三创赋能:走向人机协同的教育未来——一所九年一贯学校的人工智

来源:2023年度智慧教育优秀案例 2024-08-01 14:26:49 所属栏目:案例实践

九年一贯学制的学校采用了统一的课程体系架构,这样的架构有助于有效培养学生的能力。课程的分布着眼于能力的螺旋式上升,让学生能够逐步提升自己的能力水平。我们通过整合化,设计指向计算思维的人工智能课程体系设计。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,作为核心课程的计算力课程专注于数据挖掘和分析。我们通过课程的设置,让学生进行学习式创新。

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一、面向未来,构筑“智能+”时代的学校教育新生态

(一)以“开放融合”之姿,协同化推进人工智能教育

学校以“五个一”来推进学校人工智能教育,即建设一个智能空间,开出一门AI课程,开出一个AI创新应用项目,每年组织一次AI活动,培育一支AI团队。

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图1 学校人工智能五位一体推进生态

随着人工智能时代来袭,温州市在市级层面明确提出,在创客教育的基础上进行迭代升级,学校积极响应市区两级的部署,在学校原有的创客教育上开展基于人工智能教育,着力开展AI科创活动,让人工智能成为实践技术创新的重要工具之一。

(二)以“奋进创新”之力,浸润化融入人工智能场景建设

基于“场景课程论”为方法指导论,将人工智能推进与具体实践的校园场景融为一体,立足“过程性思维”,秉持“整体观照”,凸显实践立场,让场景激发学习,讲好育人故事,学校开发了十大学习场景,基于课程要素出发,让学生在真实情境中,更新学习系统,发展高阶能力,成就他们的生命成长。在场景创设中,我们让学生参与进来,通过开源硬件、物联网套件的利用,对校园场景进行智能生成,设计在校园里展示应用的智能装置,师生共创,打造互动的校园学习场景。

通过开展基于人工智能的跨学科学习实践,形成人工智能+科研、人工智能+人文、人工智能+体艺、人工智能+劳动的典型跨学科学习案例。同时基于生成式人工智能,探索生成式人工智能与教育创新的实践案例。

(三)以“开拓进取”之势,实践化形成“创·榉”活动品牌

指向素养,设计具有学校特色的“人工智能”课程体系,以信息科技课程为基础,开展拓展课程和跨学科综合性课程的实施,形成“创·榉”活动品牌,通过评价促进人工智能教学,创新人才模式,形成AI素养图谱,提升师生素养。

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图2 人工智能素养图谱构建路径

二、三创赋能,生成校园人工智能教育的推进策略

(一)整合化习得,进行学习式创新

九年一贯学制的学校采用了统一的课程体系架构,这样的架构有助于有效培养学生的能力。课程的分布着眼于能力的螺旋式上升,让学生能够逐步提升自己的能力水平。我们通过整合化,设计指向计算思维的人工智能课程体系设计。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动,作为核心课程的计算力课程专注于数据挖掘和分析。我们通过课程的设置,让学生进行学习式创新。

比如基础性的课程中以体验人工智能开放平台的接口为主,人工智能开放平台的接口一般采用Web方式,即Web API。学生在学习过程中,可以通过这些接口体验功能,而无需自行训练AI模型或深入理解工作原理。他们只需将数据提交到平台,然后根据返回的预测结果进行相应的操作。这样,学生能够更轻松地利用人工智能技术来解决问题,拓宽自己的学习和创新的领域。同时,我们还将这些课程与学校的素质课程板块“小科学家”结合起来,鼓励学生主动寻找和发现生活中的问题,为学生打开创新思维的大门,进行学习式创新。

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图3 “三创赋能”推进模型

(二)场景化浸润,实施应用式创新

我们从通过人脸识别、语音识别、姿态识别、物体识别等多个角度的学习,我们旨在全面培养学生在人工智能领域的能力,形成从学习——了解——获得——应用——再学习的闭环。此外,还引导学生进行人工智能的应用开发,学生能够初步的利用开源工具和库来构建人工智能应用,如人脸识别社交软件、智能助手和自动驾驶系统等。以“校园十景大改造”为例,学生们以小组为单位开展了智慧化的改造计划,让人工智能融入学校的场景,形成了丰富的案例。《我是校园小导游——榉园十景语音播报》的项目,在温州市信息技术公众号平台上进行分享。通过这些与真实场景融合的实践学习,学生将能够将所学的人工智能知识应用到实际场景中,从而培养解决问题和创新的能力。

(三)项目化激活,形成创造式创新

学校提倡的创造式创新,主要在相关的社团中开展,供在这方面有浓厚兴趣的学生,目前在运用所学知识进行造物创新,解决生活中问题,形成创造式创新。基本流程是:由学生提出且具有创意或创新性,然后教师进行可行性评估,再开展相关的创作。目前,校园中的多元人工智能项目课程初现样态,已经形成了“智舟记”、“AI小榉成长记”、“榉园AI暖心工程”等项目。

三、取得的成效

(一)自我更新,激发校园的蓬勃活力

在“三创赋能”的模式驱动下,校园充满了活力因子,形成了浓厚的学习氛围,具有校园特色的人工智能课程初具规模,校园人工智能空间成了学生喜欢去的场所,配备了Mind+人工智能入门套件、麦昆小车、掌控板、Arduino、树莓派、3D打印机、激光切割机等创意开发所需的硬件设备,给学生丰富的素材去体验、去了解、去创造。

在推进过程中,促成中小学人工智能教育实践研究与教师队伍建设的融合,打造一批具有人工智能创新意识的未来教师。学校获评温州市智慧校园、温州市首批未来教育窗口学校、温州市人工智能种子学校。

(二)跨界学习,促成师生的共同成长

传统课程往往将知识划分成独立的学科,学生学习时很难看到知识之间的联系,而基于“三创赋能”的实践推进,则是打破学科边界,让“深井”连成“汪洋”,基于对学习场域的重构,将国家课程、地方课程、学校课程进行整合式实施,是学校着眼课程建设、着力育人实效新的生长点,构建“人人皆学”无界学习。

在实践过程中,我们以研究促实践,涌现出一大批课题、项目成果,《“宽教育”视野下的Steam学习活动设计校本研修项目》获市一等奖,同时成为浙江省校本研修百项精品;课程《智造龙舟》获市二等奖;案例《劳动教育开启课后服务新天地》获区一等奖;《发现式学习:指向未来的教学新样态构建与研究》、《发现课视域下基于“边缘智联网”的人工智能教学实践》等课题在市级立项。学生在各类竞赛中也有不少斩获,近年来,区级获奖53人次,市级获奖18人次,省级获奖7人次。

 

作者:朱蕾 黄菊敏

来源:2023年度智慧教育优秀案例

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