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本書的主要章節(jié)及內容包括：中小學人工智能教育的影響因素與生態(tài)；中小學生人工智能素養(yǎng)的內涵；新一代人工智能背景下的中小學人工智能課程內容；中小學生人工智能教育平臺與資源；素養(yǎng)導向的中小學人工智能教學模式；素養(yǎng)導向的中小學人工智能教學實踐案例；中小學生人工智能素養(yǎng)的測評；中小學教師人工智能教學勝任力。

當前，以ChatGPT為代表的生成式通用大語言模型對教育生態(tài)產生了變革性影響，也對人才培養(yǎng)提出了新的要求。2019年，浦東新區(qū)入選教yu部基于教學改革、融合信息技術的新型教與學模式實驗區(qū)，其實驗內容之一是區(qū)域推進面向計算思維培養(yǎng)的人工智能與編程教育；2022年，入選第一批央館人工智能課程規(guī)�；瘧迷圏c區(qū)；從2022年底開始，浦東新區(qū)在全區(qū)100所小學、初中開展人工智能與編程教育。浦東新區(qū)將學生人工智能素養(yǎng)提升作為主要目標，通過三大子目標并行驅動該目標的達成：一是形成區(qū)域推進人工智能教育新生態(tài)，二是構建中小學人工智能與編程教育教學新模式，三是探索人工智能素養(yǎng)新評價。

浦東新區(qū)推進人工智能素養(yǎng)導向的中小學人工智能教育的整體思路是，首先研究確定中小學人工智能素養(yǎng)的內涵、目標和相應的學習內容；再基于學習內容選購多家企業(yè)合適的人工智能硬件產品、人工智能教學平臺與編程平臺，匯聚多家企業(yè)的人工智能教與學資源；基于上述基礎支撐要素，思考、探索與構建人工智能和編程教育新模式以及測評新方式。具體內容如下：

第一，研究確定中小學生人工智能素養(yǎng)內涵。研究了國際、國內關于人工智能素養(yǎng)方面的相關研究成果，確定了中小學生人工智能素養(yǎng)包括人工智能意識、知識、能力、思維和態(tài)度倫理。其中，特別關注學生應用人工智能來解決問題的能力，強調以計算思維為主的各種思維培養(yǎng)，并且進一步強化新一代人工智能技術背景下，學生對人工智能相關原理、技術的學習，使其形成合理、合規(guī)、合法、安全地使用人工智能的意識。

第二，設計與完善人工智能課程學習內容。設置基礎進階拓展三類課程學習內容，小學涵蓋生活中的人工智能有趣的數(shù)據(jù)神奇的算法人機對話等九大學習主題，初中涵蓋圖像識別智能語音等十大學習主題，并隨著新一代人工智能發(fā)展不斷進行迭代優(yōu)化。隨著ChatGPT等大語言模型等的出現(xiàn)，小學將進一步強化對話生存能力和語言理解能力的認識，初中將更加強調對生成式AI的理解以及如何更好地使用。

第三，區(qū)域統(tǒng)一選購人工智能學習內容配套硬件設施。我區(qū)確定了100所實驗校（包括50所初中和50所小學），在100所實驗校中遴選30所進階校，并確定了六類實驗中心。在此基礎上，我區(qū)統(tǒng)一選購了人工智能學習的配套硬件。其中，小學基礎包括人形機器人和教學/學習平板，能融合人工智能核心技術，讓機器人完成指定的場景任務；小學進階提供拼搭模塊、開發(fā)板等各類傳感器，學生可利用語音合成、人臉識別等人工智能技術來開發(fā)一些簡單的人工智能應用項目。初中基礎硬件包括象棋機器人和車型機器人，初中進階則涵蓋各類可用于開展人工智能應用實踐的教育實驗箱。

第四，區(qū)域統(tǒng)一選購、整合與優(yōu)化人工智能教育的軟件平臺和數(shù)字資源。人工智能和編程教育需要有相應的教學平臺和軟件編程平臺。我區(qū)統(tǒng)一選購了小學教學平臺、初中教學平臺以及編程平臺，用以支持教師人工智能備授課以及學生人工智能體驗、理解、實踐和探索。構建了人工智能基礎支撐平臺，實現(xiàn)對學生學習數(shù)據(jù)的匯聚、分析與評價。同時，選購與定期打磨人工智能與編程教育的數(shù)字資源。一方面針對每個學習主題選購了合適的感知類、互動體驗類、理解類、動手實驗/驗證類資源；另一方面組織中心組教師和專家為學校教師打磨和提供相應的教學課件、教學設計和學習任務單等。

第五，研究構建素養(yǎng)導向的體驗理解實踐教學模式�；谌斯ぶ悄苘浻布⑵脚_、資源，我區(qū)進一步研究構建素養(yǎng)導向的體驗理解實踐教學模式。例如學習計算機視覺人臉識別，首先可以通過軟硬件平臺體驗計算機視覺的功能和作用，再通過驗證類資源或者教師講解來進一步理解計算機視覺的簡單原理和技術思想。在初步構建的教學模式基礎上，學�？梢赃M行個性化的優(yōu)化與調整。

第六，研究與探索多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的學生人工智能素養(yǎng)評價。將人工智能素養(yǎng)內涵細化成具體的指標體系，通過設計各類數(shù)據(jù)埋點，記錄并采集學生編程軌跡數(shù)據(jù)、真實情境測評數(shù)據(jù)、人工智能課堂參與數(shù)據(jù)等多模態(tài)數(shù)據(jù)，并通過多種方式進行數(shù)據(jù)建模與分析，基于數(shù)據(jù)分析結果進一步反哺人工智能教學設計和實踐，實現(xiàn)以評促教的教育目標。

為了更深入地開展素養(yǎng)導向的中小學人工智能教育，浦東新區(qū)2020年起關注人工智能教師隊伍建設，研究中小學人工智能學科教師勝任力模型，開展教師勝任力調查。基于前期調查情況，分批次分層次開展了系列教師培訓。從2020年開始設計并開展一系列中小學人工智能教育相關的課題研究，其中面向計算思維的初中人工智能教育的實踐研究立項為2020年上海市教育科研一般項目，區(qū)域中小學人工智能教育生態(tài)構建研究立項為2021年上海市教育科研一般項目，基于多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的中小學人工智能素養(yǎng)評價研究立項為2024年上海市教育科研一般項目。從2022年底開始全面推進100所中小學的人工智能教育實踐，帶著研究課題開展實踐，在實踐基礎上不斷研究。到目前為止，團隊中教師已經撰寫并公開發(fā)表相關論文近20篇，數(shù)十個學校人工智能教育案例在上海市與全國的相關評比活動中獲獎。本書就是在中小學人工智能教育相關課題研究、教師培訓、教學實踐的基礎上提煉形成。

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