基于AI課程群構(gòu)建的智慧校園環(huán)境建設(shè)實(shí)踐探索

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 基于AI課程群構(gòu)建的智慧校園環(huán)境建設(shè)實(shí)踐探索 曾小敏 人工智能作為信息技術(shù)的更高發(fā)展階段，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)深層次推動(dòng)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展，進(jìn)而給未來(lái)教育帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)。盧灣高級(jí)中學(xué)開展AI課程群摸索的過(guò)程，不僅僅是對(duì)科學(xué)教育辦學(xué)特色深入推進(jìn)的過(guò)程，也不僅僅是以信息技術(shù)革新來(lái)推動(dòng)學(xué)校教與學(xué)革新的過(guò)程，更是將人工智能課程作為學(xué)校型態(tài)演化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)校持續(xù)的、系統(tǒng)變革的過(guò)程。保障這系列變革過(guò)程順利推進(jìn)，離不開全息式聰慧型環(huán)境的建設(shè)。 近年來(lái)，基于AI課程群構(gòu)建開展高中學(xué)校的環(huán)境建設(shè)，學(xué)校從空間環(huán)境、師資環(huán)境、育人環(huán)境等方面進(jìn)行了摸索。一、空間環(huán)境：軟件與

2、硬件珠聯(lián)璧合 學(xué)校調(diào)動(dòng)一切教育力量，創(chuàng)造一切條件為學(xué)生提供資源上的支持，花力氣投巨資建一流水平的中心試驗(yàn)室，整合原有的各類試驗(yàn)室，為系列創(chuàng)新課程的有效開展創(chuàng)設(shè)條件。學(xué)校對(duì)準(zhǔn)AI課程群的實(shí)施，在延續(xù)創(chuàng)新課程試驗(yàn)室基礎(chǔ)上，進(jìn)行了空間環(huán)境重塑，主要從硬件設(shè)施環(huán)境的打造和軟件運(yùn)行環(huán)境的構(gòu)建兩個(gè)層面進(jìn)行了空間環(huán)境建設(shè)。 （一）硬件設(shè)施環(huán)境：為課程實(shí)施提供良好的試驗(yàn)條件 1.學(xué)校與獨(dú)角獸公司商湯科技開展校企合作。商湯科技與上海市黃浦區(qū)教育局簽訂人工智能教育與教學(xué)合作框架協(xié)議，以上海市盧灣高級(jí)中學(xué)為試點(diǎn)合力打造人工智能標(biāo)桿校，在人工智能試驗(yàn)室建設(shè)、人工智能基礎(chǔ)教材編寫等領(lǐng)域開展合作，共同摸索以教育信息化建設(shè)

3、推動(dòng)學(xué)校育人方式轉(zhuǎn)型發(fā)展。為此，學(xué)校開拓出綜合樓9樓1 000多平米的場(chǎng)地，建設(shè)“立芯展翼（立科學(xué)教育之芯，展科學(xué)教育之翼）AI試驗(yàn)區(qū)。借助人工智能獨(dú)角獸的技術(shù)，打造人工智能功能試驗(yàn)室和人工智能創(chuàng)新孵化試驗(yàn)室，為學(xué)生開展“人工智能+課程群學(xué)習(xí)提供支持，使之成為具有全國(guó)領(lǐng)先水平的人工智能樣板試驗(yàn)場(chǎng)。 2.學(xué)校與中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信上海市分公司開展校企合作。雙方簽署首個(gè)推進(jìn)“5G+聰慧高中合作框架協(xié)議，以學(xué)校為試點(diǎn)合力打造“5G+聰慧高中標(biāo)桿校。在教學(xué)、環(huán)境、安防等多領(lǐng)域開展合作，共同摸索在5G元年大背景下高中教學(xué)場(chǎng)景新的可能性。助力“5G+創(chuàng)新試驗(yàn)室，推進(jìn)信息化教學(xué)應(yīng)用； 助力“5G+教學(xué)直播，推進(jìn)

4、教學(xué)資源共享化；搭建“5G+全息視頻教室，讓師生體驗(yàn)前沿技術(shù)。學(xué)校還利用5G通信技術(shù)的低時(shí)延、大帶寬、高值得信賴和邊緣云計(jì)算能力，打造出盧灣學(xué)區(qū)內(nèi)各學(xué)校間可共享數(shù)據(jù)及教學(xué)資源的深度結(jié)合的全新遠(yuǎn)程教學(xué)體系。為此，學(xué)校建設(shè)了以GPU為標(biāo)志的超算機(jī)群，搭建通信技術(shù)5G平臺(tái)，基于平臺(tái)摸索5G及其群體技術(shù)與教育教學(xué)融合，打造聰慧化的工作、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，構(gòu)建學(xué)校大數(shù)據(jù)可視平臺(tái)。 3.學(xué)校與其他智能科技公司合作。通過(guò)人工智能技術(shù)應(yīng)用于學(xué)校圖書館，打造聰慧圖書館。學(xué)校圖書館的數(shù)據(jù)種類多數(shù)量大，借助公司技術(shù)力量，基于原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、加工，同時(shí)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑，形成圖書館的專有數(shù)據(jù)中臺(tái)，為構(gòu)建人工智

5、能圖書館服務(wù)空間提供有效的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)及標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算服務(wù)接口層。學(xué)校專門開拓6樓打造聰慧圖書館的空間，開展了人工智能圖書館試驗(yàn)專區(qū)建設(shè)，為技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用測(cè)試提供支撐。引入“小閱機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)與閱讀者實(shí)時(shí)互動(dòng)。“小閱可以進(jìn)行館舍布局自動(dòng)導(dǎo)覽介紹； 館藏資源、服務(wù)內(nèi)容、流程及制度自動(dòng)介紹；與學(xué)生進(jìn)行交互，回復(fù)一些基礎(chǔ)性的問(wèn)題。 （二）軟件運(yùn)行環(huán)境：為課程實(shí)施提供先進(jìn)的技術(shù)支撐 1.軟件系統(tǒng)賦能課堂教學(xué)。利用人工智能技術(shù)改變教與學(xué)的方式，優(yōu)化教與學(xué)的策略，提高教師的教育效能、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效能。具體而言即：為教師更好地因材施教提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行全方位、全過(guò)程、全天候的追蹤指導(dǎo)，最終形成

6、人工智能支持下的“人工智能+課堂教學(xué)平臺(tái)體系（見(jiàn)表1）。 2.軟件系統(tǒng)賦能課程設(shè)計(jì)?；趯W(xué)?？茖W(xué)教育的辦學(xué)特色與優(yōu)勢(shì)，利用人工智能技術(shù)全面優(yōu)化學(xué)校課程體系，具體而言即：對(duì)原有的基礎(chǔ)型課程、拓展型課程、研究型課程進(jìn)行全面滲透、應(yīng)用，為培養(yǎng)有人工智能素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的新一代高中學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐摸索，最終形成人工智能支持下的“人工智能+課程設(shè)計(jì)平臺(tái)體系。學(xué)校充分利用好商湯科技提供的“SenseStudy教學(xué)試驗(yàn)平臺(tái)開展課程設(shè)計(jì)與實(shí)施。以平臺(tái)為依托，學(xué)生進(jìn)行Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)，把握根本編程規(guī)律； 訓(xùn)練相關(guān)機(jī)器人模型，加載到機(jī)器人，觀測(cè)其行動(dòng)反應(yīng)，進(jìn)而優(yōu)化模型，體會(huì)完整的機(jī)器人智能化的過(guò)程；開展人工智能

7、與學(xué)科和行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的試驗(yàn)，包括：AI+生物、AI+化學(xué)、AI+物理、AI+歷史、AI+政治、AI+汽車、AI+手機(jī)、AI+物聯(lián)。SenseStudy平臺(tái)通過(guò)實(shí)際案例介紹、工程制設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在模仿中習(xí)得，在創(chuàng)造中推新，為學(xué)生建立系統(tǒng)的AI認(rèn)知、體會(huì)AI在生活中的應(yīng)用提供實(shí)踐契機(jī)。二、師資環(huán)境：團(tuán)隊(duì)與平臺(tái)相得益彰 構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)嵤〢I課程的師資環(huán)境，喚醒全體教師的AI意識(shí)，培養(yǎng)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，是課程實(shí)施的重中之重。學(xué)校以團(tuán)隊(duì)為抓手，以平臺(tái)為依托，以制度為準(zhǔn)繩，促使教師積極地把握和應(yīng)用“AI+5G技術(shù)，全面提升教師的AI素養(yǎng)，特別是引導(dǎo)教師如

8、何將AI技術(shù)通過(guò)設(shè)備工具媒介運(yùn)用到學(xué)科教學(xué)、工程化教學(xué)中，最終培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 （一）打造課程建設(shè)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，提升教師課程實(shí)施能力 1.成立人工智能核心團(tuán)隊(duì)，在學(xué)習(xí)中提升教師課程執(zhí)行力。為更好地開展課程實(shí)施，學(xué)校成立了以信息學(xué)科為主，兼顧物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的人工智能核心團(tuán)隊(duì)，開展有關(guān)人工智能技術(shù)的考察學(xué)習(xí)交流，并強(qiáng)調(diào)教師在AI課程實(shí)踐中邊學(xué)習(xí)邊提升。一是開展專題研修活動(dòng)。學(xué)校依托商湯科技公司的技術(shù)力量，先后在商湯科技開展了暑期研修班一期、研修班二期的AI課程培訓(xùn)，圍繞AI教材的解讀、AI課程的實(shí)施、評(píng)價(jià)等開展培訓(xùn)。二是開展考察觀摩活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)教師先后考察了市西高中、科大訊飛、商湯

9、科技公司、復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，先后觀摩2022年、2022年人工智能大會(huì)，感受人工智能賦能教育及城市生活的全息圖景，為學(xué)校如何打造智能未來(lái)學(xué)校獲取知識(shí)、尋覓靈感。通過(guò)觀摩，大家對(duì)人工智能賦能各個(gè)領(lǐng)域的最新科技成果有了全息體驗(yàn)，更深刻地感受到如何運(yùn)用最新的人工智能成果服務(wù)學(xué)校教育，從而提高學(xué)生人工智能素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)人工智能時(shí)代的人才。三是開展專題研討活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)每?jī)芍荛_展一次“頭腦風(fēng)暴，及時(shí)溝通課程實(shí)施過(guò)程中的新發(fā)現(xiàn)、新問(wèn)題、新困惑，通過(guò)與科技公司、科研院所、不同學(xué)科教師的專業(yè)對(duì)話，碰撞聰慧火花，提升課程執(zhí)行力。通過(guò)組織師生積極參與微論壇、研討會(huì)、講座、人工智能大會(huì)等國(guó)際國(guó)內(nèi)大型展會(huì)，

10、傳承“勇于質(zhì)疑，敢于探究的辦學(xué)精神，并在擁抱新的技術(shù)變革、推進(jìn)課程教學(xué)革新的實(shí)踐摸索中，繼續(xù)豐富學(xué)?！翱茖W(xué)樹人，人文立魂的辦學(xué)內(nèi)涵，賦予學(xué)?？茖W(xué)教育的新生長(zhǎng)點(diǎn)，為人工智能時(shí)代的到來(lái)，做好觀念上、文化上的準(zhǔn)備。 2.成立特約科研員研究團(tuán)隊(duì)，在研究中提升教師教育聰慧。為全面提升全體教師應(yīng)對(duì)未來(lái)人工智能時(shí)代教育改革的課程實(shí)施能力與信息素養(yǎng)，教科研部成立“特約科研員研究團(tuán)隊(duì)。以35歲以下中青年教師為重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象，將他們自身學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)與學(xué)校的AI課程實(shí)施需要的必備能力緊湊結(jié)合，通過(guò)“人工智能在中學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀“AI+學(xué)科課程域的摸索與思考“AI時(shí)代背景下的人才培養(yǎng)等研修主題，引導(dǎo)中青年教師關(guān)注

11、最新科技成果，理解并認(rèn)識(shí)人工智能時(shí)代對(duì)教育教學(xué)革新的重要影響，推動(dòng)教師在學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用最新科技成果，加強(qiáng)工程化學(xué)習(xí)、基于真實(shí)情景的學(xué)科教學(xué)實(shí)踐摸索，發(fā)揮科研員的引領(lǐng)、輻射作用。研究團(tuán)隊(duì)不定期舉行“科研沙龍，形式內(nèi)容可根據(jù)教師的需求進(jìn)行取舍，讓科研能緊貼教師的教育實(shí)踐，讓科研能夠激活教師的教育聰慧，讓科研能夠提升教師職業(yè)滿足感、幸福感。 （二）搭建教師專業(yè)發(fā)展平臺(tái)，提升教師AI素養(yǎng)能力 1.以教研組長(zhǎng)“半月談為路徑，落實(shí)和完善校本研修。每?jī)芍芤越萄薪M長(zhǎng)會(huì)議為抓手，開展“教研半月談系列活動(dòng)。每次教研組長(zhǎng)會(huì)議上，由一位教研組長(zhǎng)總結(jié)梳理本學(xué)科近年來(lái)的校本研修成果，介紹本學(xué)科的特色亮點(diǎn)以及工作中遇到

12、的困難和問(wèn)題，展望本學(xué)期打造“聰慧課堂的探究主題和具體方略，以此作為本學(xué)科校本研修的主題，與會(huì)老師建言獻(xiàn)策，進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴。教科研部給予相關(guān)信息咨詢、資料支撐，協(xié)同教研組長(zhǎng)“半月談主題內(nèi)容和學(xué)校辦學(xué)試驗(yàn)工程，做好教師專業(yè)發(fā)展資料匯編。譬如：和諧班級(jí)你我他如何選題中學(xué)科研課題選題的策略與實(shí)踐聰慧優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)提升教育實(shí)效未來(lái)已來(lái)人工智能賦能教育的摸索與思考如何應(yīng)對(duì)教育信息化2.0人工智能與教育變革等，并通過(guò)教研組、備課組，及時(shí)反饋給教師，真正做到校本研修有抓手、有內(nèi)容、出效益。 2.以課題論文申報(bào)評(píng)比為契機(jī)，提升教師專業(yè)素養(yǎng)。為教師各級(jí)各類論文比賽的課題申報(bào)、立項(xiàng)、中期研究、結(jié)題等做好組織、指導(dǎo)和

13、服務(wù)工作。組織教師參與申報(bào)“第三屆創(chuàng)造教育科研成果獎(jiǎng)、黃浦區(qū)“基于學(xué)情調(diào)研的行動(dòng)提升案例征文等各級(jí)各類比賽。以主課題為指引，通過(guò)各級(jí)各類課題申報(bào)，形成了圍繞學(xué)校龍頭試驗(yàn)課題的市級(jí)、區(qū)級(jí)、校級(jí)課題網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)課題推進(jìn)，促進(jìn)教師反思課堂教學(xué)，科研進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)，一線老師廣泛參與教科研，直接加入教科研的教師超過(guò) 70%，市、區(qū)級(jí)以上科研成果評(píng)比中獲獎(jiǎng)24項(xiàng)； 在國(guó)家省、市、區(qū)級(jí)以上專業(yè)刊物上公開發(fā)表文章70余篇。學(xué)校被評(píng)為其次屆“長(zhǎng)三角地區(qū)教科研優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，連續(xù)三屆評(píng)為黃浦區(qū)優(yōu)秀科研集體。三、育人環(huán)境：制度與實(shí)踐交相輝映 利用社會(huì)資源建立各種各樣的教育活動(dòng)基地，作為我校開展AI課程實(shí)施的重要陣地。通過(guò)

14、這些基地活動(dòng)的開展，可以幫助學(xué)生以好玩兒的方式、由淺入深地了解高深的人工智能相關(guān)知識(shí)，滿足學(xué)生走近科學(xué)、了解前沿科技的需求，提升學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生編程思維和初步的編程能力。同時(shí)，學(xué)生能在任務(wù)挑戰(zhàn)和工程式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，充分鍛煉自己的溝通能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等核心素養(yǎng)，助力學(xué)生未來(lái)發(fā)展。 努力與高等教育接軌，整合社會(huì)資源、推進(jìn)家校社聯(lián)動(dòng)，開發(fā)社企教育資源、科研院所、高校教育資源，合作共建創(chuàng)新教育課程。充分利用高校科研院所的優(yōu)質(zhì)資源，保障主題活動(dòng)設(shè)計(jì)的時(shí)效性、時(shí)代感； 提升學(xué)校研究型課程的研究水準(zhǔn)，在推進(jìn)問(wèn)題研究和工程設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)探究能力；提供學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)的平臺(tái)和場(chǎng)所，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)視野和空間。激活家庭資源、對(duì)接高校科研院所資源、關(guān)注投入社會(huì)生活，AI課程實(shí)施不是一個(gè)“孤島，通過(guò)教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的打造，為學(xué)生AI素養(yǎng)提升提供更廣闊的平臺(tái)和成長(zhǎng)路徑。四、結(jié)語(yǔ) 隨著教育部教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃“聰慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)的推進(jìn)，立足自身辦學(xué)傳統(tǒng)與優(yōu)勢(shì)，迎接人工智能信息化浪潮對(duì)教育的新要求、新期待，學(xué)校以AI課程群構(gòu)建為切入口，開展了空間環(huán)境、師資環(huán)境、育人環(huán)境的聰慧