要讲究循序渐进。在小学阶段,应该注重体验,激发学生的兴趣和对人工智能的初步认知;到了初中阶段,可以让学生去了解人工智能简单的过程和原理,尝试编写一些简单的人工智能程序;到高中后,可以教给学生一些经典的人工智能算法,通过调用代码,修改与调试参数的方式进行程序编写,以便对相关算法理解得更加透彻。

他表示,学校开展人工智能教育主要有三个目标:第一是让学生学会使用现成的人工智能硬件或软件产品,用这些产品去解决一些生活中的实际问题;第二是让学生能够运用AI的原理去思考问题;第三是让学生能够发挥自己的创意,去设计一些AI产品来解决实际的问题。

基于这三个目标,北京师大附中进行了针对性的课程内容、课程框架设计。在使用层面,上课的时候尽量让学生体验一些日常可以接触到的真实产品,如智能音箱、智能门铃、手机中的App等,以情景式教学让学生感知人工智能;在思维层面,让学生通过原理可视化平台对人工智能的实现过程进行自主探究,配合以教师讲解,让学生进行简单的人工智能原理学习;而在创意层面,主要以编程实践为主,让学生在机房进行一些智能硬件和软件的设计、搭建等。

对于中学阶段人工智能校本课程的建设,张建彬老师建议,考虑到学生的兴趣爱好、知识储备、认知特点和思维水平等学情,中学阶段应该以认识身边的人工智能技术应用为起点,整合适配中学生的人工智能知识体系,在有限的课时内,尽可能涵盖生活中常见的人工智能应用场景。“最终目的是为了让学生能够适应智能社会,运用所学知识,去思考与解决生活中的实际问题。”

雅礼中学刘欢伊:人工智能旨在培养学生对未来的适应力、创造力、胜任力

新课标下,信息科技课程面临着新教学目标、新教学内容、教学环境、教学方法的变化。“信息科技课程主要是要结合学生的所学所能,努力培养学生对未来社会的一种适应力、创造力和胜任力。”刘欢伊老师表示。

长沙市雅礼实验中学信息技术一级教师刘欢伊

在最近一年里,刘欢伊老师基于腾讯青少年人工智能教育平台展开了人工智能教学的探索。通过日常教学实践,刘欢伊老师总结出了通过基于应用平台的体验模式、使用编程语言调用功能模块的应用模式、基于算法的实现模式三种教学方式。

腾讯青少年人工智能教育平台丰富的AI工具和完善的课程体系,为她的教学提供了较大便利。刘欢伊老师介绍,在平台上,学生可以通过AI体验馆中图像识别、机器学习等技术的应用场景,更加形象直观地体验AI技术。体验结束后,学生可以通过AI训练馆自己动手构建想做的AI模型,训练馆将思维分步骤并进行可视化呈现,让学生在实验当中可以更好地了解AI技术的实现方式。

此外,刘欢伊老师还以带领学生们设计草莓分类器为例,介绍了基于真实问题开展人工智能教学的实践。她引导同学们从减轻果农劳动的问题出发,去思考如何通过技术升级,让机器像人一样学会草莓分类,从而培养学生站在计算机学科的角度来观察世界,用学科的思维来思考世界,用学科的语言来解释世界。

刘欢伊老师指出,在课堂实践中,需要将复杂问题转换成学生熟悉的问题,再进行抽象、建模,这其中涉及到很多计算思维的问题,考验的是学生的数学基础。“人工智能可以促进学科之间的深度融合,人工智能课程的落地并不限于科技课程,其它学科也应该纳入到人工智能课程的体系当中来。”

腾讯教育严玉庆:STEAM教育与人工智能教育区别在于知识融合与人机融合

今年3月,中国教育科学研究院与腾讯教育联合发布《人工智能教师能力标准(试行)》,从人工智能理解与意识、基本知识、基本技能、问题解决、教学实践、伦理与安全等6个维度对人工智能教师提出了明确要求。腾讯教育高级顾问严玉庆结合《标准》,分享了他对新课标下人工智能课程教学的思考。

腾讯教育高级顾问严玉庆

严玉庆表示,人工智能诞生至今的60多年里,在教育层面上经历了从知识到知识,向从数据到知识的转变,如今已经形成算力、算法、大数据为组成的AI三要素。在今天的人工智能教育中,要教会学生们驾驭算力,培养算法背后的计算思维,学会数据的采集、标注和分析。

新课标下的人工智能课程应该以学生为中心,在教学方法上,要由高效系统讲授转变为通过创设情景、活动设计,促进主动学习;教学内容要由单纯来源于教材转变为多元化的信息载体;教学资源要由单纯的教材转变为网络、视频、案例、认知工具等。

对于STEAM教育和人工智能教育的区别,严玉庆认为,二者不能混为一谈, STEAM教育强调知识的融合,而人工智能教育更强调人机的融合,强调探索、理解、应用机器的智能性。

针对是否可以让学生尽量不依赖编程来学习人工智能的问题,严玉庆表示,编程虽然是培养孩子的计算思维当中最好用的工具,但并不是离了编程,就不能教人工智能的内容。“我们的侧重点可以放在分析问题和解决问题上,而不是一定要采用某种工具来解决问题。比如我们可以向学生把人工智能描述为一个黑匣子,你给了输入数据,它给出输出的结果,至于中间的编程计算过程,在不具备条件的时候,暂时不讲也无妨。”

本次分享会上,三位嘉宾还结合自身实践,为观看直播的各地教师们在线解答了人工智能课程落地以及在教育教学过程中的疑惑和困扰。严玉庆表示,在信息科技新课标落地的背景下,腾讯教育将继续加强与学术研究机构、专家学者、一线名师之间的合作,探寻人工智能课程落地的最佳路径,助力青少年人工智能教育发展。