高中信息技术教师AI校本课程开发探索研究

一、引言

在人工智能技术飞速发展的时代背景下，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，明确提出在中小学阶段推广编程教育，以培养适应未来社会需求的创新人才。高中阶段作为学生知识体系构建与能力培养的关键时期，开展 AI 校本课程开发具有重要意义。然而，当前普通高中 AI教育普遍存在课程体系不完善、教学资源匮乏、与实际生活联系不紧密等问题。

秉承卢作孚先生 “兼善天下” 的教育思想，致力于培养具有社会责任感与创新实践能力的人才。学校积极响应政策号召，立足学校文化与学生实际需求，开展高中 AI 校本课程开发研究，旨在填补区域内高中 AI 校本课程空白，探索具有特色的 AI 教育路径，践行 “兼善天下” 的教育理念。

二、理论基础与学校文化背景

（一）理论基础

建构主义学习理论：建构主义强调学习者在一定情境下，通过与他人协作、利用学习资料主动建构知识。在 AI 校本课程教学中，学生通过参与项目实践，如设计智能家居控制系统，主动探索编程知识，构建解决问题的能力，符合建构主义学习理论的核心观点。

（二）学校文化背景 —— 卢作孚思想与兼善教育

卢作孚先生是我国著名的实业家、教育家，其 “兼善天下” 的思想强调个人对社会的责任与贡献。以 “兼善” 为办学理念，将卢作孚思想融入教育教学全过程。在 AI 校本课程开发中，课程内容紧密结合社会实际需求，如设计智能垃圾分类系统、城市交通优化模拟等项目，引导学生运用 AI 技术解决实际问题，培养学生服务社会的意识，践行 “兼善天下” 的教育理念。

三、研究内容与方法

（一）研究内容

课程体系构建：结合高中学生认知水平与学校教学特色，构建包含基础编程入门、人工智能算法基础、人工智能应用实践三个模块的 AI校本课程体系。明确各模块教学目标、内容与重难点，形成系统的课程大纲。

评价体系建立：建立多元化评价体系，涵盖过程性评价（课堂表现、小组合作、学习态度）与终结性评价（考试、作品展示），全面评估学生学习成果。

（二）研究方法

文献研究法：通过中国知网、万方数据等学术平台，查阅国内外 AI教育相关文献，了解课程开发现状与趋势，为本研究提供理论支持。

案例分析法：选取课程实施过程中的典型教学案例与学生作品案例，如学生设计的 “校园智能导览机器人” 项目，分析总结教学经验与学生学习成果。

四、课程开发与实施过程

（一）课程开发团队组建

学校组建了由信息组全体教师构成的课程开发团队，教师们依据自身专业优势分工协作，如擅长编程教学的教师负责课程内容设计，具有信息技术应用经验的教师负责教学资源开发，确保课程开发工作高效推进。

（二）课程体系设计

基础编程入门模块：教授 Scratch、uKit Explore 等图形化编程工具的基本操作，通过制作简单动画、小游戏等项目，让学生掌握编程基础语法与逻辑结构。

（三）教学资源开发

教材编写：教材以 “兼善天下” 为核心理念，内容编排注重趣味性与实用性。每章节设置 “社会应用” 板块，介绍 AI 技术在社会各领域的应用；“兼善实践” 环节，引导学生运用所学知识设计解决社会问题的方案。

教学课件与视频：制作生动形象的教学课件，运用动画、图片等元素辅助教学；录制教学视频，方便学生课后复习与自主学习，视频内容涵盖知识点讲解、项目案例演示等。

（四）教学模式实践

在教学中采用项目式学习模式，以 “智能校园建设” 项目为例，学生分组完成智能门禁系统、校园环境监测系统等子项目。小组合作学习中，明确成员分工，如组长负责协调沟通，编程员负责代码编写，测试员负责程序调试。线上线下混合教学方面，利用学校搭建的 AI 学习平台，学生在线上预习课程内容、提交作业，教师在线上进行答疑与反馈；课堂上进行项目实践与小组讨论，实现优势互补。

五、研究成果与效果

（一）学生学习成果

依托 AI 校本课程，学校成立了机器人社团，教师利用课余时间对社团学生进行专项训练。社团学生在市区各类机器人竞赛活动中表现优异，多次斩获大奖。值得一提的是，学生多次荣获科技区长奖，该奖项是北碚区对青少年科技创新成果的高度认可。学生在社团训练与竞赛过程中，不仅深化了对 AI 知识的理解与应用，更锻炼了团队协作、问题解决和创新思维能力，进一步激发了对人工智能领域的探索热情。同时，学生对 AI 课程的兴趣浓厚， 90% 的学生表示愿意继续深入学习 AI 知识。

（二）教师专业成长

课题研究促进了教师专业能力的提升。教师深入学习 AI 编程知识，参加专业培训与学术交流活动，多人取得 AI 编程相关专业证书。教师在课程设计、教学方法创新等方面能力显著提高，累计发表与 AI 校本课程相关的教学论文 3 篇，其中一篇在核心期刊发表，为 AI 教育研究提供了实践经验。

（三）学校与区域教育影响

学校层面：AI 校本课程丰富了学校课程体系，成为学校特色教育的重要组成部分，凸显了 “兼善天下” 的办学特色。学生在机器人竞赛中屡获佳绩，多次荣获科技区长奖，极大提升了学校在科技教育领域的知名度。这吸引了众多兄弟学校前来参观交流，进一步巩固了学校在区域教育中的领先地位。

六、问题与反思

（一）存在的问题

课程内容难度梯度问题：部分课程内容难度设置与学生实际水平存在偏差，基础薄弱学生对人工智能算法等抽象知识理解困难，而基础较好学生部分内容缺乏挑战性。

评价体系精准度欠缺：过程性评价指标不够细化，难以全面反映学生学习过程；终结性评价作品评价标准不够明确，影响评价客观性。

（二）改进方向

优化课程难度：建立动态学情分析机制，根据学生学习情况调整课程内容难度，设计分层教学任务，满足不同层次学生需求。

七、结论

开展的高中 AI 校本课程开发研究，成功构建了具有学校特色的课程体系，探索出有效的教学模式与评价体系，取得了显著的教学成果。课程开发过程中，将卢作孚 “兼善天下” 的思想与 AI 教育有机结合，不仅提升了学生的 AI 编程能力与信息素养，促进了教师专业成长，还为区域内普通高中 AI 教育提供了宝贵经验。尽管研究存在一些问题，但通过持续改进与完善，该课程将进一步发挥其育人价值，为培养具有社会责任感与创新能力的人才贡献力量，真正践行 “兼善天下”的教育理念。

北碚区普通高中教育“发展促进”计划教学改革研究课题《高中人工智能编程校本课程的开发与应用》课题组