中小学人工智能教育的关键在于将技术感知转化为深层理解，通过“体验-通识-拓展”三阶课程模式，培养学生智能时代的核心素养。

人工智能教育不仅要传授技术知识，更要培养学生智能时代的思维方式和创新能力。近年来，各地中小学积极探索人工智能课程实践，从天津的全面覆盖到深圳福田区的“学、用、创、治”框架，从江苏常州的AI赋能教学到各地的跨学科融合，呈现出多元化的实践路径。

随着人工智能技术的飞速发展，中小学人工智能课程如何既符合国家人才培养战略，又尊重技术发展规律，成为教育工作者面临的重要课题。本文将围绕课程与实际结合、有限时空内的教学效果优化等关键问题展开探讨。

01 跨学科融合：人工智能教育的核心特征

人工智能表面上是工程和技术，但其背后起支撑作用的是数学与科学。中小学人工智能教育需要在教工程和技术的基础上，下沉到数学与科学的底层基础。

工程的背后是技术，技术的背后是科学，科学的背后是数学。例如，用吊机盖一栋大楼是工程，吊机作为工具本质上是杠杆技术，保证杠杆有效的杠杆原理是科学，而杠杆原理需要数学证明。

这种内在联系决定了人工智能教育必须打破学科壁垒。深圳市福田区以“学、用、创、治”为框架构建人工智能普及课程体系，推动全学科覆盖、全学段普及，培养学生成为智能时代“懂AI、用AI、守伦理、善创新”的复合型人才。

江苏常州天宁区探索AI驱动教学改革，推广“交互式探究性”数字化课堂，通过知识图谱构建“概念理解—原型设计—工程实现—伦理反思”四阶学习链条，将碎片化知识点整合为主题式学习单元。

跨学科融合不仅体现在内容上，更体现在思维方式的培养上。人工智能教育应帮助学生建立系统思维、计算思维和创新思维，为未来学习和发展奠定基础。

02 课程体系构建：三类课程的有序衔接

中小学人工智能课程可分为体验课、通识课和拓展课三种基本类型，形成循序渐进的学习路径。

体验课定位为让学生对人工智能形成初步感知。在天津市第十九中学人工智能实验室里，学生们通过智能平板向机器人发出指令，实验室变为充满未来感的“机器人舞池”。这种亲身体验能够激发学生的兴趣和好奇心。

通识课是在体验课的基础上，让学生理解技术背后的原理。不同于体验课，人工智能通识课是学科本位的，需要向学生呈现人工智能学科的基本概念、原理和思想方法。

天津市教委印发的《加强中小学人工智能教育的实施意见》明确，小学低年级段侧重感知和体验，小学高年级段和初中阶段侧重理解和应用，高中阶段侧重项目创作和前沿应用。

拓展课则是在感知和理解基础上的深化迁移与整合应用。深圳市福田区东海实验小学学生制作的“传统节日大闯关”智能体，不仅获得省级奖项，更让同学们在趣味游戏中学习传统文化知识。

这三类课程不是孤立的，而是相互衔接、逐步深化的有机整体。通过“体验-通识-拓展”的课程体系，学生能够完成从感知到理解再到创新的全过程学习。

03 教学实践创新：从“洋蔥模型”到真实情境

中小学人工智能跨学科课程的构建可以借鉴“洋葱模型”，课程开发人员从核心概念出发，层层包裹数学、科学、技术、工程等内容，学生在学习中则像“剥洋葱”一样，从外层逐步深入到核心。

天津市和平区岳阳道小学的数学课上，同学们与AI互动探讨“为什么2月有时28天，有时29天”。老师则在各组间指导，传授提问的方法和技巧。这种教学方式实现了从“碎片化记忆”到“结构化认知”的转变。

江苏常州博爱小学自主开发“是真的吗？实时科学课”智能体，当无法开展实体实验（如火山喷发模拟）时，智能体能够自动推送3D动态模型，学生可通过调整温度、压力等变量观察实验结果变化。

福田区教育科学研究院院长林君芬认为：“人工智能通识教育不能像传统学科一样教概念、讲知识点，而要让学生在不断发展的真实情境里，去理解AI、应用AI，从而实现知行合一。”

在天津市实验中学的写作课上，老师以“人机互启智笔生花”为主题，引导学生探讨AI写作的优势与局限。学生们通过“先原创—再借助—后优化”的流程，学会合理使用AI工具。

04 师资队伍建设：从“使用者”到“设计师”

教师是人工智能教育落地的关键。智能时代，教师角色正从“知识传授者”转变为“教学设计师”。

湖北省武昌水果湖第二小学设计了一套数智培训课程，使教师从“AI工具的使用者”逐步成为“AI教育的设计师”。天津市教委制定了《天津市中小学教师人工智能应用指南》，系统开展市、区、校三级人工智能教师培训。

江苏常州天宁区开展人工智能素养与能力提升培训，利用AI辅助课堂多模态数据分析，为教师提供个性化能力诊断与场景化实训支持。正衡中学利用AI智慧平台进行课堂微格分析，全程跟踪记录教师教学组织、学生学习和课堂目标达成情况，形成可视化的教学效果序列图。

教师培训内容需要全面覆盖技术应用、教学方法和伦理规范。天津市结合课程思政、教学应用等五大领域，精心设计26个教师人工智能常见应用场景，开发了12个模块、37个主题的培训课程。

教师队伍建设不仅要关注技能提升，更要推动教师观念的转变。北京航空航天大学教授熊璋强调：“人工智能素养是未来教师的发展之本。”

05 评价体系改革：从结果评价到过程性评价

人工智能教育需要建立与之相适应的评价体系，突破传统评价重结果、轻过程的局限。

江苏常州天宁区构建基于认知过程的发展性评价，推动学校探索以“数字画像技术”评价学生科学素养发展水平。常州市第二实验小学依托科大讯飞数据平台，在10个学科中布设180个数据采集点，全面收集学生课堂表现、实验操作等方面的过程性数据。

建设智能无感数据采集系统，能够多维度获取学生的科学探究过程性学习数据，精准捕捉学生的隐性能力与个体思维差异。这些数据涵盖编程平台操作路径、实验步骤完成时长等行为数据；知识点掌握热力图、计算思维等级评估等认知数据；项目协作中的沟通频次、创新方案复杂度评分等能力数据。

评价不仅要关注知识掌握，更要关注能力发展和素养提升。福田区以“学一门课程”“探一次前沿”“会一个工具”“创一项作品”“开一场辩论”作为重要抓手，全方位评估学生AI素养的进阶提升。

评价结果的反馈与应用同样重要。通过实时数据追踪和深度分析，系统能够实现精准学情诊断，自动生成班级能力矩阵图，快速定位群体薄弱点，为教师有针对性地设计强化训练提供科学依据。

06 资源平台建设：从封闭教室到开放生态

人工智能教育需要突破课堂空间限制，构建开放的教育资源生态。

国家中小学智慧教育平台发布“育小苗”智能体，并上线人工智能教育板块，坚持“积极拥抱、以人为本、趋利避害”，鼓励师生学AI、用AI。天津市智慧教育平台提供丰富多样的资源库，支持各年级开展形式多样的人工智能通识教育。

江苏常州天宁区遴选50多家校外科研基地、科学场馆，设计制作实践手册，利用人工智能技术开发场馆“科普智能体”和科普导览系统。学生通过与“科普智能体”互动对话，获取展品的详细讲解，并根据学习进度和兴趣爱好，获得个性化科普内容和研学任务。

福田区多所中小学组织学生走进高新技术企业、AI新质生产力科学馆，通过“探一次前沿”拓宽学生视野。这种校企合作模式不仅丰富了学习资源，还将课堂教学延伸到真实产业环境中。

人工智能实验室建设是资源平台的重要组成部分。通过引进、自建、校企合作等方式推进人工智能学科实验室、模型结构实验室、虚拟仿真实验室等智能应用场景建设，构建虚实融合的实验环境，有效降低探究实践门槛。

07 伦理素养培育：从技术使用到价值观塑造

人工智能教育不仅是技术教育，更是价值观教育和伦理素养培育。

福田区很多学校围绕AI伦理规范和社会责任，针对性设计辩论、讲座、实践探究等活动，引导学生强化社会责任意识，树立技术伦理观，明确使用AI的底线。在天津市实验中学的写作课上，老师通过“人机互启智笔生花”的教学设计，引导学生思考AI写作的边界，理解“什么可为，什么不可为”。

健康的人工智能教育既不是“用机器替代学习”，也不是“用机器替代教师”。要让人工智能成为教育的加分项，而不是干扰项；让学生拥抱人工智能，而不是依赖人工智能。

人工智能教育要守“立德树人”之正，明确战略目标；守“德智体美劳”之正，助力全面发展；守“教育规律”之正，尊重成长节奏。不能把人工智能教育局限在提高解题效率、生成一幅画的小圈子里，避免沦为单纯的技能训练而忽视价值引领。

伦理素养培育应融入日常教学。在学生学习技术应用的同时，引导他们思考技术背后的伦理问题，如数据隐私、算法公平、人机关系等，培养负责任的技术使用者和未来创造者。

人工智能教育正在从“体验感知”走向“理解创新”。在天津、深圳、常州等地的实践中，我们看到了一种更加立体、多元的教育生态正在形成。

在天津滨海新区塘沽浙江路小学，学生们设计“智能宠物小管家”；在深圳市福田区东海实验小学，学生制作“传统节日大闯关”智能体；在江苏常州博爱小学，学生通过3D动态模型观察火山喷发模拟。这些生动的实践表明，人工智能教育已经超越了单纯的技术学习，成为培养学生创新精神和实践能力的重要载体。

未来，随着技术的不断发展和教育理念的持续更新，中小学人工智能教育将更加注重跨学科融合、实践应用和伦理培育，为培养智能时代的创新人才奠定坚实基础。