李东

大数据和人工智能时代正在快速深刻地改变我们的学习方式、教学方式、思维方式，包括我们解决问题的方式，人工智能已经从多个层面上对教育课程体系提出了深层挑战。因此，教育部提出了“人工智能+X”背景下的培养人才新目标，有助于升级传统的教学模式，改革教学方法，创新教学实践，让教育教学跟AI深度融合并向智能化、高效化發展。

泉州五中是一所具有深厚文化积淀的百年老校，秉承“以人为本，追求卓越;和谐发展，服务社会”的办学理念。近年来，学校更是以开拓创新的办学理念、科学规范的管理实践和全面丰收的办学效益赢得社会各界的广泛赞誉，《中国教育报》《福建日报》等媒体多次长篇报道学校全面推进素质教育的做法和成效。面对新的教育形式，泉州五中积极探索人工智能、创客教育和核心素养培养的关系，以培养学生的创新精神和实践能力为切入点，在发展慕课，即通过大规模在线教育形成“共享名师和优课”模式的同时，与人工智能教育有机结合起来，形成了自己独特的STEAM课程教育模式，由浅入深构建通识课程、校本课程和竞赛课程 “人工智能+慕课”三级课程体系，积极探索人工智能背景下的混合式（在线慕课+课堂研讨+实践环境）教学方法，取得了可喜的成绩。

一、开设“慕课+人工智能”STEAM分级特色化校本课程

如何提升传统的教学模式、教学方法，让教学内容和方式更加智能化和高效化，把教师从简单、机械繁琐的“教学”工作中解放出来，从而使学生将来的潜力和能力不落后于人工智能时代的发展，是新时代中小学面临的必须尽快解决的课题。

泉州五中研究大数据以及人工智能辅助下的以学生为中心的课程体系设置，率先根据不同学段学生发展特点，开发或者选择适合不同学段人工智能创客教育资源，形成有效衔接的、适合基础教育阶段的系列创客教育校本课程或体验活动项目，为每个学生提供个性化、定制化、智能化的学习内容、方法，从而激发学生跨学科的知识和实践学习欲望，实现线上线下教育模式的协同，及人工智能与慕课的深度融合。

1.课程的设立

课程设置以培养新一代劳动者为导向，以社会需求为目标，以实践能力提高为核心，强调理论性与应用性的有机结合，突出案例分析和实践教学。不断创新开发能够体现学科前沿性和实践性的人工智能课程体系。

STEAM教育课程有三大类：跨学科的整合性课程、强调探究设计和创造的实践性课程、内容丰富的开放性课程。具体包括：机器人、乐高积木、趣味科学实验、编程教育、开源硬件、STEAM科学实验、3D打印、激光切割创意手工等。STEAM教育特点是满足学生发展的需求、注重学科知识的综合应用、强化工程思维的培养。

（1）科学哲学先行——认识创新五阶段

认识创新五阶段分别是吃透背景——才有原动力（描述问题情境：做事情需要理由，了解背景就是了解做事的缘由，找到做事的动机和目标）;凝练问题——就是简化、省略（如果将发生的事情简单、省略、抽象化再看，就会清晰很多。以不同的划分方式将问题拆分成若干个子问题，决定从哪个问题开始，像下棋一样一步步来）;查阅文献——才有前瞻性（查阅文献=吸收、学习，注意探索历史，了解发展规律。掌握知识点的5个W和1个H：What was done—做了什么工作，Who—工作是谁做的;When—什么时候做的;Where—在哪里做的;Why—为什么要做;How—这个工作怎么做）;大胆猜想;小心求证。

（2）开设校本选修课

学校有《Arduino创意电子设计与制作》《智能垃圾桶项目》《导游机器人项目》等科创项目的应用与开发。同时举办了暑假创客夏令营、周末创客班（针对小学生和初中生开设《乐高机器人的设计与编程》和《mbot机器人的设计与编程》）等创客学习活动。

2.课程分级目标

（1）总目标

“人工智能+慕课”以连通主义理论和网络化学习的开放教育学为基础，以提高每一个学生的STEAM素养为总目标。通过课程学习，学生能够对STEAM领域产生学习兴趣，亲历STEAM实践活动过程，逐步形成价值观、必备品格和STEAM关键能力，培养应用型、复合型、创新型人才，为高校自主招生输送人才。

（2）分级目标

这些课程跟传统中学课程一样循序渐进地让学生从初学者成长为有一定人工智能水平的实践者，少数学生参加上级相关比赛。通识课程与校本课程非常丰富，精彩纷呈，基本上都是我校名师开设的。

3.STEAM教育的策略

（1）项目式学习是核心

通过电脑编程、硬件搭建、造型设计等创作智能实物作品，如趣味电子装置、互动多媒体、智能机器等;基于项目式学习的PBL：提出问题，调查研究，设计制作，分享评价，拓展提高。

（2）注重学生编程、设计思维的训练

例如植树问题、农夫过河问题、鸡兔同笼等用编程的方法、动画的形式展现出来。像这样的PBL项目式学习，会先给孩子们描述要解决的问题。其中很重要的一点是要具备工程思维：基于证据优化设计。引导学生按照科学规律创新设计，选择材料物化设计，基于证据优化设计。引导学生从系统的可靠性、安全性、经济性等视角思考解决方案在真实情境下应用的可行性，通过严谨的工程设计与实践过程，帮助学生认识和理解客观世界的科学规律，培养学生向真实生活迁移的工程理念。

（3）逐级推进

全国青少年创客基础技能测评标准分电子电路、结构传动、编程算法、数字制造四个模块，每个模块分四个等级标准，我们从一级开始，逐级推进。学生学习创客过程可以原创，可以引进与借鉴，可以拓展与改编。玩中学（小学，注重趣味性学习）—做中学（初中，注重探究性学习）—思中学（高中，注重问题和设计的学习）。

4.构建课程分级评价体系

从2012年9月开始，泉州五中以给学生的终身发展奠定坚实的基础为落脚点，根据自身管理的需求自主研发了学生综合素质多元评价管理系统。学生综合素质的多元评价体系为学生提供个性化的帮助，充分彰显学生个性特色，满足学生个性化、多元化发展需要，实现学生综合发展和终身发展状况的记录和评价，为同一领域的研究提供了成功的范例。福建省教育厅下发闽教综[2016]17号文件，委托我校研发适用于全省的综合素质管理系统。2017年8月，该项目入选福建省中小学德育建设十佳示范项目。学校的综合素质多元评价体系，以每学期的综合素质等级评价结果为奖励表彰学生的重要依据。

（1）通识课程评价

全校学生点击慕课课程后，网络中会有学习时间的记录，有相关问卷调查和相关简单问题的回答，这些数据可作为每位学生综合素质评价中科学意识评价的依据。

（2）校本课程评价

在学校网站的校本课程学习管理区中，任课教师可对学生选修的创客课程的理论知识、实践能力、出勤情况、作业完成、考试成绩情况等进行课程的评价。科创中心的老师开设许多校本课程，每门课都有相对频繁的小测验，有时还有期中和期末考试。考试通常采用小组评价和老师评价，其中小组评价可以由同学评分（比如一门课的每份试卷由同班的五位同学评分，最后分数为平均数）。一些学生成立了网上学习小组，或跟附近的同学组成面对面的学习小组。

（3）竞赛课程评价

根据兴趣爱好和基础水平，选报不同级别的人工智能竞赛和机器人大赛，根据参赛成绩和授课过程的表现评价成绩。这类学生综合素质评价中的科学素养评分往往比较高。

总之，在综合素质评价环境下，学校也将创客教育相关校本课程纳入这个评价体系中，根据学生的创客教育校本课程研修情况，评选个性发展突出的优秀学生，让更多学生体验成功、感受激励。该系统能为学生和家长选择适宜学生发展的高等院校及工作岗位提供参考，也能为学校更好地了解学生成长状况，适时调整办学策略提供科学的参考。

二、创建人工智能慕课学习平台

人工智能技术用于教育最重要、最迫切的就是网络学习空间建设，我校大力推进人工智能技术和教育教学的深度融合，创建人工智能慕课学习平台，推动智能教育的快速高效发展，让更多学生受益。

慕课的主要特点是大规模的开放课程、网络课程，这些课程挂在校园网的人工智能教育专题栏中，除了供选修该校本课程的学生学习外，非校本课程学生也可学习。这样，学生听课的地点不受局限。对于学校评出的精品课程，平台会加以特别注明，点击量往往特别多。目前，我校线上人工智能慕课数量已达64门，学习人数突破10万人次，慕课总量、参与开课老师数量、学习人数均处于泉州领先地位。

除了慕课平台以外，我校还拓宽渠道利用科普講座、图片展览、报刊等各种形式进行广泛宣传教育，筛选出一批可借鉴的整合案例或获奖的成功案例，供后续学生学习与创新。

三、构建“慕课+人工智能”STEAM分级课程的运行机制

1.政策引领——创客教育实施框架

全校老师学习《国家教育事业发展“十三五”规划》《新一代人工智能发展规划的通知》《教育信息化“十三五”规划》等文件，对创客教育进行顶层规划、课程设置、课程开发、实施保障、课程实施、学习评价等方面的深入研究。

2.组织管理——领导机构、组成成员与活动机制

创建校级人工智能创客教育管理与激励机制。人工智能教育是创新教育的重要途径，也是学校教育变革的重要方向。学校实施人工智能创客教育绝不是建设一个人工智能创客教室和单纯开设一门校本课程那么简单，而是一项系统工程，需要一个包含目标规划、实施路径、保障条件等要素的行动框架，从而避免实践中的盲目跟风和无的放矢。

3.硬件建设——基础保障

学校领导高度重视，将在资金、技术、人员、外出学习等各方面予以全力支持。将不断加大资金投入，完善硬件条件，加强人工智能创客教育环境建设，因地制宜，依据本土化和低成本原则，根据学校现有条件就地取材，把学校现有的发明创造室、物理实验室、电子制作室、航模车模室、木工雕刻室、剪纸创作坊、陶艺制作坊等功能室升级改造为人工智能教育创客空间。

学校组建科创中心高端实验室，目前学校科创中心拥有以Leg6、Arduino、Stm32为主题的三间高端创客实验室，及以机器人社和科创社为主的学生创客活动中心。

4.学习培训——后续人才的培养

学校致力于研究人工智能教育指导教师必须掌握的理论、指导技能，和人工智能创客教育教师的培养机制。为了更深入地学习，学校组织科创中心成员到广东参加创客培训，了解到创客文化、创客精神的内涵，以及创客的基本技术、基本技能。

同时，我校注重与本地高校对接，与附近的华侨大学和泉州师院共同建设师资合作基地，打造标准化的师资培训队伍。

5.资源整合——可持续发展

泉州五中联合泉州市直三所学校，从幼儿园到高中，凝聚了十几位老师，组建有创客教育经验或者意向的教师队伍，组建课题团队，课题组成员由多名中高级教师组成，每周举行一次课题实施集备会，每月进行校际人工智能创客教育交流研究，目前已取得丰硕成果，受到上级机关的肯定和赞誉。

四、实践创新与收获

我校几年来基于“慕课+人工智能”STEAM分级课程的探索之路，实现了多学科交叉融合，有效培养了学生解决实际问题的能力，体验性活动引导了学生经历实践性知识的生成过程，多样化技术的支持使STEAM教育更有效。

首先是基本技能的进步与提高，在创作的过程，可能会遇到不同的困难就会驱使学生掌握更多的技能，以便更好地完成任务;其次是综合实践能力的进步与提高，当然，我们还需要培养学生语言表达能力、艺术加工能力，这对学生的综合实践能力就是一种升华和造就;再者，就是创造性思维的发展与提升，学生通过想象、创造，开发了一个新项目;在玩耍、与同伴分享的过程中产生新的点子，进一步反思、想象，创造。近几年来，我校已有20多个项目在全省、全国比赛中获奖。

人工智能时代，教育改变的不仅是边界和方式，更多触及的是内核的改变，满足每个人的差异需求，“让每个孩子都成功”不再是口号，“教育个性化”将真正得以实现。泉州五中近几年基于“慕课+人工智能”STEAM分级课程的探索之路，使STEAM教育不再只是满足少数人，并开发出一系列新作品和课程资源，逐步建成一支基础教育阶段学校创客教育的教师团队，认真总结“慕课+人工智能”STEAM分级课程的资源开发、课程建设、教师培养等方式方法，形成发展机制，实现推广应用，为培养人工智能时代新公民做出自己应有的努力和贡献，在福建省中小学中竖起了一面旗帜。

编辑 王彦清