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数字化学习平台如何赋能高中人工智能教学

随着人工智能等新技术的发展以及教育数字化转型进程的加快，技术不再停留在以教学媒体的形式赋能教育，而是强调结合技术发展更新教育观念，重组课堂教学结构，再造教学流程来优化教与学整个过程[1]。党的二十大首次将“推进教育数字化”写入报告。2024年全国教育工作会议提出要不断开辟教育数字化新赛道，引领教育变革创新[2]。《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》对人工智能方面的内容提出了具体要求，但在实践中这部分内容面临着教学内容碎片化、教学方法薄弱、支撑环境不足等问题。以人工智能为主导的技术既是高中人工智能教学重要的内容与目标，也是培养学生核心素养、达成课程目标的手段。如何基于恰当的数字化平台开展符合学生特点、满足学生需求、促进学生发展的一体化学习活动，让数字化技术与平台为课堂教学赋能，成为高中人工智能教学的关键问题。

一、当前高中人工智能教学的问题和思考

研究者指出，因教师教学经验不足、教育理论研究不充分，中小学人工智能教育实践中呈现出目标简化、内容简单、方法单一等诸多问题[3]。作为一线的教育工作者和实践者，笔者亲身体会到在内在知识储备和外在环境因素的制约下，高中阶段的人工智能教学存在以下问题。

一是重技能轻素养。由于课时限制，教师不得不将授课重点放在编程语言学习上，教学设计局限在具体技能的掌握，而非整体素养和能力的提升。教学容易走进人工智能等同于编程的误区。

二是重体验輕探究。教师热衷于让学生直接体验当下技术发展的必威体育精装版成果，而缺乏对其原理、过程和方法的探究，无法激发学生的深度思考，导致学生习惯性地浅层学习，创新精神和实践能力严重弱化。

技术是教学系统的组成要素之一，体现在资源、环境和工具等方面，以人工智能、大数据为代表的信息技术对教育的赋能正全方位地改变着教育形态[4]。为了方便集成、更新和管理相应的资源，有效支撑人工智能教学的开展，近年来不同国家和政府都致力于建设数字化学习平台和资源。美国K-12人工智能教育行动（AI4K12）开发了包括演示软件（又分为黑盒演示软件和玻璃盒演示软件）、硬件、编程框架、视频、课程等多种类型的教学资源，并形成了K-12人工智能教学指南[5]。我国中央电化教育馆主办、搭建了中小学人工智能教育服务平台，主要提供课程的教学设计、课件、学习单等相关教学资源。上海、广东等省市各自开发了人工智能学习平台。鉴于人工智能是一门多学科交叉的领域，涉及的技术广泛且不断发展，许多技术尚未达到稳定和标准化阶段。因此，找到一个能够全面满足人工智能系统性学习需求的集成平台颇具挑战。教师必须根据课程目标，精心挑选合适的平台和资源，并据此精心设计教学活动。

二、素养导向的高中人工智能教学设计理念模型

基于以上思考，恰当的数字化教学平台是开展高中人工智能教学的有效支架和物质保障。除此之外，更重要的是基于平台开展适合学生学情和认知特点的学习设计，让学生在真实情境的深度探究中达到课标要求的核心素养。这需要整合课程的目标、内容、活动和评价等要素，围绕目标导向、平台选择、情境创设、项目设计和问题构建等多个方面展开。本文提出了素养导向的高中人工智能学习设计理念模型（如图1），以表征高中人工智能学习设计的要素和各要素之间的关系。

（一）素养导向：注重独立思考、问题解决、实践能力和创新创造能力的培养

核心素养指的是学生应具备的，能适应终身发展和社会发展需要必备的品格和关键能力[6]。人工智能时代，高中生应该掌握的核心素养是独立思考、问题解决、实践能力和创新创造能力[7]。落实到人工智能教学上，这些能力体现在人工智能意识、思维、创新、责任等多个方面[8]，其核心应是理解人工智能、利用人工智能分析问题、解决问题和迁移到其他领域同类问题的高阶思维和能力。

（二）平台选择：注重过程及方法的可视化，提供形象思维和深度理解支持

高中阶段的人工智能内容涉及算法、机器学习、神经网络等概念，具有较高的抽象性和挑战性，因此在教学中特别需要形象思维的支持来帮助学生建构起对概念的准确理解。数字化平台是开展人工智能教学的重要支架。在平台选择方面应该尽量选择能够可视化相关方法和过程的平台与工具，以问题解决为主，帮助学生了解背后的原理与方法，而非停留在体验层面。

（三）情境创设：串联知识主线，以多样化交互激发学生探究、协作和循证的行动意识

核心素养的落实需要改变脱离学习情境、碎片化、流于形式的知识技能点的学习方式[9]。教师需要从贴近学生真实学习和生活的问题情境出发，以真实情境下的多样化交互激发学生探究、协作和循证的行动意识，真正实现以学生为中心的课堂。情境创设往往是一个难点，需要把握真实性、复杂性、整合性、开放性四条关键原则[10]。

（四）项目设计：作为活动开展的载体，促进持续探究，表达想法和做出选择

项目是活动