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| 編輯推薦： |
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本书稿从人工智能教育的驱动因素与生态、学生人工智能素养的内涵、人工智能课程内容、人工智能教学平台设计与实现、人工智能课程资源设计与应用、人工智能教学模式、教学实践与案例分享、学生人工智能素养的测评、教师人工智能教学胜任力、生成式人工智能在中小学人工智能教育中的应用与影响共10个方面，呈现出素养导向的中小学人工智能教育的整体思路，为当下中小学人工智能教育的探索与实践提供了有效路径。本书内容兼具研究性与实践性，适合区域教育管理者、学校管理者、人工智能课堂教学一线教师阅读参考。
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| 內容簡介： |
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本书的主要章节及内容包括：中小学人工智能教育的影响因素与生态；中小学生人工智能素养的内涵；新一代人工智能背景下的中小学人工智能课程内容；中小学生人工智能教育平台与资源；素养导向的中小学人工智能教学模式；素养导向的中小学人工智能教学实践案例；中小学生人工智能素养的测评；中小学教师人工智能教学胜任力。
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| 關於作者： |
谢忠新，上海市浦东教育发展研究院教育信息技术部主任，华东师范大学教育技术学博士研究生。担任浦东新区中小学信息科技教师培训基地主持人，第四期上海市普教系统双名工程“攻关计划”基地主持人。曾获全国优秀教师称号。2005年被评为上海市计算机特级教师，2017年被评为信息科技学科正高级教师。
长期从事中小学信息技术课程教学与基础教育信息化的实践与研究，出版个人专著《中小学信息科技学科教学策略与方法》，主编《人工智能·初中版》《学前教育现代教育技术》等多本信息技术相关教材与读本。在各类期刊上发表70多篇有关中小学信息技术课程教学与基础教育信息化的学术论文，其中在全国教育类核心期刊、CSSCI来源期刊上发表论文10多篇。主持过3个上海市教育科学研究一般项目，2次获得上海市基础教育优秀教学成果奖二等奖，开发了多门上海市中小学教师培训网络课程。
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| 目錄：
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1第一章 中小学人工智能教育的驱动因素与生态
第一节 人工智能教育进入中小学是时代命题 / 3
一、 智能社会人才培养的需求驱动 / 3
二、 国家人工智能教育政策持续发力 / 5
三、 学生保持自身竞争力的必要储备 / 6
第二节 中小学人工智能教育的发展及生态研究 / 7
一、 国内外中小学人工智能教育的发展 / 8
二、 中小学人工智能教育生态研究现状 / 10
三、 中小学人工智能教育发展面临的挑战 / 17
四、 对中小学人工智能教育生态构筑的启示 / 19
第三节 中小学人工智能教育的影响因素分析 / 21
一、 研究方法介绍 / 22
二、 中小学人工智能教育影响因素ISM模型构建 / 23
三、 中小学人工智能教育影响因素ISM模型分析 / 28
第四节 中小学人工智能教育生态系统的构筑 / 31
一、 生态学理论与区域中小学人工智能教育的关系 / 31
二、 区域中小学人工智能教育生态构筑的理论依据 / 32
三、 区域中小学人工智能教育生态系统1.0模型 / 34
四、 区域中小学人工智能教育生态系统2.0模型 / 35
五、 区域中小学人工智能教育生态系统3.0模型 / 36
39第二章 中小学生人工智能素养的内涵
第一节人工智能素养提出的背景与意义 / 41
一、 核心素养背景下的人工智能素养 / 41
二、 人工智能素养提出的价值意蕴 / 42
第二节 中小学生人工智能素养的内涵解读 / 44
一、 信息技术“素养”的历史衍化 / 44
二、 “素养”相关概念的对比辨析 / 45
三、 人工智能素养的概念界定 / 47
第三节 中小学生人工智能素养框架的比较分析 / 48
第四节 中小学生人工智能素养的结构模型 / 52
一、 分析视角：胜任素质模型的适切性 / 52
二、 模型构建：基于洋葱模型的人工智能素养模型 / 53
61第三章 生成式人工智能背景下的中小学人工智能课程内容
第一节 国内外中小学生人工智能课程内容的现状 / 63
一、 国外中小学人工智能课程内容现状与分析 / 63
二、 国内中小学人工智能课程内容现状与分析 / 64
第二节 中小学人工智能课程内容设计原则 / 73
一、 中小学人工智能课程内容设计原则 / 75
二、 中小学人工智能课程内容设计 / 80
第三节 中小学人工智能课程的内容模块与示例 / 83
一、 中小学人工智能课程的内容模块 / 83
二、 中小学人工智能课程的内容示例 / 88
101第四章 中小学人工智能教与学平台设计与实现
第一节 中小学人工智能教与学平台现状 / 103
一、 国内外中小学人工智能教与学平台建设现状 / 103
二、 国内外中小学人工智能教与学平台应用现状 / 103
三、 当前中小学人工智能教与学平台存在的主要问题 / 105
第二节 中小学人工智能教与学平台的功能定位 / 106
一、 提供人工智能感知和体验的工具 / 106
二、 提供人工智能编程和实践的环境 / 106
三、 提供丰富优质的人工智能资源包 / 107
四、 模拟临场感的双师课堂直播教学 / 107
五、 记录师生教与学行为及结果数据 / 107
第三节 中小学人工智能教与学平台的模块设计 / 108
一、 人工智能教与学模块 / 108
二、 编程模块 / 113
三、 统一管理模块 / 116
第四节 中小学人工智能教与学平台的功能实现 / 118
一、 人工智能教与学模块 / 118
二、 编程模块 / 124
三、 统一管理模块 / 125
127第五章 中小学人工智能课程资源设计与应用
第一节 中小学人工智能课程资源的研究现状 / 129
一、 国内外中小学人工智能课程资源发展现状 / 129
二、 我国中小学人工智能课程资源面临的问题 / 132
三、 素养导向的中小学人工智能课程资源的思考 / 133
第二节 素养导向的中小学人工智能课程资源的设计 / 135
一、 理论基础：心流理论 / 135
二、 基于心流理论的人工智能课程资源设计思路 / 136
第三节 素养导向的中小学人工智能课程资源的应用 / 139
一、 理论基础：体验学习圈 / 140
二、 基于体验学习圈的人工智能课程资源应用教学流程 / 141
第四节 素养导向的中小学人工智能课程资源实践案例 / 143
一、 人工智能课程资源教学应用案例 / 143
二、 人工智能课程资源教学应用反思 / 146
149第六章 素养导向的中小学人工智能教学模式
第一节 国内外中小学人工智能教学的研究现状 / 151
一、 国外中小学人工智能教育教学开展情况 / 151
二、 我国中小学人工智能教育飞速发展 / 152
三、 人工智能教学的挑战与趋势 / 155
第二节 人工智能教学模式的理论基础 / 156
一、 教学模式的内涵 / 157
二、 人工智能教学的特点 / 158
三、 支撑人工智能教学模式的教学理论 / 158
第三节 素养导向的中小学人工智能教学模式构建 / 161
一、 人工智能游戏化教学 / 162
二、 人工智能项目化学习 / 164
三、 人工智能课程体验式学习 / 169
第四节 素养导向的中小学人工智能教学效果分析 / 175
一、 多元化的教学效果评估方法 / 176
二、 素养导向的中小学人工智能教学效果分析 / 179
181第七章 素养导向的中小学人工智能教学实践案例与经验分享
第一节 小学人工智能教学实践案例 / 183
教学案例一：走进大数据 / 183
教学案例二：有趣的大语言模型 / 186
教学案例三：图像识别——识别车牌号码 / 192
教学案例四：小小翻译家 / 195
第二节 小学人工智能教学经验分享 / 197
经验分享一：基于项目化学习的小学人工智能教学实践研究——以“车牌识别”为例 / 197
经验分享二：基于项目活动的小学人工智能教育的设计与实践 / 204
经验分享三：分层教学模式在小学人工智能课程教学中的应用思考 / 211
经验分享四：基于EDIPT模型的小学人工智能教学设计与实践 / 217
第三节 初中人工智能教学实践案例 / 223
教学案例一：猫兔识别机——机器学习 / 223
教学案例二：人工智能初体验 / 228
教学案例三：智能推荐系统初探 / 233
教学案例四：机器学习初探 / 238
第四节 初中人工智能教学经验分享 / 242
经验分享一：入境生问实践启智——以人工智能教学第一课“‘看得见’的人工智能”为例 / 242
经验分享二：人工智能进课堂，让深度学习自然发生 / 249
经验分享三：开展深度教研，优化人工智能课堂活动——以助老分药智能机器人教研活动为例 / 258
265第八章 中小学生人工智能素养的测评
第一节 国内外中小学生人工智能素养测评的研究现状 / 267
一、 中小学生人工智能素养测评内容的现状与分析 / 267
二、 中小学生人工智能素养测评工具现状与分析 / 270
三、 关于中小学生人工智能素养测评的思考 / 272
第二节 中小学生人工智能素养测评设计 / 275
一、 理论基础 / 275
二、 中小学生人工智能素养测评框架构建 / 277
三、 学生模型：中小学生人工智能素养测评目标 / 278
四、 证据模型：中小学生人工智能素养测评依据 / 280
五、 任务模型：中小学生人工智能素养测评任务 / 287
第三节 中小学生人工智能素养测评的实施 / 292
一、 中小学生人工智能素养测评的实施路径 / 292
二、 基于人工智能教学平台的学生人工智能素养测评 / 294
第四节 中小学生人工智能素养测评的效果分析 / 297
一、 中小学生人工智能素养起点水平诊断 / 297
二、 人工智能教育对学生计算思维发展的效果评价 / 299
307第九章 中小学教师人工智能教学胜任力
第一节 国内外教师人工智能教学胜任力的研究现状 / 309
第二节 中小学教师人工智能教学胜任力的构成要素 / 310
一、 中小学教师人工智能教学胜任力构成要素分析框架 / 310
二、 中小学教师人工智能教学胜任指标分析 / 311
三、 中小学教师人工智能教学胜任力模型构建 / 315
四、 中小学教师人工智能教学胜任力内容 / 317
第三节 中小学教师人工智能教学胜任力的挑战 / 321
一、 知识：教师需要具备人工智能相关知识 / 322
二、 能力：教师需要具备利用人工智能解决问题的能力 / 322
三、 意识：教师需要具备激发学生人工智能兴趣的意识 / 322
四、 价值观：教师需要具备遵守人工智能开发应用的法律法规和伦理道德的价值观 / 322
第四节 中小学教师人工智能教学胜任力的培养策略 / 323
一、 系统开展教师的职前职后一体化培养 / 323
二、 优化完善教师胜任力提升的外在支持 / 323
三、 鼓励推动教师的内驱性专业发展 / 324
327第十章 生成式人工智能在中小学人工智能教育中的应用与影响
第一节 生成式人工智能概述 / 329
第二节 生成式人工智能背景下的中小学生人工智能素养 / 330
第三节 生成式人工智能对中小学人工智能教育的影响 / 331
第四节 生成式人工智能对教师教学胜任力的影响 / 337
第五节 生成式人工智能背景下的伦理与责任教育 / 338
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| 內容試閱：
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当前，以ChatGPT为代表的生成式通用大语言模型对教育生态产生了变革性影响，也对人才培养提出了新的要求。2019年，浦东新区入选教yu部“基于教学改革、融合信息技术的新型教与学模式”实验区，其实验内容之一是“区域推进面向计算思维培养的人工智能与编程教育”；2022年，入选第一批“央馆人工智能课程”规模化应用试点区；从2022年底开始，浦东新区在全区100所小学、初中开展人工智能与编程教育。浦东新区将学生人工智能素养提升作为主要目标，通过三大子目标并行驱动该目标的达成：一是形成区域推进人工智能教育新生态，二是构建中小学人工智能与编程教育教学新模式，三是探索人工智能素养新评价。
浦东新区推进人工智能素养导向的中小学人工智能教育的整体思路是，首先研究确定中小学人工智能素养的内涵、目标和相应的学习内容；再基于学习内容选购多家企业合适的人工智能硬件产品、人工智能教学平台与编程平台，汇聚多家企业的人工智能教与学资源；基于上述基础支撑要素，思考、探索与构建人工智能和编程教育新模式以及测评新方式。具体内容如下：
第一，研究确定中小学生人工智能素养内涵。研究了国际、国内关于人工智能素养方面的相关研究成果，确定了中小学生人工智能素养包括人工智能意识、知识、能力、思维和态度伦理。其中，特别关注学生应用人工智能来解决问题的能力，强调以计算思维为主的各种思维培养，并且进一步强化新一代人工智能技术背景下，学生对人工智能相关原理、技术的学习，使其形成合理、合规、合法、安全地使用人工智能的意识。
第二，设计与完善人工智能课程学习内容。设置“基础—进阶—拓展”三类课程学习内容，小学涵盖“生活中的人工智能”“有趣的数据”“神奇的算法”“人机对话”等九大学习主题，初中涵盖“图像识别”“智能语音”等十大学习主题，并随着新一代人工智能发展不断进行迭代优化。随着ChatGPT等大语言模型等的出现，小学将进一步强化对话生存能力和语言理解能力的认识，初中将更加强调对生成式AI的理解以及如何更好地使用。
第三，区域统一选购人工智能学习内容配套硬件设施。我区确定了100所实验校（包括50所初中和50所小学），在100所实验校中遴选30所进阶校，并确定了六类实验中心。在此基础上，我区统一选购了人工智能学习的配套硬件。其中，小学基础包括人形机器人和教学/学习平板，能融合人工智能核心技术，让机器人完成指定的场景任务；小学进阶提供拼搭模块、开发板等各类传感器，学生可利用语音合成、人脸识别等人工智能技术来开发一些简单的人工智能应用项目。初中基础硬件包括象棋机器人和车型机器人，初中进阶则涵盖各类可用于开展人工智能应用实践的教育实验箱。
第四，区域统一选购、整合与优化人工智能教育的软件平台和数字资源。人工智能和编程教育需要有相应的教学平台和软件编程平台。我区统一选购了小学教学平台、初中教学平台以及编程平台，用以支持教师人工智能备授课以及学生人工智能体验、理解、实践和探索。构建了人工智能基础支撑平台，实现对学生学习数据的汇聚、分析与评价。同时，选购与定期打磨人工智能与编程教育的数字资源。一方面针对每个学习主题选购了合适的感知类、互动体验类、理解类、动手实验/验证类资源；另一方面组织中心组教师和专家为学校教师打磨和提供相应的教学课件、教学设计和学习任务单等。
第五，研究构建素养导向的“体验—理解—实践”教学模式。基于人工智能软硬件、平台、资源，我区进一步研究构建素养导向的“体验—理解—实践”教学模式。例如学习“计算机视觉—人脸识别”，首先可以通过软硬件平台体验计算机视觉的功能和作用，再通过验证类资源或者教师讲解来进一步理解计算机视觉的简单原理和技术思想。在初步构建的教学模式基础上，学校可以进行个性化的优化与调整。
第六，研究与探索多模态数据融合的学生人工智能素养评价。将人工智能素养内涵细化成具体的指标体系，通过设计各类数据埋点，记录并采集学生编程轨迹数据、真实情境测评数据、人工智能课堂参与数据等多模态数据，并通过多种方式进行数据建模与分析，基于数据分析结果进一步反哺人工智能教学设计和实践，实现以评促教的教育目标。
为了更深入地开展素养导向的中小学人工智能教育，浦东新区2020年起关注人工智能教师队伍建设，研究中小学人工智能学科教师胜任力模型，开展教师胜任力调查。基于前期调查情况，分批次分层次开展了系列教师培训。从2020年开始设计并开展一系列中小学人工智能教育相关的课题研究，其中“面向计算思维的初中人工智能教育的实践研究”立项为2020年上海市教育科研一般项目，“区域中小学人工智能教育生态构建研究”立项为2021年上海市教育科研一般项目，“基于多模态数据融合的中小学人工智能素养评价研究”立项为2024年上海市教育科研一般项目。从2022年底开始全面推进100所中小学的人工智能教育实践，带着研究课题开展实践，在实践基础上不断研究。到目前为止，团队中教师已经撰写并公开发表相关论文近20篇，数十个学校人工智能教育案例在上海市与全国的相关评比活动中获奖。本书就是在中小学人工智能教育相关课题研究、教师培训、教学实践的基础上提炼形成。
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