人工智能教育助力师生数字素养与技能提升 |“2024上海市中小学科创实践活动”圆满闭幕
为持续提升师生数字素养与技能，推动人工智能赋能中小学科创实践新发展，上海市教师教育学院自2024年3月起启动了“上海市学生信息素养提升实践活动”“上海市中小学科创实践活动”“上海市中小学智能机器人竞赛活动”等系列性数字素养提升实践活动。
7月2日，上海市中小学科创实践活动在上海师范大学附属杨浦滨江实验小学圆满闭幕。上海市教育委员会信息化工作处处长韩崇虎、基教处调研员龚柳、杨浦区教育局局长何劲松、副局长张鹰、杨浦区教育学院副院长邹雪峰和上海师范大学教务处副处长王龚、上海师范大学附属杨浦滨江实验小学党支部书记、校长郑小燕等领导出席了活动，市教师教育学院副院长卜洪晓主持闭幕式。本次活动覆盖全市 60 所中小学的广大师生，由创客课程工作坊、校本课程设计、教学实践研讨及科创成果交流等四个阶段构成，活动方案和课程经上海市教师教育学院、上海师范大学等单位的专家团队多次打磨、精心设计。活动过程中，通过专家团队下沉学校、和教师线上实时互动等方式，营造沉浸式、高互动的学习氛围，不断提升教师的数字素养和课程实施能力，积极推动学生使用人工智能技术开展科创实践能力的提升。
智能机器人竞赛现场
7月2日上午，参加为期 8 周校本课程学习的学生，以随机组队的方式形成4人小组，共同参与主题为“智慧出行”的“创客马拉松”活动。学生在短短半天的时间内，使用开源硬件和相关结构材料等，创作出功能多样的科创作品，为安全、高效、便捷、环保的出行方式提出诸多好的点子和想法。
“创客马拉松”——“智慧出行”现场作品制作过程
现场参与的学生充分运用活动中所学的人工智能、计算机编程、电子技术、物联网等科技知识，综合应用AI视觉传感器、语音识别等开源软硬件，结合对日常生活的观察，在结构设计、功能实现等方面发挥出丰富的想象力，创生出主题为“智慧出行”的科创作品。
“创客马拉松”——“智慧出行”作品展示图片
本次活动提供科创教育教研实训一体化平台的系列课程学习，帮助教师了解人工智能和物联网技术，掌握编程和开源硬件技能；在校内不少于 8 周的教学实践中，主办方组织相关领域的高校及教研组专家予以实战性指导。通过前期工作坊、课程培训和随实践指导，参培教师形成了科创逻辑思维框架并运用于实际课程教学及科创项目中，最终形成契合本校特色的教学设计与教学内容，建立具有实践意义的项目课程。
参培教师接受人工智能教学的培训工作坊
闭幕式上，复旦大学赵卫东副教授作了关于《大模型技术在教学和科研中的应用》的报告，他讲到，大型语言模型技术在教学和科研领域的应用日益重要。这些技术具有强大的语言理解能力，支持个性化学习和智能辅导。大型模型的推出，如ChatGPT、Sora等，拓展了教师的角色，为教育领域带来革新。同时，大模型也有助于处理大量文本数据，提供更深入的分析，促进知识发展和教学方法的创新及教学科研项目的研究。然而，过度依赖这些模型可能降低师生手动分析和解决问题的能力，减缓他们自主学习和解决问题的能力。大型语言模型技术在教学和科研中的应用将为教育带来更多可能性和机遇。
上海市教育委员会信息化工作处韩崇虎处长出席闭幕式并讲话，他指出“人工智能作为当前科技发展的前沿技术，正深刻改变着我们的生活和工作方式。人工智能教育的实施，需要我们在教学理念、教学方法和教学资源等方面进行全面的创新和改革。人工智能教育与科创实践活动的结合，不仅丰富了教学内容和形式，提升了教育质量，也为学生提供了广阔的发展空间，推动了教育的创新与变革。本次的中小学科创实践活动很好地普及了人工智能的相关知识，更加全面立体地培养了学生的批判思维、创新思维，激发了师生对人工智能技术的热情。人工智能教育是适应时代潮流的必经之路，不断地更新教育理念、教育模式至关重要。此次活动有效推动了中小学科技创新教育的发展，提升了师生的数字素养与技能。”
上海南洋模范初级中学的教师代表顾佳怡老师分享了名为《植物宠物》的课程案例。该课程运用了二哈识图（AI视觉传感器）的人脸识别技术，包括人脸检测、人脸特征提取和人脸比对，使植物能够辨识出自己的看护者。结合Mind+图形化编程软件和行空板，植物能够面对看护者时展现笑脸或欢迎的表情。顾老师强调，本次活动注重实践操作，教师亲自搭建硬件平台、编写程序、调试设备，这种亲身体验让教师深刻体会到人工智能技术在教学中的实际运用，同时提升了他们的教学技能，激发了教学模式的创新。
上海南洋模范初级中学教师代表顾佳怡老师的分享
闭幕式现场，杨浦区教育局何劲松局长在“创客马拉松”活动现场随机选取了两个团队——初中组“南模团队”和小学组“马陆天航”团队。每个团队由来自不同学校的4名学生组成，通过随机分组形成。他们展示了关于“智慧出行”的作品：分别是“安全驾驶”和“自动小汽车”项目。
“安全驾驶”项目运用了micro:bit、超声波测距传感器以及RGB灯带等开源硬件材料。这个智能小车能够在遇到障碍物时进行障碍物检测；在夜间行驶灯光较暗时，灯光会自动开启；在白天行驶时，灯光则会自动关闭。“自动小汽车”项目使用了红外测距传感器、OLED显示屏、颜色传感器等开源硬件材料。在遇到交通事故时，自动小车能够检测到障碍物后自动减速，并在避开障碍物后恢复正常速度。
创客马拉松作品的现场分享
上海师范大学教务处王龚副处长讲到，“本次活动将素养导向贯穿师生科创学习共同体建设始终，突出人工智能技术在共学、共研、共创中的应用，侧重师生协同、项目驱动和素养培养，旨在探索创新人才培养的理念。教师和学生在共同体中经历专业发展和素养提升过程，相互交融、相互促进，最终提升创新素养。本次活动突破了传统教师和学生培训模式，提倡“陪伴”代替“培训”，通过实践和项目制作使师生学习和吸收知识。教师既要担负“育人”责任，也需承担“育己”责任，通过自我教育实现专业发展，为“育人”奠定基础。学生在实践中运用所学知识解决问题，将知识转化为思维工具，实现知识迁移，培养自主学习和创新解决问题的能力。本次活动的成功闭幕只是一个阶段的结束，未来活动将继续致力于提升一线教师的科创和人工智能教学能力，助力他们持续成长。”
学生核心素养最直接的表现在创意智造，动手实践至关重要。在新时代的背景下，教育数字化成为教育发展的新赛道，人工智能更是其中的重要技术支撑。随着人工智能技术的普及和应用，数字素养不仅是教师专业发展的重要内容，更是学生未来发展的核心素养。在中小学信息科技教学中，开展高质量的人工智能教育，能够有效提高学生对人工智能的兴趣和应用能力。教师作为关键力量，应不断提升数字素养，掌握新教学理念和方法。本次活动，教师通过工作坊、线上课程学习、科创课程设计和实施，积极探索新教学模式。我们将继续以人工智能技术为支撑，深入推进教育数字化转型，培养更多具备创新能力和数字素养的师生。未来，我们还将通过更多的科创实践活动，进一步探索和完善科创教育体系，为学生提供更多的学习和实践机会。