遇见创新和变革

》 张月英

清华附中大兴学校教学副校长，北京市信息技术特级教师，正高级教师，教育部基础教育技术教学指导专业委员会委员，教育部国培专家。北京市人工智能特级教师工作室导师，北京市信息技术特级教师工作室导师，北京市名师名校长工作室导师，北京市骨干教师工作室导师。北京师范大学、首都师范大学本科硕士生实践导师。承担教育部技术专委、教育部国培、扶贫等多个项目，承担多个国家、省部级课题并发表多篇学术成果，承担北京市人工智能教育示范基地项目、北京市智慧校园示范校等项目。

随着人工智能技术的飞速发展，教育领域正面临前所未有的机遇与挑战。信息技术教师作为连接传统教育与现代技术的纽带，肩负着推动教育现代化的重任。作为一名从事信息科技教学30多年的教师，我经历了从新教师、骨干教师、经验教师到特级教师、正高级教师、教育部基础教育技术专委的专业发展之路，也经历了从一线教师到教学管理校长的职业成长之路。下面我结合自身教学实践，探究信息科技创新型教师的成长之路。

走出“只见树木，不见森林”的微视教学观

创新型教师需要有系统的课程观：①依据学科核心素养的育人体系和新课程标准，设计和规划出人工智能基础课程体系；②基于基础课程的拓展，构建发展类课程；③针对特殊人才进行技能培养和竞赛，开发高研课程。构建出科学、适配的小初高人工智能创新型人才培养课程体系，是创新型教师的基本素养。

1.课程结构

信息时代人工智能已经成为推动社会进步的重要力量。为了适应新时代的教育需求，培养具有创新精神和实践能力的人才，教师应依据信息科技学科核心素养，设计贯穿小初高的人工智能特色课程，如“清兴人工智能特色课程”。

课程不仅涵盖开源硬件操作与设计，如Arduino、micro：bit、K210等硬件及平台的实践应用，还涵盖了编程思维的培养，如Python、C++等编程语言的系统学习。课程注重人工智能的科普教育，旨在普及AI的基本概念、发展历程及其对社会的影响。此外，课程设计了人工智能的原理性知识，包括机器学习算法、深度学习框架、神经网络构建等核心内容，旨在帮助学生构建扎实的人工智能理论基础，并能够将这些理论知识应用于自主开发的创新项目中，从而全面提升各阶段学生的技术素养和创新能力。

2.课程内容

①基础课程：通过生活中的人工智能应用，让学生了解人工智能的基本概念和核心技术，了解AI的特性、长项和能力边界，了解人工智能对信息社会发展的作用，了解人工智能与社会的关系，知道伦理道德规范。

②发展课程：以校本选修课为依托，培养“人工智能+X”复合型人才。围绕人工智能算法实现，将课程分为程序设计类和人工智能类。依据不同阶段学生发展特征，基于人工智能的算法进行课程设置，提升学生计算思维与数字化创新能力。

③高研课程：高研课程面向对编程、人工智能有基础的学生，分为程序设计类和人工智能类，主要培养人工智能科技型人才。

从“单一学科专才”走向“多学科跨界融合”的复合型人才

1.开展人工智能跨学科课程，培养学生核心素养

①人工智能+物理：将人工智能开源硬件设计与中学物理电子电路知识相结合，引导学生应用技术解决生活中的实际问题。

②人工智能+生物：人工智能软硬结合，在生物的细胞“通信”部分，开展跨学科活动，进行开源硬件应用探索。在学习了软硬件及学科知识后，学生利用micro：bit、按钮、灯带等开源硬件组件搭建电路，编写程序，模拟细胞间的信号传递过程。通过项目设计、实践操作环节、分享实践成果三个阶段，培养学生的创新思维、跨学科协作能力和实际操作技能，为学生提供一个探索科技与生命科学奥秘的学习平台。

③人工智能+英语：一是英语写作技能。学生运用自然语言处理技术改进写作结构、语法和词汇使用，将人工智能作为一种学习资源来提升学生写作水平。二是英语写作练习。学生通过批改网等平台进行作文的语法检查、词汇优化和风格分析。通过辅助英语写作，提高学生的语言表达能力和创新思维。课程引导学生探索各种自然语言处理工具，发掘人工智能在语言学习中的应用潜力，为后续的写作实践打下基础。

2.开展人工智能项目式学习，全方位培育学生品德

①疫情期间，引导学生思考如何有效地监测和管理核酸检测点的人数，利用北斗卫星定位技术推测出检测点人数变化，寻找创新解决方案，锻炼他们的问题解决能力。通过参与公共健康相关的项目，学生可以更好地理解自身的社会作用和责任，增强社会责任感。

②通过参与人工智能垃圾分类项目，帮助学生运用技术解决生活中的实际问题，同时让学生深刻地理解垃圾分类对环境保护的重要性，增强他们的环保意识，提升学生社会责任感。

发挥学科优势，“以赛促学”培养和激发学生创新思维

“以赛促学”的人工智能学习模式，即以实践学习的方式，将人工智能课程活动中的基本知识、程序基础、算法逻辑应用于训练。学生通过参加各项创新实践类大赛，提升实践能力，反思不足，改进学习，加强薄弱环节训练，提升核心竞争能力，从而达到“以赛促学”的效果。

实施过程：鼓励学生参加各类科技创新比赛，通过竞赛任务的挑战性激发学生学习兴趣，促进学生创新性思维提升。

实施方案：根据相关比赛的实际赛道规则，提出要求，调整课程，制订鲜明且有针对性、导向性的更为科学合理的人工智能课程。

实施成果：通过“以赛促学”学习模式的推进，激发学生自主学习意识、积极性和创新性，实现学赛结合、教学相长。通过参加人工智能相关赛事充分展现学生的学习成果和创新能力，自2022年至今，学生累计获得多项国家级奖项和省市级奖项。

遇见创新和变革，作为一名信息技术教师，当以新教育、新技术为引领，通过人工智能课程建设、跨界融合创新、思维创新与行动创新，从一个人的创新到一个团队的创新，探索智能时代基础教育人才培养的新路径，实现技术型教师专业成长与创新。