基础教育阶段AI课程构建策略与实践案例

一、设计原则

鉴于人工智能与教育在人类发展逻辑上具有内在统一性，中小学阶段AI教育的核心目标应聚焦于帮助学生认识人的独特价值，培养对自身的尊重与热爱，树立自我认知与发展意识。在此基础上系统学习人工智能技术，掌握AI思维方式，学会运用AI技术促进人的全面发展。

基于此，设计中小学人工智能课程体系应遵循以下原则：

1、以“认识自我”为核心贯穿各学段培养

同其他学科一样，人工智能也是庞大的知识与技能系统。通过与人类智能的对比关联，将AI技术有机整合，使课程体系拥有贯穿始终的核心脉络，而非碎片化或浅尝辄止的堆砌。这种体系化建设非一朝一夕之功，需要从小学至高中开展贯通式培养，助力学生形成完整的人工智能科技素养。

2、突出人工智能核心技术

课程内容应聚焦人工智能的核心技术，即从“认识自我”延伸出的六大实现路径（机器学习、人工神经网络、进化计算、群体智能、行为智能、符号智能），与编程、机器人、信息技术等相关领域需保持清晰界限。

3、以软硬件融合的项目式学习为主要教学方式

人工智能教育属于科技教育，其与传统学习形式的互补性体现在提升学生动手实践能力及分析问题、解决问题能力。因此，应采用软硬件融合的项目式学习方式，以增强学生学习兴趣与培养效果，既有效提升学生科技素养，也有助于激发基础学科的学习热情与能力。

4、以创新力培养为根本目标

随着人工智能技术的持续进步，低层次智力劳动正逐步被AI产品替代。因此，教育不能再围绕AI可替代的能力展开，而应聚焦AI无法替代、无法模拟、无法生成、无法拥有的能力。创造力是人的核心灵性之一，既适合通过理解AI来塑造，也适合通过应用AI来提升。

5、采用无代码方式开展AI教学

当前大众容易将AI与编程混为一谈，实际上二者虽有关联但本质截然不同。编程如同笔，AI如同文章，会用笔不代表会写文章，写文章也并非必须用笔。鉴于中小学生的认知阶段及所能掌握的编程知识，难以理解程序语言背后的AI思想。因此，通过无代码方式让学生学习AI，能使学生真正聚焦于AI本身的学习内容，也更有利于AI教育的普及推广。

6、以真实问题为导向开展实践与创新

如前所述，AI教育应以项目式学习为主要形式，以创新力为培养目标。考虑到中小学生的身心发展阶段及投入AI学习的时间精力等因素，实践与创新应以真实问题为驱动，既符合学生偏重具象思维的特点，又能培养其社会责任感和科学伦理意识。

7、结合学校特色育人理念与传统

教育是系统工程，AI教育并非孤立存在，应成为整个教育体系的有机组成部分。每所学校都有长期积淀的育人特色与传统，在宝贵经验的引领下构建AI课程体系，将其纳入学校整体课程框架，方能实现更优的培养效果。

二、案例分析

在上述设计原则指引下，北京市朝阳区垂杨柳中心小学经过数年探索实践，将AI“认识自我”的学科特性融入学校“生命涵育”教育理念，构建了覆盖小学1-6年级的系统基础课程体系，搭建了跨学段科技创新实验室，营造了支持学生科技创新的数字化校园环境，取得了良好实施效果，由此形成的“三融驱动·四位一体”小学AI教育模式荣获北京市朝阳区教育教学成果年度“提名奖”。

1、基础课程体系

依据“认识自我”的AI核心理念，以机器学习、人工神经网络、符号智能、行为智能、群体智能、进化计算六大AI实现路径为主线，构建完整的小学贯通培养课程体系。一年级课程“身边的AI探秘”通过人体构成与AI应用的对应关系，帮助学生初步建立“认识自我”的意识。二年级课程“大聪明：我与AI”通过人类智能的不同表现形式，使学生直观感受六大实现路径。三年级至六年级每学年通过一个项目式主题，以动手实践和创造为主要教学形式，深入探究六大实现路径。其中，三年级课程以“智能小车”为载体，重点讲解机器学习与人工神经网络技术；四年级课程以“聊天机器人”为载体，重点讲解符号智能中的自然语言理解技术；五年级课程以“下棋机器人”为载体，重点讲解符号智能中的问题求解技术；六年级课程以“智能无人机”为载体，重点讲解行为智能技术。

2、跨学段科技创新实验室

学校建成了跨学段科技创新实验室，为深化AI认知、培养创新思维提供自主探索与深度研究环境，推动学生从被动学习转向主动创造，形成了“兴趣性-主动性-过程性-自律性”培养原则。兴趣是学生开展AI科技创新的原动力，是科技创新实验室接纳学生的首要条件。主动性指在培养过程中，以学生而非教师作为科技创新的主体，引导学生主动利用实验室条件和资源，自主开展感兴趣的探究任务。过程性强调学生通过规范的科学研究流程，形成良好的可持续工作模式。自律性是完成探究任务的保障，当学生不能主动按流程完成任务，在实验室探究中违反纪律要求时，启动退出机制，通过外在压力与内在动力的平衡，帮助学生逐步养成良好的自我管理能力。

3、数字化校园应用场景的构建

校园生活是学生最为熟悉的直观环境。为使小学生在真实场景中开展AI应用与创造，学校提出“让校园问题成为学生项目的课题，让学生项目成果服务数字化校园建设”。数字化校园不再是与人才培养无关的独立平台，而成为学生创新与教师教学的真实场景。

经过多年的思考、实践与优化，上述AI培养体系在学生、教师和学校三个层面均取得了显著成效。学生层面：学生的人工智能素养与科技创新能力获得明显提升。学生团队累计获得国家级及省部级科技竞赛奖项8项，申报实用新型专利3项。学生所在班级因其浓厚的科创氛围和优异表现，荣获“北京市先进班集体”称号。教师层面：教师的专业能力获得快速发展。已出版AI项目式学习教材2本，发表相关教学研究论文多篇。多位教师成长为市区级骨干教师，并牵头成立了名师工作站，发挥了辐射引领作用。学校层面：学校的办学特色日益鲜明。多次在区级培训会上分享经验，并在北京市科学节开幕式上做主题发言，展示了AI教育的实践成果。学校也因此被评为朝阳区首批小学“雏鹰基地校”。