面对国际日趋紧张的科技竞争，发展新一代人工智能已成为各国的重要国家战略。人工智能人才的梯队建设是我国发展人工智能技术和推动产业应用的重要基础。

01存在问题

近年来教育部和各省市教育主管部门发布了一系列文件。明确要求在中小学开设人工智能相关课程，推动“人工智能教育进校园”。其中北京、山东、福建、广东、河南等省市则直接明确了人工智能教育试点(实验)区或者试点(实验)校的通知文件。

部分学校依托自有师资力量或者通过购买企业服务、与企业合作开发等方式，进行了有意义的探索。

但学校对中小学人工智能教育还是有一定的理解偏差，主要表现为：一是将中小学人工智能课程定位为纯粹的编程技术内容；二是把人工智能范畴无限扩大，将积木拼搭、机器人、3D打印、创客教育等统统纳入人工智能课程的范畴，造成学生对人工智能的理解偏差，认为“机器人就是人工智能”。

02中小学人工智能教育课程体系

根据北京大学学习科学实验室提出的以计算思维培养为核心的中小学人工智能教育目标模型，按照：感知AI—理解AI—应用AI—创造AI的体系，进行中小学人工智能课程体系设计。

小学阶段：设置“走进人工智能”和“AI积木编程”系列课程。

初高中阶段：设置“Python与人工智能”系列课程。

1、“走进人工智能”

让学生从生活中常见的人脸识别、图像识别、语音识别等软硬件入手，通过“玩中学”方式，让学生全面了解人工智能的基本内涵、发展历史和核心应用，培养人机协同意识。

具体包括：人工智能发展史、体验机器学习、初识人脸识别、图像识别、智能翻译、智能语音等生活中常见的应用，并简单了解其实现过程。

2、“AI积木编程”

以智能语音、智能翻译技术为依托，使用AISpark智能编程实验工具进行创意作品设计。

学生在应用智能语音、人脸识别、智能翻译、手势识别等人工智能应用中进行作品创作，在过程中学习事件、控制、变量、顺序、选择、循环结构等编程基本概念，掌握使用人工智能技术进行创意设计的基本能力。

3、“Python与人工智能”

以Python语言为核心，进行人工智能项目编程实践。内容涉及网络数据爬取、机器学习算法使用、语音识别系统设计、人脸识别系统设计等，通过解决学科问题和生活中的实际问题，进行人工智能的底层探索和创造，进一步提升学生的计算思维。

03学校实践应用

来自北京、江苏、山东、广东的多所实验学校，按照专家引领、实践应用、创造应用、形成特色的模式开展了实践应用研究。

根据学校的自身基础条件和课时选择的不同，形成了各具特色的课程实施模式。学校通过校本课程建设、信息技术课程融合、社团课三种方式，开展了不同形式的实践应用研究。

1、北京市顺义区西辛小学

西辛小学以校本特色课程体系建设为主体开设人工智能课程，在学校六大学院课程的“科技学院”中设置人工智能系列课程。

二年级开设“走进人工智能”课程；三年级开设“AI积木编程”智能硬件课程，由学生根据自己的兴趣进行自主选择；四年级开设“AI积木编程”启蒙课；五年级“AI 积木编程互动游戏”则采用融入信息技术课程的方式，选用主题单元教学模式，压缩现有的信息技术课程教学任务达成所需的课时量，每学期节省出6个课时开设人工智能编程课程。

2、北京市陈经纶中学崇实分校

该校是一所九年一贯制学校，学校按照系统化培养学生人工智能素养的目标，在小学和初中同时开设人工智能课程。

二年级开设“走进人工智能”社团课；三年级选择每周的智感科技课程时间，以长短课结合方式开设“走进人工智能”；小学四到六年级则依托综合实践活动课程，开设“AI积木编程”启蒙课和“AI积木编程互动游戏设计制作”。初一年级和初二年级利用综合实践活动课程时间开设“迈进代码的世界”课程，让学生通过项目实践进行Python与人工智能应用学习和实践。

为解决学校人工智能课程师资不足的问题，积极动员组织有理工科或者信息技术学科教学背景的教师组建“人工智能课程实践应用教研组”，与人工智能教育课程设计专家一起通过线上线下结合的方式开展“研究共同体”模式的教研活动，并适时开展人工智能课程教学观摩活动，鼓励教师们把自我学习、教学实践和课题研究有机结合起来。

04结果评估

为评估课程实施的有效性，实验学校应用北京大学学习科学实验室计算思维测评系统，从问题评估、问题分解、逻辑思考、模型抽象、总结归纳等五个维度对学生的计算思维发展进行量化评估。

以计算思维培养为核心的人工智能教育课程的实施对于整体提升实验学校学生的计算思维具有显著的积极作用。

建立以计算思维培养为核心的人工智能教育的影响机制模型，将推动中小学人工智能教育的科学、有效实施。