APP下载

青岛市推进人工智能教育机制创新的实践

2022-06-30李晓梅

中国教育信息化·高教职教 2022年6期
关键词:人工智能教育机制创新学科建设

摘   要:自2019年获评山东省人工智能教育试点城市以来,青岛市聚焦人工智能教育课程普及,全面布局、快速发力。2020年,青岛市发布《青岛市人工智能教育实施意见》《中小学人工智能课程指导纲要》,在全国率先提出市域层面全面普及人工智能基础教育,形成了区域人工智能教育发展新生态。文章从顶层设计构建体系、统筹建设夯实基础、强化师资提质增效、课程引领同频共振、多元评估评价导向、打造品牌树立标杆等六个方面,系统介绍青岛市推进人工智能教育机制创新实践。主要做法包括:坚持普及、拓展与培优三维并举,打造小初高全学段课程体系;统筹人工智能教育基础设施建设,探索以人为本的人工智能技术路径;成立国际人工智能教育联盟,实践政府、企业、学校新型合作模式,形成了人工智能教育课程全域普及的“青岛方案”。

关键词:人工智能教育;人工智能课程;学科建设;全域普及;机制创新

中图分类号:G434         文献标志码:A          文章编号:1673-8454(2022)06-0075-06

随着人工智能技术的快速发展,人工智能在各领域得到了广泛应用,并逐渐成为这些领域发展和变革的新动力。面对新一轮科技革命和产业变革,我国积极倡导和支持开展多层次的人工智能教育,培养具有信息素养和创新能力的人才。2017年,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》强调,“实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程”[1]。2018年,教育部印发《教育信息化2.0行动计划》,明确要求完善课程方案和课程标准,使中小学人工智能和编程课程内容能充分适应信息时代、智能时代发展需要[2]。

在国家相关政策的引导下,青岛市高度重视人工智能教育。2020年8月,按照“山东龙头、国内一流、全球影响”的整体规划,青岛市教育局印发《青岛市人工智能教育实施意见》(以下简称《意见》)[3],以推进人工智能教育课程普及为核心,以培养创新人才为根本,坚持问题导向、目标导向、需求导向和效益导向,全面发展人工智能教育学科建设、人才培养、理论创新、技术突破和应用示范,为建设科技强国、教育强国提供人才支撑。2021年,青岛市以人工智能教育为主要特色入选教育部“智慧教育示范区”创建项目名单,经过持续探索实践,形成了人工智能教育课程全域普及的“青岛方案”。

一、加强顶层设计,构建人工智能教育体系

青岛市发起“高端制造业+人工智能”攻势,按照“山东龙头、全国一流、全球影响”的战略部署,突出理念先行、需求牵引、整体布局、创新赋能,统筹规划、全域推进人工智能教育。

(一)创新人工智能教育发展路径

青岛市在全国率先提出市域层面全面普及人工智能基础教育,明确2022年全市中小学人工智能教育课程体系基本建立、课程内容全面普及的阶段目标,从基础环境、教育资源、师资队伍、专业人才等方面发力,全方位助推人工智能教育。同时,以青岛市入选山东省人工智能教育试点城市为契机,统筹规划,整体布局,遴选崂山区、城阳区、西海岸新区、胶州市为人工智能教育试点区,培树青岛一中等100所人工智能教育试点学校,构建了“1+4+100N”试点体系,具体如图1所示。

“1+4+100N”以青岛市教育局的全市布局为核心,将人工智能教育向四个试点区重点推进,向各个试点校纵深发展,并基于统一规划、统一要求,构建市、区(市)、校三级同频共振、共建共治的人工智能教育发展新模式。

(二)打造人工智能课程体系

为切实保障人工智能教育落地实施,青岛市于全国率先研发面向基础教育的人工智能课程指导大纲——《中小学人工智能课程指导纲要》[4]。该纲要历时一年编制而成,从课程性质与基本理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程实施、课程保障六个方面对人工智能课程进行了明晰;巩固了人工智能课程的独立地位和独特价值,指明了中小学人工智能课程的发展方向,推动了人工智能教育课程的普及。青岛市教育局以课程推进为抓手,以创新人才培养为核心,并基于目前教育现状,量身打造“纲要先行、一纲多本、教练结合”的人工智能课程体系,明确课程以发展学生素养为导向,以创新应用与实践为落点,以项目学习为主要学习方式,从小学到高中实现全覆盖、全贯通、一体化的管理,全力普及人工智能教育课程。

(三)成立国际人工智能教育联盟

2020年8月,秉持“搭建平台、聚合资源、勾画蓝图、引领发展”宗旨,着眼构建更加有效的资源统合、力量整合、技术融合的人工智能教育生态系统和发展格局,青岛市教育局分别与华为、商汤、科大讯飞、越疆等人工智能企业签订战略合作协议,联合11家全国人工智能头部企业和高等院校、科研机构等共同成立了人工智能教育联盟。政、企、研、学多方合作、多元协同,通过错位竞争、优势互补,提供多赛道、多类型、多出口的人工智能综合实践、创新和展示平台,打造人工智能教育示范引领典型。经过近一年多的努力,联盟已经发展了20余家头部企业、100余家教育部门的加入,在研学培训、动手实践、赛事服务中为人工智能教育提供了大力支持和帮助。

二、统筹环境建设,夯实人工智能教育基础

随着人工智能、物联网等技术的迅猛发展,基于信息融合与创新的基础设施建设显得尤为必要和迫切。2021年7月8日,教育部等六部门印发《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》,提出“到2025年,基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系”[5]。教育新基建是信息化时代教育变革的牵引力量,因此青岛市加强建设软硬件相结合的基础设施,提供更加丰富的人工智能学习空间,吸引学生深度参与人工智能学习。

(一)建设超算中心,提供环境支撑

为实现人工智能教育课程全覆盖,青岛市积极推进人工智能教育建设新模式,全力打造超算中心,提供计算能力支撑。按照“中心主导、平台支撑、体系融合”的建设构想,全市统筹规划,区市分布实施,先期投入7000余万元,一次性建設5个“算力支撑、数据共享、网络传输”的集约化人工智能教育超算中心,分别部署在青岛市中心机房、崂山机房、城阳机房、西海岸机房和胶州机房。同时加大原有基础设备统筹利用,鼓励超算中心分时复用,提高核心设备利用率。85B84264-B065-4501-B6D1-16683D056D0B

(二)升级教学平台,支撑教育教学

区域智慧教育的健康、可持续发展需要构建和谐的教育信息化生态系统,“互联网+教育”大平台是整个教育生态系统有效运转的关键,将为各种智慧教育业务的开展提供平台支撑。青岛教育e平台是集权威性、唯一性、综合性于一体的服务平台,2021年入选青岛市政府重点打造的城市运行“一个场景”方案,是数字青岛和智慧城市的重要组成部分。为全方位支撑人工智能教育教学和丰富学生的学习体验,青岛市基于教育e平台开设人工智能教育课程学习模块,以实现“一个系统、三大统一”为目标,强力打造青岛市人工智能教育课程学习系统,集“课程教学、内容创作、开源创新”于一体,为师生和教育管理者提供人工智能教育一站式服务。目前,全市以人工智能教育服务平台为依托,融合课程、实验、培训、展示等内容,汇集编程模块20余种,开发自主学习项目100余个。

(三)创新实验室建设,丰富学习空间

建设学习空间的目的是促进学习者的有效学习,满足多样化的学习需求。为着重培养学生对人工智能技术的感知与应用能力,学会运用人工智能设备和平台去实现场景学习与实践认知,青岛市根据现行要求和未来规划,打造集“课程教学、应用实践、互动体验”于一体的综合性人工智能教育实验室,并制定《青岛市人工智能教育实验室建设标准》。同时,实行政府“兜底”,关注贫困学校的人工智能教育,避免在人工智能方面形成新的数字鸿沟,以实现教育的优质均衡发展。目前,全市已建成249个人工智能教育实验室,满足了20万余名学生体验探究人工智能和进行相关实践的要求。到2024年,预计还将投入近1亿元,完成人工智能实验室全面普及。

三、强化师资培养,推进人工智能教育提质增效

优秀的师资力量是开设人工智能课程的基础。自2014年开始,我国发布了一系列与中小学教师信息素养提升密切相关的政策文件,要求对从事基础教育工作的教师进行智能教育素养培训,帮助教师把握人工智能技术进展,推动教师积极运用人工智能技术,改进教育教学、创新人才培养模式,抓住智能时代新机遇实现与国际前沿发展并跑,培养适应未来的智能型人才[6]。为满足教育教学需求,青岛市致力于培养一批具有青岛特色的“三高”(专业素质高、授课水平高、教研能力高)名师,以保障课程落地生根,支撑人工智能教育行稳致远。

(一)创新机制,建立专兼职教师队伍

市、区、校三级联动,创新教、科、研“三位一体”机制,通过公开招聘、人才引进、转岗培育等方式,建立“2+7”专兼职教研员队伍,通过遴选、培训、教研、集备等活动,从信息、数学、地理、物理等学科培育人工智能教师800余人,初步形成全市人工智能教师队伍体系。通过每年开展线上普及、线下专项培训,每月开展现场会、优质课观摩展示活动,每周开展教研、集备活动,让优秀教师展示课程教学、分享教学经验,实现教师队伍整体教学能力的提升。

(二)专项培训,提升教师专业技术水平

教师是教育的第一资源,培训是教师专业发展的有效途径。随着互联网、大数据及人工智能的发展应用,培训已步入新时代,形成新需求,也面临着新挑战。青岛市注重培训方式、方法,以问题、结果为导向,全面创新人工智能骨干教师的培训形式。一是依托商汤人工智能教育研究院,开展常态化的专业培训,采取线上“专家讲座+实时答疑”、线下“订单培训+集中授课+上机实作+合作探究”的培训模式,将原来的专家授课式、经验交流式培训规模化普及进行;线下全面开展项目式培训,按照“区市分组—小组协作—制作作品—上台展示”的方式为每位参与教师提供互相学习、展示自我的平台,极大地调动了所有参与教师的积极性。二是定期组织城乡交流、观摩学习、教学研讨、同课异构等活动。目前,已完成34场主题活动和11期人工智能师资培训,共有20节专家示范课入校,惠及教师千余人次。

(三)课题引领,提升教师人工智能素养

青岛市抢抓机遇,顺利完成教育部“人工智能教育课程教学及应用研究实践共同体”、“十三五”市重大课题“青岛市中小学实施人工智能教育研究”等课题项目。通过设立市级人工智能教育重大课题,持续开展相关研究,主要在人工智能课程教学模式、建设青岛人工智能课程资源库、实施学生人工智能学习评估、推进人工智能赋能教育应用等方面形成了相关研究成果,为人工智能教育课程的全面普及实施提供理论依据。同时,通过课题的指引,实现了以研促学、促进人工智能教师的学习与思考、助推教师专业成长的目的。

四、加强课程引领,

实现人工智能教育供需同频共振

青岛市根据不同年龄段学生的特点、接受能力和知识储备情况,因地制宜地选择教学方法和教学策略,传授人工智能知识与技能,开展人工智能教学活动,并围绕教学对象、目标和内容,确定了普及、拓展、培优三种课程模式。

(一)普及課程任务化

青岛市将人工智能课程作为特色课程,面向全市中小学开设。课程以发展学生人工智能素养为导向,通过有意义的项目激发学生合作协商、科学探究、手脑并用,积极参与到智能技术支持的交互性、真实性学习活动中,体验完整的问题解决过程,从而达成对人工智能应用性知识的理解与掌握。全市近700所小学每月开设一节人工智能教育启蒙课(小学1-3年级),在全国率先实现了人工智能教育启蒙课程的大规模普及;在其他年级(不包括初、高中毕业年级)采取常规授课模式,每月至少安排2课时普及课程,已惠及全市近300所学校的6万余名学生。目前,崂山区、城阳区、西海岸新区和胶州市已经全面完成人工智能课程的普及工作。

(二)拓展课程社团化

为拓展学生人工智能学习领域、提升学生解决实际问题能力,青岛市鼓励学校在开展普及式教学的基础上组建学习社团,面向有自主探究意愿和兴趣的学生开展难度更高的编程教学活动。目前,全市90%以上学校成立了人工智能学习社团,通过开展项目式学习,不仅可以提高学生自主学习、探究学习、合作学习的能力,还可以有意识、有规划地培养学生的人工智能创新思维,激发学习兴趣,为以后可能的专业学习打下基础。85B84264-B065-4501-B6D1-16683D056D0B

(三)培优课程竞赛化

青岛市对于有强烈研究爱好、出色专业基础的学生进行重点栽培,在初、高中学段开展人工智能实验班建设,以人工智能发展为专业方向,通过开设难度更大的编程课程和人工智能教育应用设计课程(《人工智能应用实战》《机械臂学习》《三维设计》等),引导学生主动钻研人工智能特定领域,并积极参加相关的创新竞赛,定位培养人工智能领域的后备人才。同时,探讨将人工智能竞赛结果纳入青岛市“强基计划”,逐步建立初升高人工智能特长学生考查录取机制,统筹推动人工智能专业人才培养,为构建人工智能社会的人才支撑体系奠定坚实基础。

五、坚持评价导向,

实施人工智能素养多元评估

2020年10月,中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》提出,坚持科学有效,改进结果评价,强化过程评价,探索增值评价,健全综合评价,充分利用信息技術,提高教育评价的科学性、专业性、客观性[7]。在教育评价改革的背景下,2021年,青岛市编制了《中小学生人工智能教育评估方案》,第一次开展全市中小学生人工智能素养评估,在评估过程中着重做到以下三点:

(一)评价标准科学化

以立德树人为育人目标,以关注核心素养、重点考察情境性的应用能力、提倡多主体共同参与的评价方式为指导思想,青岛市对标国际学生评估项目(PISA),编制了《青岛市中小学生人工智能教育评估方案》。该方案明确三学段的感知、表示与推理、机器学习、人机交互、社会影响等五大内容体系,确定信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四项核心素养,以及知识、技能和态度三大支撑因素,在充分研究影响因素和评估策略的基础上构建整体框架。

(二)评价方式多元化

人工智能的学科性质,要求学生在具备人工智能意识和创新应用能力的基础上,提升信息素养,而多样化的评价方式可以更加准确地实现评价的目标和功能。为此,青岛市教育局采用试题、问卷和项目的测评方式相结合,终结性评价和形成性评价相结合,定量评价和定性评价相结合等方式,让学生、同伴、教师、学校、区域、家长等多主体共同参与协商,实现对学习者多维度、全方位的综合评价。同时,学校注重立德树人,有机渗透情感、态度与价值观教育,实现对学生核心素养的全面评价。

(三)评价结果数据化

青岛市通过对学生人工智能素养的相关测试,以定义的评估框架为基础,以收集的评估数据为抓手,以反哺人工智能教育中的主要问题为落脚点,形成《2021青岛市人工智能素养提升工作推进情况评估报告》。从探究认知表现、学校投入、学生信息素养等维度,展开数据分析,厘清数据背后各因素间的隐含关系,以调整教育教学思路。同时,学校通过收集信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任感等核心素养的测试数据,进行不同学校和区域之间的多维度对比,用数据分析的结果反向指导人工智能的教育教学工作。2021年,评估样本涉及452所学校、2441名教师、16.8万余名学生。

六、打造青岛品牌,

树立人工智能建设应用标杆

(一)评选人工智能教育示范校、示范区

根据《青岛市人工智能教育实施意见》,2021年,青岛市对申报青岛市人工智能教育示范区和示范校的单位进行了初评、答辩、现场核验,最终评选出1个人工智能教育示范区、2个人工智能教育培育区、48个人工智能教育示范校,以点带面推动青岛市人工智能教育发展。

(二)组织召开人工智能教育推进现场会

为培育市、区、校人工智能教育典型案例,青岛市定期组织召开全市人工智能教育推进现场会,以课程专家观摩的方式分享各学校推进人工智能教育发展经验,以讲座、圆桌论坛等方式对教师实际教学过程中存在的问题进行答疑解惑,展开在人工智能课程内涵、教研与授课、实验室应用、社团活动等方面的深入探讨。

(三)多平台、多渠道、多层面讲好典型故事

沟通交流是教育的重要载体,本着融合共生的发展态度,青岛致力于打造人工智能教育品牌,搭建共促双赢的交流平台。通过“国际人工智能教育联盟”公众号、网站、专报、简报等媒介,多层次、多渠道开展宣传工作。公众号开设区域整体、学校试点、先锋人物、教研团队及专业名师、优秀学生、典型应用、专题活动等专栏,打造人工智能教育对外的官方宣传平台,对外输出有关人工智能教育的课程推广、赋能应用等方面的丰富经验。2021年,“中小学人工智能教育课程普及解决方案”荣获青岛信息化优秀解决方案奖。此外,青岛作为城市代表,在2021国际人工智能与教育会议做专题发言,向全球分享人工智能教育普及“青岛方案”。

人工智能教育建设实践启示我们,优质的人工智能教育生态需满足六要素:科学的顶层设计是前提;持续的建设完善是常态;健康的生态建设是关键;广泛的互联互通以及多层面展示、多维度介绍、体系化宣传是基础;严格的安全体系是保障;良好的师生体验是根本。

参考文献:

[1]国务院.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].(2017-12-10)[2022-03-08].http://www.gov.cn/ zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]教育部. 教育部关于印发《教育信息化2.0 行动计划》的通知[EB/OL].(2018-04-13)[2022-03-08].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3]青岛市教育局.青岛市教育局关于印发《青岛市人工智能教育实施意见》的通知[EB/OL]. (2020-08-19)[2022-03- 08].https://laws.ict.edu.cn/laws/difang/n20200819_72087.shtml.85B84264-B065-4501-B6D1-16683D056D0B

[4]青岛市教育局.青岛率先发布《中小学人工智能课程指导纲要》[EB/OL].(2021-08-09)[2022-03-08].http://edu.qingdao.gov.cn/n32561912/n32561919/210809172832203554.html.

[5]教育部等六部门.关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见[EB/OL].(2021-07-08)[2022-03-08].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202107/ t20210720_545783.html.

[6]教育部.教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见[EB/OL].(2019-03-21)[2022-03- 08].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A10/s7034/201904/t20190402_ 376493.html

[7]新华社.中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》[EB/OL].(2020-10-13)[2022-03-10].http://www.gov.cn/gongbao/content/2020/content_5554488.htm.

作者简介:

李晓梅,高级教师,硕士,主要研究方向为教育信息化教学,邮箱:sdqdlixm@126.com。

The Practice of Promoting Innovation of AI Education in Qingdao

Xiaomei LI

(Qingdao Education Equipment and Information Technology Center, Qingdao Shandong 266000)

Abstract: In 2019, Qingdao was appraised as a pilot city of artificial intelligence education in Shandong province, the focus on the popularization of artificial intelligence education courses, overall layout, and rapid development of power become the core. In 2020, Qingdao took the lead in issuing the“opinions on the implementation of artificial intelligence education in Qingdao” and the “guiding outline of artificial intelligence curriculum for primary and secondary schools”, while it was the first county to put forward the basic education of popularizing artificial intelligence at the municipal level that a new ecology of regional artificial intelligence education is formed. This paper introduces the innovative practice of artificial intelligence education mechanism in Qingdao from six aspects including top-level design and construction system, overall construction to consolidate foundation, enhancement of quality and efficiency of teachers, common frequency resonance of curriculum leading, guidance of multi-evaluation and evaluation, and establishment of brand and benchmarking. Qingdao has persisted in popularizing, expanding and cultivating excellence with three dimensions, the implementations including creating a curriculum system for elementary schools, junior high schools and senior high schools, coordinating the construction of AI education infrastructure, exploring artificial intelligence technology paths that put people first, and establishing the international artificial intelligence education alliance. The new cooperation model between government, enterprises and schools has formed the “Qingdao Plan,” which aim is to popularize the artificial intelligence education curriculum.

Keywords: Artificial intelligence education; Artificial intelligence courses; Discipline construction; Universal popularization; Mechanism innovation

編辑:王晓明   校对:李晓萍85B84264-B065-4501-B6D1-16683D056D0B

猜你喜欢

人工智能教育机制创新学科建设
人工智能背景下的职业教育发展困境及对策研究
最近发展区理论对中小学人工智能教育的启示
高中人工智能教育信息化教学模式
人工智能教育之悠然学习
辽宁国有企业改革体制机制创新问题研究
关于政府审计几点问题的思考
武警院校应急救援学科建设存在的问题及对策
论七年一贯制体系下本科学科建设中职业教育的重要性