【教育】中小学人工智能课程:从“学科中心”转向“学科融合”

人工智能产业链union 2025-07-04 14:55

当今世界,以人工智能为代表的数字技术加速创新,新一轮科技革命和产业变革进入数智化新阶段。发展数字技术、数字经济,建设数智化人才队伍,以新质生产力推动高质量发展,成为我国国民经济和社会发展的重要战略方向。为激发教育发展活力,中共中央、国务院2025年初印发的《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》强调“构建教育科技人才一体统筹推进机制”。4月25日,习近平总书记在中共中央政治局第二十次集体学习时要求,推进人工智能全学段教育和全社会通识教育,源源不断培养高素质人才。在数智化发展时代和教育强国建设背景下,普及中小学人工智能教育势在必行。



一、守正创新:新一代人工智能教育的实践逻辑与应然样态


(一)目标定位:从“知识本位”转向“素养本位”


在新的时代背景下,中小学人工智能教育承载着创新型人才培养的重要使命,要为计算机科学与人工智能等领域专业人才的培养奠定基础。新一代人工智能课程应转变为面向全体学生的基础性课程,以培养学生的人工智能素养为关键目标,鼓励学生综合应用科学、技术、工程、数学等领域知识来解决复杂的实际问题,获得人工智能知识、人工智能情感和人工智能思维的显著提升。


(二)课程类型:从“学科中心”转向“学科融合”


新一代人工智能教育是一种跨学科教育,它强调在多学科场域中运用人工智能的思维和方法解决问题。同时,人工智能课程具有天然的数智化属性,这决定了其教学过程需系统性整合数字化专用工具与训练平台。因此,作为兼具跨学科课程和数智化课程建设的代表,人工智能课程应该成为新时代课程融合创新的重要突破口和实验场,将人工智能课程内容的学习视作学科融合的纽带和桥梁。


为此,课程内容的选择需要与人工智能技术发展保持同步,使其具备一定的前瞻性、灵活性和开放性。小学低年级段侧重感知和体验人工智能技术,使学生初步接触人工智能的产品和应用。因此,教师可通过简单的机器人演示、智能玩具体验等方式,让学生初步感受人工智能的奇妙之处。小学高年级段和初中阶段侧重理解和应用人工智能技术,使学生能够掌握人工智能的基本原理和方法,包括学习人工智能的算法、模型等,并通过实际操作来应用这些技术解决问题。高中阶段则更注重项目创作和前沿应用,以及人工智能底层技术思想的理解,并在此基础上鼓励学生运用人工智能技术进行创新性实践。


在内容的组织上,中小学人工智能课程的设计应遵循关联性和逻辑性原则,在充分考虑中小学生身心发展与认知规律的基础上,实施多学科联动的人工智能课程教学:一方面需要设置具有独立课时的人工智能课程模块,并开展以人工智能课程为主体的跨学科主题学习;另一方面,需要将生成式人工智能等常识性、通识性属性突出的内容提取出来,渗透于其他学科教学之中。例如,开展人工智能与信息科技、数学、物理等学科的融合教学,让学生在学习人工智能的同时也能深化对其他学科知识的理解,有效培养跨学科思维、创新思维和实践能力。


(三)内容体系:从单一逻辑主线走向多元逻辑主线


2024年底教育部发布的《关于加强中小学人工智能教育的通知》明确将“构建系统化课程体系”列为首要任务。人工智能课程亟须构建自己特有的逻辑主线框架,才能支撑系统化课程体系的建设任务。从表层的人工智能技术应用(用现成的人工智能工具解决问题),到里层的人工智能模型应用和模型优化(用人工智能技术设计人工智能工具),再到深层的人工智能思维方法和情感道德的塑造与内化,构成了人类主体与人工智能具身关系的基本发展路径。


从这些路径中可以提炼出工具智能化、问题模型化、模型优化、思维可视化、道德情感内化五大逻辑主线,相互之间还有不同的逻辑关系。

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人工智能课程的五条逻辑主线


(四)教学方法:从“教师中心”转向“学生中心”


作为实践性课程,中小学人工智能课程不能照搬高等教育的教育教学方法,应注重应用性与趣味性,将知识与生活情境结合起来,帮助学生在具身化体验式学习中实现“做学创合一”和“学用一体”,实现第一课堂与第二课堂的有效结合。


一方面,充分发挥第一课堂的“主阵地”作用,推进落实以课程为落脚点的人工智能教育教学。教学模式与方法强调以学生为中心,注重引导学生在观察、体验、模拟与创作的过程中,逐步理解原理、掌握方法、发展思维。同时,鼓励教师积极将人工智能的最新成果融入课堂教学,为学生创设自主、合作、探究的人工智能学习情境,实现对学生人工智能素养的体系化塑造。


另一方面,鼓励学校打破“两个课堂”壁垒,促进育人资源整合、实践要素融合。学校可通过设立人工智能科技节、举办校园人工智能作品展、开展人工智能辩论等多种形式的活动,丰富学生的人工智能体验与实践,提升学生的应用与创造能力,营造浓厚的人工智能教育氛围。学校还可组织形式多样的课程拓展和交流活动,为学生提供展示的平台,并从中发现和培养人工智能优秀人才。


(五)评价方式:从“单一评价”转向“多元评价”


人工智能课程强调“做学创合一”,应当采取证据导向的素养评价来评估学生的学习效果。开展中小学人工智能课程评价,应当全方位收集学生的过程性学习数据,通过上机实践、方案设计、作品创作、专题汇报等多种评价途径,综合评价学生的学习表现,并且依据评价结果持续优化教学策略和方法,不断提高教育教学质量。



二、托底扩容:中小学人工智能教育的现实挑战与应对策略


为加强中小学人工智能教育,有效培养新时代创新型人才,各级教育行政部门、学校管理者及教师应提高重视程度,积极探索中小学人工智能教育的新理念、新模式和新方法。


(一)区域统筹课时与经费保障,化解“开课难”窘境


各地要重视中小学人工智能教育相关制度的建设,通过加强顶层设计、建立协调机制、强化监督评估等措施,保障人工智能课程的实施。为帮助学生完整学习人工智能课程内容,各地要鼓励学校开设人工智能校本课程,充分利用第二课堂时间教授选学内容,实现第一课堂和第二课堂的紧密联动。另外,从区域层面而言,应加大人工智能教育投入力度并持续提供经费支持;可通过专项经费支持人工智能课程的普及和发展,确保专款专用;各地方和学校还可以通过社会捐赠、企业合作等方式拓宽资金来源渠道,增加对人工智能课程的投入。


(二)强化多学科教师队伍建设,解决“上课难”问题


教师是课程建设的主要力量。中小学校应加快建立人工智能师资队伍,并选拔一批高水平、复合型人工智能领航教师。与此同时,中小学校还可以鼓励信息科技教师与数学、科学、物理等学科教师共同建设人工智能课程;鼓励各高校尤其是师范类高校加快建设人工智能教育专业,构建发展中小学人工智能教育职前、职后教师实践共同体,优化中小学人工智能师资培养机制;支持职业院校与人工智能领军企业联合开办人工智能学院等,培养面向中小学人工智能教育的专业人才。


此外,应当设立人工智能教育研究项目,加强组织人工智能专题教研、区域教研、网络教研等,积极探索人工智能与义务教育的深度融合方式,切实提高教师实施人工智能教育的水平。


(三)协同推进资源与环境建设,突破“上好难”瓶颈


新一代人工智能强调深度学习,中小学人工智能教育需要引导学生通过模型训练理解人工智能的内在本质。因此,人工智能课程教学对算力具有依赖性,强调软硬件资源相结合。教育部办公厅印发的《关于加强中小学人工智能教育的通知》明确要求在国家中小学智慧教育平台开设“中小学人工智能教育”栏目,广泛汇聚优质教育资源,鼓励各地各校研发人工智能教育教学资源,实现优质资源共建共享。


在教学资源开发方面,建议各地区根据实际情况,围绕不同学段的内容与学业要求和教学提示,建设层层递进、螺旋上升的教学资源。例如,第一学段(一至二年级)的教学资源以交互游戏和微视频为主;第二学段(三至四年级)的教学资源逐步引入非代码编程工具和集成了人工智能模型的智能传感器;第三学段(五至六年级)的教学资源聚焦真实案例,逐步引入低代码训练平台和低成本开源硬件;第四学段(七至八年级)的教学需要根据条件建设具备算力支持的人工智能实验室。建议学校依据学生规模及教学需求,配备数量合理的计算机和智能实验设备,提供能够满足各模块实际教学需要的软件和网络设施,并根据实际情况建设人工智能智慧教育平台。


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