◎ 何 莉

一、問題的提出

人工智能課程的開發(fā)是普通高中開展人工智能教育的路徑之一，但絕非全部。具備優(yōu)秀的社交能力、協(xié)商能力以及人情練達(dá)的藝術(shù)、同情心，以及對(duì)他人真心實(shí)意的扶助和關(guān)切、創(chuàng)意和審美才是未來職業(yè)發(fā)展中不被人工智能取代的核心素養(yǎng)。而上述能力的最佳發(fā)展期在基礎(chǔ)教育階段。因此，上海市盧灣高級(jí)中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“盧灣高中”）打造人工智能特色課程群，以使學(xué)生在未來能夠具備必需的人工智能素養(yǎng)，且擁有不被人工智能所替代的關(guān)鍵能力和情意品格。

鑒于人工智能聚合了最前沿的科技資源，人工智能特色課程群開發(fā)，將可以成為普通高中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，創(chuàng)建“未來學(xué)?！钡闹匾窂?。盧灣高中長(zhǎng)期以來以“培養(yǎng)高度科學(xué)素養(yǎng)的高中學(xué)生，營(yíng)造濃厚人文精神的學(xué)校文化”為目標(biāo)，深入開展科學(xué)教育的辦學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，已構(gòu)建了具有科學(xué)教育特色的系列課程框架，形成了科學(xué)教育特色品牌課程。盧灣高中還成立了AI 課改團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步推動(dòng)課程體系多元化、教師技能專業(yè)化、學(xué)生成長(zhǎng)個(gè)性化。在普通高中人工智能教育教學(xué)全方位探索中提煉實(shí)施路徑與方法，既具有延續(xù)性，又具有開創(chuàng)性。

二、人工智能特色課程群的內(nèi)容開發(fā)

（一）理論基礎(chǔ)

1. 學(xué)習(xí)者中心理論

課程應(yīng)以學(xué)生的興趣、愛好、需要為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)學(xué)校與社會(huì)相聯(lián)系，使得學(xué)生獲得關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界的直接經(jīng)驗(yàn)和真切體驗(yàn)。

2.元課程理論

元課程理論強(qiáng)調(diào)通過課程整合和知識(shí)遷移的方式來促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展，讓學(xué)生具備將知識(shí)與社會(huì)、職業(yè)等情境聯(lián)系起來的能力和應(yīng)用知識(shí)解決不確定問題的能力。

3.分布式認(rèn)知理論

分布式認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知現(xiàn)象不僅包括個(gè)體心理中的認(rèn)知活動(dòng)，還包括人與人、人與工具、人與技術(shù)的互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)某一活動(dòng)的過程，這些分布的要素必須相互作用、相互依賴才能實(shí)現(xiàn)認(rèn)知任務(wù)。

（二）主要內(nèi)容

1.人工智能特色課程群的內(nèi)涵詮釋

人工智能特色課程群的內(nèi)涵為：人工智能特色課程群以課程生態(tài)的視角，幫助普通高中生養(yǎng)成在人工智能時(shí)代“不被替代，活得更好”所必需的能力和品格。它以多維聯(lián)結(jié)與互動(dòng)、富有邏輯和統(tǒng)整感的課程體系為標(biāo)志，將課程、教學(xué)、評(píng)價(jià)、管理以及師生發(fā)展融為一體。一是引入，把人工智能課程引入學(xué)生的學(xué)習(xí)中；二是應(yīng)用，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到學(xué)生的學(xué)習(xí)中；三是融合，從人工智能角度更好地審視學(xué)校原有科學(xué)教育課程的價(jià)值，對(duì)原有課程進(jìn)行再造和提升；四是創(chuàng)造，開展人工智能研究，利用AI 技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)和創(chuàng)造發(fā)明，讓生活變得更美好。

2.人工智能特色課程群的目標(biāo)定位

人工智能特色課程群以培養(yǎng)學(xué)生“H·AI”（H 為Holistic 首字母，代表全人發(fā)展，AI 即人工智能）素養(yǎng)為指向，具體而言，它包括：①掌握人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)、核心概念和發(fā)展趨勢(shì)；②具備主動(dòng)應(yīng)用人工智能技術(shù)于學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力；③具備創(chuàng)造性應(yīng)用人工智能技術(shù)改造周邊世界的能力；④具備更強(qiáng)的審美意識(shí)和能力；⑤具備更強(qiáng)的同理心與情感能力；⑥具備更強(qiáng)的創(chuàng)造性能力。根據(jù)學(xué)生不同層次發(fā)展需求，設(shè)計(jì)和完善人工智能特色課程群各個(gè)領(lǐng)域的課程，并增進(jìn)關(guān)聯(lián)與統(tǒng)整，讓學(xué)生掌握人工智能基礎(chǔ)知識(shí)，深化人工智能場(chǎng)景應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)人機(jī)共生價(jià)值追求。

3. 人工智能特色課程群的結(jié)構(gòu)模塊

基于學(xué)?？茖W(xué)教育的辦學(xué)特色和基礎(chǔ)，盧灣高中將人工智能技術(shù)與學(xué)校課程深度融合，形成涉及AI 基礎(chǔ)課程域、AI+學(xué)科課程域、AI+城市課程域、AI+審美課程域、AI+情感課程域、AI+創(chuàng)意課程域六大領(lǐng)域的“人工智能+”課程群（見圖1），體現(xiàn)了綜合化、協(xié)作化、項(xiàng)目化趨向。課程群由內(nèi)容上相互關(guān)聯(lián)、相互滲透，具有互補(bǔ)性的系列課程組合而成，每一個(gè)課程域都有特定的“大概念”；每一個(gè)課程域都有學(xué)生關(guān)鍵能力與必備品格的培養(yǎng)側(cè)重點(diǎn)；每一域內(nèi)的具體課程之間都有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，或內(nèi)容相聯(lián)系、可以平面遷移，或內(nèi)容有梯度、可以垂直關(guān)聯(lián)，或內(nèi)容可綜合、可以由部分組合成整體。課程群之間彼此相連，又互為補(bǔ)充，統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

圖1 盧灣高中“H·AI”人工智能特色課程群框架示意圖

（1）人工智能基礎(chǔ)課程的開發(fā)與實(shí)踐。本課程針對(duì)不同層次學(xué)生，設(shè)置了入門類基礎(chǔ)型課程、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的選修課程以及面向精英的研究型課程，在內(nèi)容上分為圖形化編程、編程語言學(xué)習(xí)和面向硬件驅(qū)動(dòng)的C 語言兩類，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與技能，適應(yīng)未來的智能化社會(huì)生態(tài)，形成技術(shù)安全和責(zé)任意識(shí)。

（2）“人工智能+學(xué)科”課程域的開發(fā)與實(shí)踐。盧灣高中將學(xué)科分為科學(xué)類課程、人文類課程、身心健康類課程以及藝術(shù)類課程；在技術(shù)運(yùn)用方面，針對(duì)學(xué)科知識(shí)的不同特征，進(jìn)行了擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的課程開發(fā)、5G+全息技術(shù)支持下的情境式教學(xué)設(shè)計(jì)以及利用大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化教學(xué)和個(gè)性化反饋的探索。通過人工智能與學(xué)科教學(xué)的深度融合，提升教師的信息技術(shù)素養(yǎng)以及培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的素養(yǎng)，建立用AI 技術(shù)輔助學(xué)習(xí)的方法思維，探索智能學(xué)習(xí)模式，樹立正確的科學(xué)倫理觀念。例如，化學(xué)課借助5G 實(shí)景課堂，通過現(xiàn)場(chǎng)連線化工廠工程師來答疑解惑，幫助學(xué)生沉浸式走訪化工廠，搭建起理論和實(shí)踐的橋梁。思政方面，與貴州省遵義學(xué)校共上一節(jié)紅色黨史思政課《在歷史的緊要關(guān)頭——信仰與使命》，以5G 技術(shù)為基礎(chǔ)，與全息技術(shù)相融合，立體展現(xiàn)一大會(huì)址、遵義會(huì)址等場(chǎng)景，將中國(guó)共產(chǎn)黨的百年征程演繹得更加生動(dòng)、鮮活。

（3）“人工智能+城市”課程域的開發(fā)與實(shí)踐。人工智能在學(xué)科場(chǎng)景的應(yīng)用和在生活場(chǎng)景的應(yīng)用截然不同，但又相互關(guān)聯(lián)。通過人工智能解決社會(huì)發(fā)展問題的課程設(shè)計(jì)目標(biāo)：其一，提高學(xué)生關(guān)注社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)及問題的敏銳性，并從人工智能的角度出發(fā)來探究問題解決的方法；其二，引導(dǎo)學(xué)生圍繞社會(huì)熱點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目式設(shè)計(jì)和研究；其三，學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐和完善。以城市治理為例，學(xué)生就“如何將AI 技術(shù)應(yīng)用于城市治理”這個(gè)問題，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和操作實(shí)踐。在這一過程中，學(xué)生認(rèn)知并運(yùn)用人工智能解決生活實(shí)際問題的能力得到進(jìn)一步提升。

（4）“人工智能+情感”課程域的開發(fā)與實(shí)踐。人工智能的迅速發(fā)展對(duì)人類的情感造成沖擊。通過情感教育來凸顯人性莊嚴(yán)，強(qiáng)化人的主觀能動(dòng)性及主體地位有利于提升學(xué)生在人工智能時(shí)代的適應(yīng)力和競(jìng)爭(zhēng)力。本課程以提高學(xué)生的情緒力、溝通力和共情力為主要內(nèi)容，通過案例分析、小組討論、情境模擬等方式，旨在讓學(xué)生的情緒狀態(tài)不被機(jī)器所束縛和牽引，而是由自己主導(dǎo)調(diào)控，用積極樂觀的態(tài)度去創(chuàng)造豐富有趣的內(nèi)心世界。

（5）“人工智能+審美”課程域的開發(fā)與實(shí)踐。通過對(duì)AI+審美課程域的開發(fā)，能夠讓學(xué)生基于人工智能技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)審美進(jìn)行新的解讀和創(chuàng)造。目前人工智能的創(chuàng)作只是對(duì)某種藝術(shù)門類的風(fēng)格化和技術(shù)化處理，沒有涉及藝術(shù)本質(zhì)特征中的情感等重要范疇。因此，人類在審美意識(shí)層面的不斷創(chuàng)新是人工智能時(shí)代下超脫機(jī)器范式，保持審美優(yōu)勢(shì)并不斷向更高層次拓展的重要因素。

（6）“人工智能+創(chuàng)意”課程域的開發(fā)與實(shí)踐。對(duì)于高中生來說，并不是要去創(chuàng)造新的AI 算法，而是要在AI 應(yīng)用層面開展創(chuàng)意設(shè)計(jì)。我們的高中教育目標(biāo)不僅要滿足適應(yīng)AI社會(huì)生活的需要，更應(yīng)該培養(yǎng)引領(lǐng)時(shí)代的AI創(chuàng)新人才?；诖?，本課程通過科技社團(tuán)的方式，以提升學(xué)生動(dòng)手操作能力，發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)造力，幫助學(xué)生完成創(chuàng)意設(shè)計(jì)為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生樂于鉆研、樂于實(shí)踐、樂于創(chuàng)造的科學(xué)素養(yǎng)。

三、人工智能特色課程群的實(shí)施及保障

為了全面實(shí)現(xiàn)人工智能課程的目標(biāo)追求，學(xué)校在目標(biāo)層、行動(dòng)層、保障層等方面進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，努力形成全面的課程教學(xué)新樣態(tài)，如圖2 所示。

圖2 盧灣高中“H·AI”人工智能特色課程群實(shí)施系統(tǒng)

（1）目標(biāo)層：在學(xué)?？茖W(xué)教育傳統(tǒng)和人工智能時(shí)代的雙重背景下，確定項(xiàng)目的主要目標(biāo)，具體包括情感、審美、創(chuàng)新、AI 素養(yǎng)、深度學(xué)習(xí)五個(gè)方面。

（2） 行動(dòng)層：建立課程開發(fā)和研修機(jī)制，有針對(duì)性地開展課程經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)。不斷優(yōu)化課堂教學(xué)，使課程目標(biāo)落到實(shí)處。根據(jù)課程要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)載體，采取實(shí)踐、沉浸、互動(dòng)等方式，引領(lǐng)學(xué)生有效開展課程學(xué)習(xí)。

（3）保障層：從學(xué)科建設(shè)、空間打造和校外資源等方面為課程開發(fā)與實(shí)施提供保障，激活課程改革技術(shù)資源和社會(huì)資源。重塑教育外部結(jié)構(gòu)，讓來自社會(huì)的教育資源多元、豐富、數(shù)字化，隨時(shí)為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。

學(xué)校根據(jù)學(xué)生需求開設(shè)難度不同、內(nèi)容不同的課程：一是面向全體高一學(xué)生的人工智能普適性課程；二是面向有興趣的學(xué)生的AI 高階型拓展課程；三是鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科跨領(lǐng)域的人工智能課題研究。根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)以及高中生的認(rèn)知特點(diǎn)，運(yùn)用“情境化教學(xué)模式”“基于問題的教學(xué)模式”“基于案例的教學(xué)模式”等，開展人工智能+課程群的教學(xué)。

學(xué)校注重建立協(xié)同支持的教育生態(tài)，開展與人工智能課程創(chuàng)新相配套的基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)：一是空間環(huán)境。主要針對(duì)AI 課程群實(shí)施研究過程中的硬件設(shè)備、軟件，與各個(gè)課程域的實(shí)施內(nèi)容緊密相關(guān)的環(huán)境。二是師資環(huán)境。成立“人工智能核心團(tuán)隊(duì)”，打造課程建設(shè)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，定期開展 “頭腦風(fēng)暴”和課題研究活動(dòng)。三是管理環(huán)境。開展課程群建設(shè)的相關(guān)管理制度、審核評(píng)價(jià)制度，推進(jìn)智慧校園項(xiàng)目建設(shè)。四是育人環(huán)境。通過整合盧灣學(xué)區(qū)集團(tuán)資源、高校研究機(jī)構(gòu)高新企業(yè)資源，為師生成長(zhǎng)搭建更多、更好的平臺(tái)。五是文化環(huán)境。組織師生積極參加國(guó)際國(guó)內(nèi)大型展會(huì)，傳承“勇于質(zhì)疑，敢于探究”的辦學(xué)精神，在實(shí)踐探索中持續(xù)賦予學(xué)?？茖W(xué)教育的新生長(zhǎng)點(diǎn)。

四、人工智能特色課程群的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

學(xué)校將以課程計(jì)劃、課程實(shí)施過程、對(duì)教師的評(píng)價(jià)、對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)、課程實(shí)施效果評(píng)價(jià)為依據(jù)，通過建立質(zhì)量跟蹤考核機(jī)制、以學(xué)生為中心的課程體系內(nèi)容及目標(biāo)評(píng)價(jià)表、第三方參評(píng)等方式和手段，建立起客觀、全面的評(píng)價(jià)體系。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括課程目標(biāo)是否科學(xué)、合理、可行，教學(xué)內(nèi)容組織是否恰當(dāng)有效，教學(xué)方法是否靈活適當(dāng)，師生互動(dòng)是否充分，課程實(shí)施效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)等。此外，我們還在評(píng)價(jià)維度、評(píng)價(jià)主體上由單一化轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣?。同時(shí)注重對(duì)學(xué)生的過程性評(píng)價(jià)、增值性評(píng)價(jià)、結(jié)果性評(píng)價(jià)、綜合性評(píng)價(jià)等。盧灣高中“H·AI”人工智能特色課程群評(píng)價(jià)指標(biāo)部分內(nèi)容見表1。

表1 盧灣高中“H·AI”人工智能特色課程群評(píng)價(jià)指標(biāo)（選摘）

五、成效與反思

（一）成效

盧灣高中從課程目標(biāo)、課程體系、課程內(nèi)容、課程實(shí)施、課程保障等方面，將人工智能技術(shù)與學(xué)校課程深度融合，充分激發(fā)了師生學(xué)習(xí)和應(yīng)用人工智能的熱情，不僅在應(yīng)用人工智能技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)問題方面做了可貴的嘗試，而且還提煉出了一些高質(zhì)量的教學(xué)案例。學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)有所長(zhǎng)的學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科跨領(lǐng)域的人工智能課題研究。在科學(xué)教育的浸潤(rùn)下，學(xué)生在各級(jí)各類科技活動(dòng)中取得了優(yōu)秀的成績(jī)。

學(xué)校以AI 課程建設(shè)作為新時(shí)代科學(xué)教育的重要突破口，培養(yǎng)能夠迎接人工智能時(shí)代挑戰(zhàn)的未來人才，弘揚(yáng)了學(xué)校辦學(xué)傳統(tǒng)，豐富了學(xué)?？茖W(xué)教育內(nèi)涵，凸顯了學(xué)?？茖W(xué)教育的品牌效應(yīng)。人工智能課程成為學(xué)?？茖W(xué)教育課程的新亮點(diǎn)，加快了學(xué)?？茖W(xué)教育課程的更新與迭代。

（二）反思

當(dāng)前，普通高中人工智能教育主要局限于知識(shí)技能普及與訓(xùn)練類課程。因此，學(xué)校應(yīng)從系統(tǒng)層面將人工智能與學(xué)校育人目標(biāo)體系進(jìn)一步融合，指向未來時(shí)代普通高中生應(yīng)具備的核心素養(yǎng)。

讓人工智能同時(shí)成為學(xué)習(xí)的對(duì)象和工具，在“學(xué)用一致”的情境下創(chuàng)設(shè)沉浸式體驗(yàn)更利于育人目標(biāo)的達(dá)成。因此，增強(qiáng)全體教師的AI意識(shí)和技能，就應(yīng)成為人工智能與教育深度融合的重要著力點(diǎn)。因此，AI 課程要走向課程群的設(shè)計(jì)并開展師資培訓(xùn)，幫助教師成為學(xué)生認(rèn)識(shí)人工智能的領(lǐng)路人和AI 教學(xué)專家。

人工智能的興起勢(shì)必成為驅(qū)動(dòng)未來學(xué)校形態(tài)演化的重要原動(dòng)力。因此，在人工智能課程化的進(jìn)程中，應(yīng)該將人工智能課程化作為學(xué)校形態(tài)演化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)校持續(xù)、系統(tǒng)地變革，實(shí)現(xiàn)普通高中育人模式的轉(zhuǎn)型。