中小学人工智能课程开发标准(试行)2021

前言 《新一代人工智能发展规划》明确指出，全民智能教育项自应逐步开展，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。 鉴于人工智能对社会的应用潜力与价值，在未来人才培养 方面巴引发教育思考，未来公民所需的人工智能意识及技能已 成为教育的客观需求人智能教育作为培养适应未来智能社会所需素养的有效途径，对帮助学生形成智能社会意识适应智能社会发展具有极其重要的意义目前各国政府通过建立学术中心，研究院所、学科专业等方式，在高等教育人工智能 领域中吸引和培养了众多人才。但在基础教育阶段，人工智能教育普及工作仍处于起步阶段，无法满足未来公民所需要的智能意识技能与素养要求。 2018年4月教育部对中小学及高校等多层次教育体系 提出了新要求，强调未来将在中小学阶段引入人智能普及教育，新时期人工智能教育的发展在相关政策的方向引领和支持下逐展开。各省市区域及各级学校根据实际情况在中小学 进行人工智能校本课程的尝试。然而人工智能教育的学科特 点对学校开展有效施教形成阻力。因此，指向课程设计与教学实施的人工智能课程开发标准的提出对于基础教育阶段人工智能课程的有效落地，具有现实意皮 1.标准制定的指导思想 以马克思列宁主义、毛泽东思想，邓小平理论、三个代 表重要思想科学发展观习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的教育方针坚持中国特色社会主义办学方向以素质教育为核心落实立德树人的根本任务着力提升课程思想性、科学性，时代性、系统性、开放性，立足基本国情，培养新时期德智体美劳全面发展的社会主义建设者 和接班人 2.标准制定的基本原则 坚持党的领导。党的领导是办好世界水平的中国特色现代教育的根本政治保证。结合十八大以来习近平总书记提出的现阶段教育发展的形势任务目标原则路径手段、战略策略体制机制以实际行动科学回答培养什么人、怎样培养人以及为谁培养人的根本问题确保培养方向正确，引导学生形成正确的世界观人生观价值观。 响应时代号召。为促进人的全面发展和社会全面进步，新时代新形势对教育和学习提出了更高的要求。教育教学应及时更新教学内容，调整课程结构，融入先进的教育思想理念和教学方法，以满足学生多样化的成长与发展需求提高人才培养质量 依据科学方法。循教育教学规律与学生身心发展规律 贴合当下学生的思想，学习和生活实际。始终坚持以科学有效的行动落实提升学生主动性调整内容合理性，促进教学有效性。加强调查研究与实践论证，广泛听取所涉领域人员的意见与建议在专家与行业组织的指导下求真务实，严谨论证 确保课程开发工作的科学规苑 立足学习本质。新时代新形势下对人的发展提出了更高要 求，学习不仅停留在知识层面，更加重视从中观层面核心概念，原理，观念的理解和落实，转尚人的综合素养和能力的培养。教育教学应兼容多学科内容的贯通，提高学科核心内容理解的层次，促姓迁移。应综学习者认知，情感和社会等多方面体验，关注学生的观态，思维，能力等多方面的提升将课程开发中的内容结构形式进行有机结合。 结合实践经验。未来人才的有效培养不仅需要理论指是 还应遵循间题来自实践，内容结合实践，课程依托实践，经验 友实践的循环准：结合实际问题，有针对性地开发课程设计顶日，探素并实践解决方案，用实践印证知识与技能的综合运用学生在有意义的实践中先天具有发现间题的意识，保护并积累好这份动因，在学习过程中探寻根由，以具体的行动体验连接生活融入时代发展。 目录 前言11 1标准制定的指导思想IF 2.标准制定的基本原则 、课程简介1 （一）课程性质 1.综合性课程 2.实践性课程 3.发展性课程 （）课程理念 1培养适应智能社会发展的未来公民 2.构建多阶段人工智能课程体系2 3创建横纵融合的基础性核心课程内容 4.实践驱动同题解决促进能力发展3 5.构建多元评价体系推动学习创新 （三）课程定位1.支持多元化自主课程 4 2.建立课程阶段性完整体系4 3.促进学生的个性化发展 （四）培养日标5 工.人工智能意识：提升对人工智能技术的敏感度与理解力，6 2.技术应用能力实践与探究人工智能技术的应用价值.6 3.实践创新思维：激发人工智能技术的实践创新思维，6 4.智能社会责任：树立适应智能社会发展的责任意识，7 课程结构.7 （-）设计依据 8 1以全面素养发展为课程设计的指导思想 8 2.参照国际中小学人工智能教育研究的最新成果 6 3.依据人主智能学科自身属性与发展特点 9 4.针对实践中小学人工智能课程设计与落实的间题 9 （）课程主题 9 （三）核心实践 10 （四）阶段划分 13 三、课程内容 15 （）人工智能与社会 15 （一）人工智能与人类智能 61 （三）人工智能原理与技术 21 1.机器感知 22 2.表达与推理 25 3.机器学习 29 4.自然交互 31 四学业质量评价 33 （一）质量评价原则 33 （二）质量水平参考 34 （三）与考试评价的关系 39 五、实施建议 40 （一）教材编排建议 40 1.教材编写原则， 40 2.教材内容选择 41 3.教材内容编排， 41 （二）教学实施建议 42 1.关于人工智能的应用体验 42 2.关于人工智能的教学设计 43 3.关于人工智能的学科知识与跨学科知识的关系 43 4.关于人工智能课程中编程的教学 44 5.关于人工智能课程的实践与创新 44 （三）教学评价建议 44 1.评价目标 44 2.评价质量 45 3.评价内容 45 4.评价万式 45 C四）其他建议 46 1.关于师资 46 2.关于环境。 47 3.关于资源 48 一课程简介 （）课程性质 1.综合性课程 人工智能学科涉及到数学物理信息科学神经科学、遗辑学、计算机科学达知心理学等众多领域学科知识具有综台性的特点。人工智能课程的实施，需要融合多学科的知识，内聚成紧客关联的特有内容结构。通过教学设计创新，开展诸如观产体验模拟实践等多形式的项自化学习活动努力提开学生对所学内容的整体理解与横级活格。 2.实践性课程 作为信息技术应用领域的代表，人工智能学科具备较强的实践性，中小学人智能课程的开发，要选取贴近学生日常学习和生活经验的人工智能应厨情最，让学生在环境体验和行动实践的过程中，感受，理解，掌握人工智能的原理、方法和技能。引导 学生发现生活中应用人工智能的需求，鼓励学生尝试提出新的间题和新的解决方法，从而培养学生的问题发现，深度思考与应用创新能力，以适应智能社会的发展 3.发展性课程 人工智能的历史发展过程经历了多次高潮和低谷，但每次起伏部在技术创新上得到突破。效率和质量的提升是发展的本质，人工智能技术前景广阔，也义将会延续更选为人类的社会生产 生活带来更多可能，在中小学人工智能课程的巴标结构和内容设定上，应当以人为本，促进人与技术关系的良性互动，把握课程核心要素，坚持创新，协调，开放的发展理冷持续修订人工 智能课程。 （二）课程理念 1培养适应智能社会发展的未来公民 人工智能课程应提升学生对智能技本发展的敏感度与智能社会的适应性，帮助其学会有效利用信息社会中的智能技术与服务，优化自己的学习和生活，提高参与社会的能力课程开发要写导学生思考人工智能技术应用过程中个人写社会的关系，思考智能技术为人类社会带来的机遇和挑战，履行个人在智能社会中的责任和义务，有助学生成长为智慧的技术使用者，理 性的技才反思者和创新的技术设计者。 2.构建多阶段人工智能课程体系 课程体家尊循中小学学生的人知特征和多样化学习需要，体现人工智能课程的层次性多样性，系统性和开放性课程体系为我国各学段学生提供适应未来智能社会的基础性核内容，培养学生的学习兴趣，拓展课程内容的广度，深度和问题情境的复 杂度 3创建横纵融合的基础性核心课程内容 课程内容以学习主题为结构组织与推进路径，融入大数据 智能算法智能系统和智能社会等学科重理概食及技结合人工智能的前沿技术与发展超势学生宇习人工智能的基础原理与技能，感培人工智能学科方法与学科患想结合学生有的经验，在课程中引入人工智能相关的真实可题并创设情请，横纸融合学习内容 4.实践驱动问题解决促进能力发展 面向不同背景和能力基础的学生，课程实施以项自活动为载体，倡导多元化的教学策路。数发学生开放合作，协同和循证的行动意识，使其想极象与到真实情境的智能互动学习活动中 鼓励学生在不同的间题情境生综合运用学科知识形成解决方案，体验真实的工作模式和思考方士。创造机会使学生感受智能技术 与社会现实间的相互关系，思考个体行为对自然写人文环境的影 响 5.构建多元评价体系推动学习创新 课程评价以科学工程基本素养发展导向，以基础关键能力提升为日标推荐利用多种方式眼踪学习过程，注童情境中的过程性开价和整体性评价开价方式和价工具应支持学生以自主和协作两种方式解决学赶电的何题倡导基于项图的学习也可联通童标准化测试和项自实践活动相结合的评价方式获取相对充分的友错信更支特进一步的有效学习与教学 （三）课程定位 在中小学人上智能课程的学习阶段重点在于意识，思维观冷导能力的培养，本标维定位支持中小学阶段人工智能课程校本化开发及个性化实施，在国家中小学销息技术课程标准的基础上进行细化组织，规范与拓展。通过实践员穿牢的方式结合科学体系化的人工智能课程内容，激发学生对人工智能技术的兴趣科学培养其智能环境下解决问题的能力 1支持多元化自主课程 课程的校本化方式生要分为药类：一种是将国家与地方课程进行结合调整后的校本化开发与实施：另一种是学校依据其自身特点设计开发与实施全新的课程。人工智能课程初期不以学业水平达标为培养导尚，首童发展学生兴趣，意识观念与能为为后期的特续发尾打好基础。因此，学校专教师将被赋子较大的自主权汉学校和学生为主体开设自在发展学生基础能力井支持其多样性的灵活组织的人工智能课程。 2建工课程阶段性完整体系 大工智能课程的跨学科性综台性、实践钱性相发展性掌特点占显了其结构的相对稳定与完整在教学中的重要性日前太工智能教学要代托于信息技术课程STEM课程机器人课程创客关课程等形式开展，随着人工智能正快速成为社会新一轮发展的核心驱动国素建立科学，完整灵活开放的人工智能课程体系，规范井丰富其课程教学内涵，文一线教学的育效开展意义重 大 3.促进学生的个性化发展 人工智能课程博循从感知到应用，实践创新到价值承载的过 程使学生具备理性思维，批判质疑，勇于尝试的科学精神，能够形成在学习，理解，运用科学知识和技能等方面的价值判定思考逻轻和行为表现，实现自主发展。这一关键特质将帮助未来智能社会公民在智能技本的辅助下有效合理地安排学习工作和生活，并育想法有能有机会参与社会发展建设，增强社会参与，提升责任担当。 （四）培养目标 学科日标是课程育人价值的集中体现，是落实国家学释核心亲养的目标细化针中学阶段的学生而言，人工智能课程应该以适应未来智能社会的关健能力培养为自标，实现在人智能意识方面，深入感知与体验智能情景提升人工智能应用的敏感度和理解有在技术应用能力方面能够深入理解与应用基本舒能技术，发挥人工智能技木在具体活动中的价值，在实践创新居维土，能够启追学生智慧，培养思维能力，激发基于人工智能理论与技本的创新实践，在智能社会责任上，树立正确的智能社会发展意识，适步确立自身未来的成长与价值方向，人工暂能学科培养日标不仅与信意技大学科核心素养的总体日标相好应同时也关注中国学生发展核心素养的具体内容。 1.人工智能意识：提升对人工智能技术的敏感度与理解力 使学生在学习和实践的过程中接触并逐新了解妞红智能技水的应用场景，包括工农业生产和商业生活等情多领城。间时理解人工智能技术通过合理使用，可极大地提并学子作效率更高效地抗取信息处理信息，生成信息其决，认识到人工智能技术的不足，请斯人工暂能与人类智能的屏同，形成相对完整的认识。最后，了解人工智能的巨大潜每道借助大工智能技术可以解快银多传统技术手段难以解快特问题， 2技术应用能力实践与探究人工智能技术的应用价值 请强学生学习新技术的兴趣探究新技术的敏情，应用新技未的热情。引导学生学会观察质疑、证价全面发现专