摘要:人工智能教育是基础教育面向未来的重要布局,其核心在于契合学生认知规律,实现“循序渐进、螺旋上升”的育人效果。针对基础教育低、中、高段学生的年龄特点与能力差异,学校需整合课程资源,构建“人工智能+”三级课程螺旋体系——以思维启蒙为起点,以合作探究为进阶,以创新实
人工智能教育是基础教育面向未来的重要布局,其核心在于契合学生认知规律,实现“循序渐进、螺旋上升”的育人效果。针对基础教育低、中、高段学生的年龄特点与能力差异,学校需整合课程资源,构建“人工智能+”三级课程螺旋体系——以思维启蒙为起点,以合作探究为进阶,以创新实践为目标,让人工智能教育不仅成为技术学习的载体,更成为融合德智体美劳的“综合育人场”,为学生未来发展筑牢科技素养根基。
一、低段:“人工智能+思维”科创启蒙课程,播撒科技种子
低段(1-2年级)学生以具象思维为主,对“人工智能”的认知需依托“好玩、直观、动手”的体验式活动。此阶段课程核心是“启蒙感知”,通过“人工智能+思维”的融合设计,让学生在趣味互动中初识AI,培养观察力、想象力与简单逻辑思维。
1. 趣味化情境:让AI“看得见、摸得着”
围绕学生熟悉的生活场景设计课程情境,避免抽象概念的灌输。例如开设“AI小管家的秘密”启蒙课:
- 具象体验:教师展示会“听指令”的智能音箱(如语音控制开灯、播放儿歌)、会“认形状”的AI积木机器人,让学生亲手操作,感知“AI能听懂话、能认东西”;
- 思维引导:通过提问“小管家为什么能听懂我们说话?”“机器人怎么认出圆形和方形?”,引导学生观察AI设备的“眼睛”(摄像头)和“耳朵”(麦克风),启蒙“感知输入”的简单逻辑;
- 五育融合:美术课让学生画出“我心中的AI小管家”(美育),语文课创编“AI小管家儿歌”(智育),德育课讨论“如何礼貌地和AI小管家说话”(德育),劳育课动手拼搭“纸质AI小管家模型”(劳育)。
2. 游戏化实践:在操作中启蒙思维
借助简易科创工具,设计游戏化实践活动,培养学生的初步逻辑思维。例如开展“AI积木大冒险”课程:
- 工具选择:使用无需编程的“图形化AI积木”(如带传感器的拼插模块),学生通过组合积木,让小车实现“遇障碍转弯”“跟着光走”等简单动作;
- 任务驱动:设置“帮小车找到回家的路”任务,学生需观察“小车遇到墙壁会怎样”“怎样调整积木让小车不撞墙”,在试错中理解“条件判断”的逻辑(如“如果碰到障碍,就转弯”);
- 能力落地:活动中分组合作,培养学生的团队意识(德育),通过观察小车运动轨迹提升空间感知能力(智育),让科创启蒙既“有趣”又“有思”。
二、中段:“人工智能+设计”合作探究课程,搭建能力阶梯
中段(3-4年级)学生抽象思维萌芽,具备初步合作能力。此阶段课程核心是“探究应用”,以“人工智能+设计”为抓手,通过项目式学习,引导学生小组合作设计简单AI方案,在解决问题中提升探究能力、协作能力与跨学科应用能力。
1. 项目化主题:让AI服务校园生活
围绕“校园真实需求”设计探究项目,让学生感受到AI的实用价值。例如开展“校园节水小卫士”项目课程:
- 问题驱动:教师引导学生发现“校园水龙头偶尔忘记关”的问题,提出“能否用AI设计一个提醒装置”的探究任务;
- 跨科探究:
- 科学课:学习“水的特性”“传感器原理”(智育),了解“湿度传感器如何感知水分”;
- 美术课:设计“节水提醒装置”的外观,要求美观且实用(美育);
- 信息技术课:学习简易图形化编程(如Scratch Jr.),编写“当传感器检测到水流时,触发灯光+声音提醒”的程序;
- 德育与劳育:小组分工(调研、设计、编程、制作),合作组装装置(用纸板、传感器、小喇叭等材料),培养责任意识与动手能力;
- 成果落地:各小组展示“节水装置”,在校园实际场景测试,讨论优化方案(如“如何让装置更小巧”“提醒声音能否更柔和”)。
2. 协作式探究:在分工中提升能力
注重“小组合作”的课程设计,让学生在协作中学会沟通、分工与解决冲突。例如“班级AI天气播报员”项目:
- 小组分工:每组设“数据收集员”(查天气数据,智育)、“程序设计师”(编播报脚本,信息技术)、“美工设计师”(画天气图标,美育)、“播报员”(录制语音,语文);
- 探究过程:小组讨论“天气播报需要包含哪些内容”“如何让AI按时播报”,共同解决“脚本报错”“图标不匹配”等问题;
- 评价导向:不仅评价“天气播报装置”的效果,更关注小组“分工是否合理”“是否主动帮助同伴”(德育),让合作探究成为能力提升的核心载体。
三、高段:“人工智能+创造”创新实践课程,点燃创新火花
高段(5-6年级)学生具备较强的逻辑思维与自主探究能力,此阶段课程核心是“创新实践”,以“人工智能+创造”为目标,引导学生结合社会热点与个人兴趣,设计具有创新性的AI实践项目,在解决复杂问题中培养创新精神与实践能力。
1. 生活化创新:让AI解决真实问题
鼓励学生从“家庭、社区、社会”中发现问题,设计AI解决方案。例如开展“社区智能养老助手”创新项目:
- 调研与构思:学生走访社区老人,发现“老人记性差,容易忘记吃药”“独自在家怕摔倒”等问题,构思“智能养老助手”的功能(吃药提醒、紧急呼叫、日常陪伴);
- 跨科创造:
- 信息技术课:学习Python基础编程,编写“定时吃药提醒”程序,连接智能手环实现“摔倒检测”功能;
- 数学课:统计老人用药时间、活动范围数据,优化提醒频率(智育);
- 语文与德育:设计“温情提醒语”(如“张奶奶,该吃降压药啦”),制作“养老助手使用手册”,培养社会关怀意识;
- 美术与劳育:用3D打印笔制作助手外壳,设计简洁易懂的操作界面(美育+劳育);
- 成果展示:在社区举办“智能养老助手发布会”,邀请老人试用并收集反馈,进一步优化项目。
2. 赛事化实践:让创新落地生根
依托科创赛事(如青少年科技创新大赛、AI挑战赛),为学生提供更高层次的实践平台。例如组织学生参与“校园AI环保卫士”赛事项目:
- 项目深化:学生团队在前期“节水装置”基础上,升级设计“校园垃圾分类AI识别箱”——通过摄像头识别垃圾类型,自动打开对应垃圾桶,并统计分类数据;
- 能力突破:学习“图像识别”基础原理,使用AI开源平台训练模型,解决“识别准确率低”“垃圾种类多”等复杂问题;
- 综合成长:项目中需撰写研究报告(语文)、制作展板(美术)、进行答辩(表达能力),在赛事中不仅提升AI技术能力,更实现“五育”的综合提升。
四、构建“三维保障”,夯实课程螺旋上升根基
三级课程体系的落地,需依托“师资、资源、评价”三维保障,确保人工智能教育从“课程设计”走向“实效落地”。
1. 师资保障:组建跨学科教研团队
- 打破学科壁垒,成立“人工智能教育教研组”,由信息技术教师牵头,联合数学、科学、美术、语文教师,定期开展“AI+跨学科”备课研讨;
- 邀请高校AI专业教师、企业工程师开展“校本培训”,提升教师的AI教学能力,如“图形化编程进阶”“AI项目设计方法”等。
2. 资源保障:搭建“虚实结合”学习平台
- 建设“校园AI科创实验室”,配备简易传感器、编程机器人、3D打印机等设备,满足学生动手实践需求;
- 引入“国家中小学智慧教育平台”“AI启蒙在线课程”等线上资源,补充课堂教学,让学生可随时随地开展自主学习。
3. 评价保障:实施“过程+成果”多元评价
- 过程性评价:采用“AI学习成长手册”,记录学生在各阶段的课堂表现、项目笔记、小组贡献,关注思维与能力的进阶;
- 成果性评价:结合“项目展示、赛事表现、创新提案”等,设立“科创小达人”“最佳合作团队”“创新实践奖”,激发学生持续参与的热情。
结语
基础教育阶段的人工智能教育,不是“提前教编程”,而是“以课程为梯,以实践为桥”,让学生在螺旋上升的课程体系中,从“初识AI”到“应用AI”再到“创造AI”。三级课程以“人工智能+”为纽带,不仅培养了学生的科技素养,更实现了“五育”的深度融合——让思维启蒙滋养智育,让合作探究锤炼德育,让创新设计点亮美育,让动手实践夯实劳育。这种“循序渐进、知行合一”的课程实践,终将为学生播下“科技向善”的种子,助力其成长为兼具创新精神与人文素养的未来公民。
来源:简单是福851