近日，教育部公示中小學(xué)人工智能教育基地名單，我省太原市第十二中學(xué)、運城中學(xué)、山西省實驗小學(xué)、汾陽市禹門河小學(xué)、陽泉市第十一中學(xué)、大同市實驗中學(xué)等6所學(xué)校入選。建設(shè)中小學(xué)人工智能教育基地，對統(tǒng)籌推進教育、科技、人才一體化發(fā)展，進一步探索創(chuàng)新型科技人才培養(yǎng)模式具有重要意義。為此，記者日前深入我省入選的中小學(xué)人工智能教育基地，探尋人工智能走進校園之后，給我們的基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式帶來了哪些變化。

　　打造智能新校園，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習資源

　　“歡迎大家來到我校的創(chuàng)客一室，這里是‘單片機編程’社團活動的實驗室?，F(xiàn)在大家看到的器材是課程搭配使用的品牌開源硬件套件。學(xué)生通過學(xué)習Arduino語言編程，控制LED燈、馬達、蜂鳴器等傳感器，設(shè)計屬于自己的智能作品?！鄙轿魇嶒炐W(xué)創(chuàng)客課程授課教師牛俊華向記者介紹。 像這樣不同主題的創(chuàng)客教室還有很多：創(chuàng)客二室以3D打印為主題，學(xué)生運用一種特殊的可粘合性材料PLA，通過逐層打印的方式來構(gòu)造創(chuàng)意作品；創(chuàng)客三室以MakeX機器人為主題，學(xué)生使用鎂鋁合金制成的器材，利用螺絲、改錐、扳手等工具進行手工搭建……

　　山西省實驗小學(xué)著力推進人工智能教育基地硬件建設(shè)，現(xiàn)有信息技術(shù)教室9個、創(chuàng)客空間11個，配備激光切割機1臺、3D打印機6臺、移動一體機11臺、希沃一體機67臺、計算機218臺，以及物聯(lián)網(wǎng)機器人2代教育套裝、ESP32 開發(fā)AI智能主控板、HaloCode智能主控板教育套裝各60套……一系列支撐教學(xué)的智能終端及配套設(shè)備，充分滿足了不同年齡段學(xué)生對人工智能課程的學(xué)習需求。

　　硬件設(shè)備固然重要，軟件系統(tǒng)的完善也不容忽視。

　　“我們可以在線采集學(xué)生的學(xué)習數(shù)據(jù)，生成個性化的數(shù)據(jù)分析報告，從而較好地實現(xiàn)教師教學(xué)環(huán)節(jié)中的靶向教學(xué)。”提到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，運城中學(xué)教輔科科長王曉可謂如數(shù)家珍。

　　據(jù)了解，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)詳細記錄著每位學(xué)生的作業(yè)完成狀況、各類考試成績等數(shù)據(jù)，智能生成面向教師的“教學(xué)手冊”和面向?qū)W生的“個性化手冊”?！敖虒W(xué)手冊”中有學(xué)生學(xué)情分析和班級成績趨勢圖，為教師根據(jù)教學(xué)效果調(diào)整備課方向提供重要參考；“個性化手冊”則讓學(xué)生直觀地看到自己的學(xué)習情況和易錯點，并且從后臺資源庫中自動抽取相應(yīng)知識點和練習題推薦給學(xué)生，幫助學(xué)生及時補齊短板。

　　為了提供更高質(zhì)量的教學(xué)服務(wù)，運城中學(xué)還搭建起教師成長“立交橋”。學(xué)校不僅組織相關(guān)學(xué)科組教師與技術(shù)人員參加國家、省、市、縣區(qū)組織的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，還聘請北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等知名高校的教授到校指導(dǎo)，努力培養(yǎng)一支業(yè)務(wù)精湛的高素質(zhì)教師隊伍。

　　軟硬件設(shè)施齊備，為建設(shè)人工智能教育基地創(chuàng)造更多可能。我省多所中小學(xué)根據(jù)本校情況開設(shè)計算機編程、激光雕刻、機器人搭建等人工智能課程，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習資源。

　　開啟教學(xué)新范式，教師的授課內(nèi)容隨著學(xué)生提出的問題而改變

　　多功能牙刷盒、智慧垃圾站、智能鞋柜……走進汾陽市禹門河小學(xué)的“禹之夢創(chuàng)客空間”，各種別出心裁的創(chuàng)客作品吸引了記者的目光。 “請注意，系統(tǒng)檢測到嬰兒有危險，請趕快查看。”當學(xué)生模擬嬰兒靠近床邊的情景時，機器立即發(fā)出了警報聲。這是禹門河小學(xué)學(xué)生設(shè)計的智能看護嬰兒床，通過搭載傳感器等設(shè)備，實現(xiàn)危險報警、檢測尿床和自動降溫三大功能。該作品利用人工智能技術(shù)幫助父母減輕育兒負擔，兼具創(chuàng)意性與實用性，榮獲2023年中小學(xué)生信息素養(yǎng)提升實踐活動山西省賽一等獎。

　　“我們通過小組合作、創(chuàng)意制作等方式提升學(xué)生的課堂參與度，讓更多學(xué)生體會到人工智能給我們的生活帶來的便利，將科技創(chuàng)新的種子真正種到學(xué)生心田?！庇黹T河小學(xué)校長王一軍說。

　　除了學(xué)生間的學(xué)習交流，師生間的討論也經(jīng)常激發(fā)出創(chuàng)意的火花。

　　“這種新穎的教學(xué)模式，對教師來說更是一種全新的挑戰(zhàn)。我們也是在實踐中不斷積累學(xué)習經(jīng)驗，摸索最佳教學(xué)方法?！必撠焺?chuàng)客課程的教師張旭峰說。學(xué)生年齡小但思維活躍，他們提出的想法經(jīng)常讓教師眼前一亮，教師的授課內(nèi)容也會根據(jù)學(xué)生提出的問題而改變。

　　“現(xiàn)在很多住宅小區(qū)都裝有一種樓道燈，只有在天黑以后有人走過才會點亮，白天即使有聲音樓道燈也不會亮，這就是聲光控樓道燈。我們可以根據(jù)樓道的長度來設(shè)計相應(yīng)數(shù)量的傳感器……”課堂上，張旭峰正在為學(xué)生講解如何在樓道里設(shè)計安裝聲光控燈時，突然，一名學(xué)生舉起了手。

　　“老師，為什么我們不能用一個裝置控制所有燈呢？”學(xué)生陳稼睿提出了一個創(chuàng)造性的問題，“可不可以根據(jù)人的步行速度，在第一個燈的傳感器感知到信號后，讓其他燈在一定時間后自動亮起？”

　　張旭峰隨即根據(jù)這一問題，帶領(lǐng)學(xué)生從不同角度探究該方案的可行性。充滿創(chuàng)新活力的課堂氛圍令人印象深刻。

　　除了課堂教學(xué)，各校還通過社團的形式彰顯人工智能教學(xué)特色。

　　“攝像頭、激光雷達、超聲波傳感器……這些傳感器的共同工作，使自動駕駛汽車具備了可以檢視周圍環(huán)境的能力。這節(jié)課我們將學(xué)習如何使用攝像頭進行視覺巡線，使得小車的無人駕駛更加準確?！边\城中學(xué)人工智能社團指導(dǎo)教師段晶在講解完機器視覺巡線的相關(guān)概念后，向同學(xué)們發(fā)布了兩個任務(wù)。一是識別黑色進行視覺巡線，控制小車的行進路線和速度；二是根據(jù)區(qū)域權(quán)重進行視覺巡線，將實時轉(zhuǎn)彎角度的數(shù)值顯示在屏幕上。

　　任務(wù)下發(fā)后，學(xué)生們以小組合作的形式嘗試操縱M.A.R.K智能小車。

　　“小車啟動時攝像頭這么擺放可以嗎？”“視覺巡線的速度靈敏度設(shè)置成多少合適？”“小車偏離軌道了，快左轉(zhuǎn)糾偏！”教師穿梭于各個小組之間，或是指導(dǎo)，或是聆聽，指點學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)。

　　“運城中學(xué)以社團的形式推動人工智能課程深入開展。志同道合的同學(xué)們可以一起研究感興趣的問題，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性?！毙畔⒓夹g(shù)學(xué)科組長、創(chuàng)客校辦課程負責人王慶說。

　　自人工智能社團成立以來，社團指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生積極參與學(xué)校組織的各類培訓(xùn)和賽事，在多項比賽中斬獲佳績：2019年獲得第三十四屆運城市青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，2020年獲得第三十五屆山西省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，2022年獲得第八屆全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽（山西賽區(qū)）復(fù)賽優(yōu)秀獎……

　　王慶將這些成績歸結(jié)于師生的共同努力：“積極的學(xué)習態(tài)度加科學(xué)的學(xué)習方法，相信付出總有收獲！”

　　構(gòu)建課程新機制，讓全體學(xué)生都參與到人工智能教育中來

　　為了響應(yīng)國家對科技創(chuàng)新人才的需求，太原市第十二中學(xué)積極探索人工智能課程新機制。該校堅持“實際、實用、實效”的原則，編寫了《太原市第十二中學(xué)校人工智能課程綱要》，構(gòu)建起完整的人工智能教育課程體系。

　　“我們將人工智能課程納入學(xué)校課程體系，針對不同年級的學(xué)生開設(shè)AI理論、創(chuàng)客、編程、機器人操作等課程，讓全體學(xué)生都參與到人工智能教育中來?！眲?chuàng)新教育中心主任白月明介紹道。

　　在教學(xué)探索過程中，十二中的教師團隊逐漸認識到，人工智能是一門新興的技術(shù)交叉學(xué)科，涉及計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、腦科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，其學(xué)科交叉性意味著在課堂上需要多學(xué)科融合教學(xué)。因此，該校教師逐漸構(gòu)建起基于STEAM教育的項目教學(xué)模式，注重通過項目式學(xué)習培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)?，F(xiàn)在，人工智能特色課程已成為十二中一張靚麗的名片。

　　在大疆robomaster實驗室里，一節(jié)精彩的無人機課程正在進行。

　　“經(jīng)過多次實戰(zhàn)飛行，同學(xué)們與無人機特洛的友誼越來越深。但特洛不會人類語言，我們要怎么與它交流呢？今天，我們一起來了解無人機的語言——程序語言?！碧械谑袑W(xué)信息技術(shù)、人工智能教師高一華正在為學(xué)生講解無人機的編程技巧。

　　課程進行到一半，如何設(shè)定無人機在正三角形航線飛行任務(wù)中的旋轉(zhuǎn)角度讓學(xué)生犯了難。高一華讓學(xué)生們模仿無人機航線，在地上走出一個正三角形，親身體驗無人機的轉(zhuǎn)向角度。

　　“我明白了！無人機轉(zhuǎn)向的角度應(yīng)該是三角形的外角！”經(jīng)過這一番操作，學(xué)生恍然大悟，舉一反三地學(xué)會了五角星航線的設(shè)定方法。

　　“STEAM教育可以促進學(xué)科之間的交叉融合，培養(yǎng)學(xué)生的整體思維?！备咭蝗A準確地指出了STEAM教育的重要之處。高中階段的授課往往是單科進行，導(dǎo)致各學(xué)科教學(xué)普遍是割裂的。在十二中的人工智能課程中，學(xué)生面對的是一個現(xiàn)實的、具體的問題，必須綜合利用各科知識來解決問題。在解決問題的過程中，極大地提升了學(xué)生的知識運用能力和實踐創(chuàng)新能力。

　　除了學(xué)校多元多維課程體系的建設(shè)，家校共育的課程新方案也格外引人注目。

　　這天，山西省實驗小學(xué)一年級十班的教室里迎來了一位特殊的老師。

　　“隨著科技的進步，智能家居技術(shù)正在不斷革新著我們的生活方式。同學(xué)們知道這個白色的機器是什么嗎？沒錯，它就是智能掃地機器人……”講臺上，該班學(xué)生任昱昊的爸爸任仲杰生動地講解著掃地機器人的工作原理和制作要點。講臺下，同學(xué)們聚精會神地聽講，時不時舉手提問，課堂氣氛十分熱烈。

　　隨后，任仲杰邀請同學(xué)們一起動手制作迷你掃地機器人。同學(xué)們制作的掃地機器人形態(tài)各異，有的穿著白色的“盔甲”，有的長出了綠色的觸角，充分展現(xiàn)出學(xué)生的不同個性。

　　當掃地機器人安裝的馬達帶動風扇，產(chǎn)生低于外部的壓強，把紙屑吸入機器人內(nèi)部時，同學(xué)們都情不自禁地歡呼起來。

　　“看到孩子們熱情高漲、積極參與，我們家長也很有成就感。”任仲杰說，這次的選題是家長委員會共同討論確定的，希望通過生活化的科技小制作，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣。

　　除了家長講堂，該校還開展創(chuàng)客體驗課程、科創(chuàng)冬令營、創(chuàng)客社團等拓展活動。不僅讓課堂形式變得豐富多彩，也拓展了家校合作的新方式。

　　在我省中小學(xué)人工智能教育基地的建設(shè)過程中，目前已經(jīng)形成了一系列極具參考價值的教育新理念、新模式和新方案。未來，我省將進一步推動人工智能與教育深度融合，讓基礎(chǔ)教育成為培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的搖籃。（楊家煒）