重庆荣昌探索中小学人工智能教育——西部地区特色教育探索及实践

 2022-06-20 14:20:22    5  

关于案例背景

重庆市荣昌区立足人工智能师资不足、教学经验欠缺,学生理解程度较浅、多停留于感性和具象的水平等实际情况,不断建立健全相关机制,逐渐充实师资队伍,探索中小学人工智能教育。通过建设智慧教育平台、运用信息化教育等多种手段,探索利用人工智能技术,不断提升教育智能化水平,为学龄儿童创设友好型的人工智能环境。

重庆市荣昌区现有学区8个、各级公办法人学校95所。近年来,荣昌区夯实信息化教育基础设施,积极探索人工智能与教育、教学和学习系统性的有机融合。荣昌区棠香小学、荣昌中学等示范学校,信息化专职教师辅导提升学生人工智能技术水平,让学生在探索、体验中发展信息化思维,在分享信息化带来的乐趣中获取创新动力,在探索以信息化为钥,开启学生健康成长、人工智能特色办学新模式当中,取得一定成效。

关于技术方案的具体措施

(一)建成一个创“智”平台。

一是完善制度。出台《荣昌区智慧校园建设示范学校创建工作计划》,按照“抓建设、强管理、重应用、促发展”的思路,打造荣昌区教育信息化升级版。主动对接融入“智慧荣昌”建设,实现“教育云”与“智慧荣昌”大数据中心共建共享、互通互联。

二是健全平台。采取增添数字教育资源接收播放设备、无线网络设备、建设远程同步课堂等方式,着力在基础环境、应用服务、师生发展、保障措施、特色创新和示范引领等方面加快人工智能与信息化建设。

三是优化资源。荣昌区在万灵中心小学、吴家镇中心小学等非城区的镇(街道)学校,开展远程互动课堂建设,建设录播室,实现不同学校、不同学生对优质信息教学资源的共享,促进城乡教育均衡发展。加强与区外科技教育基地的合作,引进区外人工智能资源,增强办学力量。发挥人工智能领域优质创新资源的溢出效应,通过与能力风暴、中鸣科技、上海鲸鱼机器人科技有限公司、重庆渝鼎宏泰科技、重庆梦知骥教育科技等人工智能科技企业开展教企合作,在机器人、编程、航模等人工智能领域进行技术攻关和成果转化,促进人工智能科技创新体系,推进人工智能智慧赋能基础教育工作。

(二)优化一套育“智”体系

一是以提升教学水平质量为导向打造人工智能课程师资队伍。组织开展“国培计划”信息技术应用能力提升工程2.0整区实施推进项目,开展学校编程教育、教育城域网系统的建设管理与维护等培训。以“一师一优课·一课一名师”活动为抓手,推动智能信息技术与教育教学深度融合。组织教师参与《信息技术应用能力提升工程2.0整校推进策略》专题培训,在以校为本、基于课堂、应用驱动、注重创新、精准测评五个方面进行指导实战,全区培育起一支能够胜任教授中小学人工智能课程的师资队伍,并充分发挥骨干教师的示范引领作用,提高多领域发展能力。构建了以10名专职科技教师和91名兼职科技班主任为团队的棠香小学科技教育教师队伍。

二是以应用为导向整合跨学科教学平台。通过跨学科的整合,充分汇聚计算机、数学、人文社会等领域师资教学力量,全面推动人工智能相关学科的研究范式转型和实力提升,逐渐形成人工智能多学科交叉会聚、共生共享的创新网络布局。棠香小学成立了组建了学校科技工作室,吸纳科学、综合实践、信息技术、数学等学科骨干教师组成教师团队,成立“同舟共济”式的学习共同体,采用慕课与SPOC、录播课、直播教学、线上答疑辅导等方式,积极进行教学模式创新。

三是以启发学生“智”趣为导向开设特色课程。棠香小学等学校结合自身教学资源、学生兴趣爱好等实际情况,开发“机器人”“编程”“航模”为主的人工智能校本课程。该校开设《飞叠杯》《创意构型》《魔方》等智力训练课,并纳入教学课程表。通过邀请人工智能教育专家开展科普讲座普及人工智能知识,开展“智慧分享读书活动”,引导学生增强创新意识,鼓励“异想天开”为人工智能培养后备力量。荣昌中学组建信息学奥赛竞赛教练团队,在编程教育上探索出一种兴趣引入——拓展延申——集兴趣引入的方式。编写《C++程序设计基础》《美妙的程序算法》校本教材,作为学生编程教育课程的有效补充。还搭建了一个OJ在线评测系统,为本校信奥学生提交作业及交流讨论提供了一个更完善的平台。

(三)打造一批范“智”校园。

一是加大投入优化人工智能体验场景。荣昌区万灵镇中心小学、荣昌区初级中学等3所学校被评为“智慧校园建设示范学校”。荣昌区棠香小学等示范学校与相关部门联合组织开展“小公民法律课堂”活动,将具有智能语音交互、触摸屏选择功能的智能机器人“棠城小法”引进校园,并定期开展体验活动。通过听“棠城小法”讲解法律知识、案例分析,以及和“棠城小法”进行“聊天”,依托前沿人工智能技术为学生普及法律知识。加大投入更换一体式智慧黑板、电子班牌,建设设施完备的录播室,实现全校宽带网络全覆盖,为全校师生实现智能、便捷教学打下基础。建设远程互动课堂,运用会议直播系统,通过网络直播向镇街学校分享专题讲座、名师课堂,让城乡学生在共上一堂课当中体验智能应用。

二是“以赛促学”促进人工智能教学互补。棠香小学等示范学校通过“以赛促教”“以赛促学”,开展“青少年科技创新大赛”“棠香小学智力运动会”等科技主题教育活动,通过积木搭建和编程设计,打造战队机器人并完成系列模拟任务等活动形式,提升学生技术素养和智能科技知识、创造能力和实践能力,构建具有语音、图像等多模态感知的智慧空间。组织学生参加“世界教育机器人大赛”“重庆市青少年智能科技航模大赛”等赛事活动,让学生们在比赛中练兵,不断加深自然语言处理、机械设计、传感器、自动控制、人机智能交互、物联网控制、数字人助理等技术,激发学生创造性思维。

三是营造人工智能校园氛围。棠香小学等示范学校定期优选一批人工智能课程项目及产品,在课堂内外向学生展示展览。为比赛获奖学生搭建平台,向其他学生演示人工智能课程成果,带领更多学生爱好人工智能,在“点带面,面促点”的良性循环中,增加全校学生体验人工智能的主动性。每年定期开展网络安全宣传周活动,搭建互动体验专区,借助人工智能、VR、AR、模拟场景体验等技术,让学生直观体验到网络安全风险,在现场互动中了解网络安全知识。

关于应用效果

(一)探索形成编程教育体系。荣昌中学编程教育以培养学生系统计算思维和逻辑思维为基础,从初中到高中以提高学生信息素养为目的,开展了flash动画编程、python程序设计和C++程序设计。在课程的框架下,逐步形成了信息学奥林匹克竞赛、科技创新比赛和机器人比赛三位一体的竞赛体系。并与双河中学、宝城中学、荣昌初级中学和盘龙中学展开合作,送课到各合作学校,带动地区学校编程教育发展从无到有。

(二)培养儿童人工智能发展做好准备。坚持“一校一品”建设与信息技术应用深度融合,创新人才培养体系,启发学生运用手机小程序做简单的AI体验,在对图像识别、人机对话、智能语音等加深体验中,培养学生人工智能兴趣爱好。通过成立专家团队、特色工作室、特色学科,充分挖掘优秀教学人才,加强信息化人才队伍对教育改革发展的支撑作用。棠香小学等学校成立“人工智能教学工作室”,为针对性培育人工智能后备人才奠定保障基础。全区中小学引导学生在任务型机器人体验、机器人挑战活动、创意编程、单片机编程、编程无人机、积木搭建等课程中,充分享受AI体验乐趣。

(三)人工智能奖项应比较明显。近两年,荣昌区投入学校信息化建设1444万元,新增农村义务教育学校远程互动教学设备12套、计算机208台、电子班牌322套、校园无线网络热点774个、优质资源班班通679套、录播室19套等信息化教育教学设备。荣昌区棠香小学等示范学校的师生先后在“世界教育机器人大赛”等国际赛事中,荣获一等奖(含冠、亚、季军)28次、二等奖3次、三等奖3次;在“全国青少年科技创新大赛”等国家级赛事中荣获一等奖1次、二等奖9次、三等奖1人次;在“重庆市青少年航模智能编程大赛”等省市级赛事中,荣获团体、个人一等奖(含冠、亚、季军)80次,二等奖48次,三等奖34次。该校被评为“全国青少年人工智能活动特色单位”“重庆市中小学科技教育先进集体”“振兴荣昌贡献奖”等荣誉称号。荣昌区每年推送数万人次师生参与各级人工智能相关赛事,五年来师生荣获国家级奖项20余人次、省级奖项390余人次,取得成绩位居西部区县前列。WER大赛组委会相关负责人表示,棠香小学学生囊括小学组两项比赛冠军的情况,自WER大赛开赛以来还是首次。荣昌中学在2021年机器人比赛全国总决赛首获白名单赛事国赛一等奖。

下一步,荣昌区将进一步推动智能技术深度融入教育教学全过程,促进教学内容、教学形式、学习方式、学习评价创新,实现教学模式转变。加强师资培训,打造一批较为稳定的人工智能辅导员队伍,以保证学校人工智能教育工作的持续开展。丰富智慧课程内容,开设趣味编程、编程无人机、编程积木等人工智能教育项目,培养学生创新思维。加快中职学校产教融合教学环境建设,运用VR、AR等虚拟现实技术开展虚拟仿真实验实训常规应用,提升学生实践能力,探索形成线上教学与线下教学有机结合、深度融合的自主、合作、探究式学习模式。(案例报送单位来自重庆市荣昌区教育委员会,上文为部分节选,如需全文请联系项目组。)

来源: 光明网

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