一、研究的结论与观点：

（一）在中学开展人工智能课程教学并研究符合新课程改革及学生核心素养提升要求的教学策略具有非常重要的意义。

基于互联网 + 的人工智能单元课程的教育教学理论学习，调查分析了人工智能课程在我市市直学校开展情况、学生对人工智能课程的了解与期待情况。通过学习与调查研究发现，我市未开设人工智能课程的比例为 39.8% ，近期打算开设人工智能课程的比例为 42.18% 。可见，随着社会的快速发展和科技的迅猛进步，人工智能已成为一项重要的技术和领域。培养学生对人工智能的理解和掌握，可以使他们在未来面对社会和职业挑战时更具竞争力。其次，通过开展人工智能课程，可以帮助学生全面了解人工智能的基本概念、原理和应用，并培养他们的计算思维、创新思维和解决问题的能力。此外，开展人工智能课程还可以引导学生正确使用和理解人工智能技术。随着人工智能在各个领域的广泛应用，学生应该明确人工智能的伦理和社会影响，学会正确使用人工智能技术，并且具备相关的道德、法律和安全意识。这有助于培养学生的信息素养和科学素养，使他们成为具有社会责任感的公民。学校通过开展人工智能课程，可以推动教育与时俱进，培养适应未来社会需求的高素质人才。

中学开展人工智能课程开展和教学策略的研究主要目的体现在培养学生的竞争力、提高综合素质、引导正确使用人工智能技术以及推动教育改革等方面。这将有助于学生成为未来社会的积极参与者和创造者。

（二）基于“人工智能”核心概念的单元整体教学设计，要经过确定单元教学目标，设置单元主题任务，设计与分解单元教学活动、开展单元教学评价等一系列教学设计流程，并形成校本化的人工智能课程单元整体教学设计框架。

借助互联网 + 平台，学习相关文献并对文献资料进行梳理与分析，了解大概念视角下单元教学设计的内涵、基本框架并分析要素、特点与策略，了解人工智能课程内容的特点及在人工智能课程中实施单元设计的必要性；利用“国家智慧教育平台”、“B 站”等提供的人工智能相关视频资源，分析人工智能相关优质课教学案例，结合问卷调查以及文献研究的结果，确定了人工智能课程中单元整体教学设计的框架（见下图）及步骤，即：确定单元主题与任务 ---- 分析单元目标 ---- 设计单元活动---- 开展单元评价。

（三）基于“人工智能”学科核心概念的单元教学实施策略，要根据单元整体教学设计、围绕单元主题问题及学习活动，综合各学科知识，设计以学生为中心的单元项目、课时子项目及项目学习活动等教学实施流程与教学实践，并形成校本化的人工智能课程单元教学实施策略。

借助互联网 + 的平台和资源，设计符合学生学情的人工智能课程单元主题，并根据单元主题设计课时、教学内容、项目学习任务、教学评价量化表、线上线下综合学习方式等相关教学方式、教学环节与教学策略。在教学实施过程中，选择以学生为中心的跨学科项目式学习为主要教学方式，重在提升学生的创新思维、跨学科学习与问题解决能力。

项目式教学包括如何计划项目、如何关注要点、如何控制项目实施以及加强小组合作沟通等方面的内容。我们课题组认真学习相关理论，转变教学观念，对以上问题进行了深入的实践和探究，确定了以下实施步骤。

1、根据教学目标内容，合理设计单元优质项目

在开展项目化教学过程中，教师精心设计的教学项目，可以激发学生参与的热情，吸引学生全面参与到学习活动中。进而打造高效课堂教学。当然，设计再真实项目的场景，在教学过程中也可能出现一些非预设性的问题，教师除了需要精心设想各种可能情况之外，要善于结合开放性的问题，让学生主动参与探究过程。

2、明确、优化角色分工合作，倡导跨学科学习培养创新思维

在项目化实施过程中，项目里的角色要分工明确，团队成员围绕学习任务合作解决学习问题，协作完成学习任务，逐步形成合作意识。与此同时，教师也要培养学生进行知识迁移的能力，通过跨学科的知识迁移，逐步形成知识链条的完整性，从而培养学生的创新思维。

3、结合项目化学习过程和学习成果，开展多元评价与鼓励分享项目化成果是显性可见和重要的。教师应该注重在项目实施期间对学生的过程性评价并关注学生项目学习活动的全过程，鼓励学生以项目为切入点，不断根据需要规划、更改方案来解决问题，关注学生在学习过程中的进步和成长。适时给予学习评估。结合人工智能单元课程教学进度，合理安排学生参与探究学习活动，让学生通过参与课堂项目的实践体会到学习的成就感。

4、巧用“学习支架”，引导学生开展深度学习

在项目化教学过程中，我们课题组教师通过一些 “学习支架”给学生提供必要的帮助，教师提供的“学习支架”是根据学生学习的实际情况而定制的，可以是学科工具、人工智能技术在线平台、教学微视频、导学单、项目规划书、项目评分量化细则等，当问题得到解决之后，“学习支架”及时撤离，还给学生充分的自主权，提高学生数字

化创新学习与问题解决的能力。

二、研究方法的主要特色与创新

通过对传统研究方法的创新和改进，以及对于研究对象的深入挖掘和分析，来提高研究的质量和效率，其特色与创新之处在于，在“实践研究”层面，实行跨学科研究、多元化数据来源与多种研究方法的结合。因此，“跨学科实践 + 行动研究法”为本课题的主要研究方法。结合具体的研究内容，我们还选择文献 + 案例研究法、调查法、经验总结法作为课题的辅佐研究方法。

（一）研究方法

1、调查法，设计调查问卷，借助互联网 + 平台收集我市信息技术教师对人工智能课程开展情况及在人工智能课程实施单元设计的预期情况（中学人工智能课程实施情况调查问卷 --- 教师篇），并了解我校学生对人工智能知识的了解和期待内容（中学人工智能课知识及课程开展期望调查问卷 --- 学生篇），根据调查结果进行中学人工智能课程单元设计的可行性分析并形成调查分析。

调查显示，目前学校中对人工智能课程的开展情况较为积极，相当一部分学校已经或者计划近期开设该课程。这说明人工智能在教育领域的重要性和受到的广泛关注。在人工智能课程的教学形式上，项目实践型和体验实践型是最受欢迎的教学形式，分别有242 人和257 人选择，占比分别为 82.31% 和 87.41% ，学生更喜欢实践型的教学方式。大多数教师愿意开展大单元教学设计与项目实践理念的教学案例实践，并注重培养学生的创新思维和实践能力（其比例分别高达 89.36% 和 87.66% ）、解决问题的能力和团队合作精神（比例分别为 65.11% 和70.21% ），这也是信息科技课程标准（2022 年版）培养学生信息科技核心素养的要求。人工智能课程内容方面，调查结果显示，人工智能基础知识、人工智能的应用领域和人工智能的未来发展趋势是最受欢迎的内容，而人工智能的发展历史和人工智能的伦理道德问题也是重要的内容。

综上所述，参与调查的教师（共 294 人）和学生（共 235 人）均对人工智能课程的开设和教学方式充满了热情和期待，并提供了建议和参考，开展人工智能课程并研究符合新课标和提高学生创新能力的教学模式和实施策略已成为迫在眉睫的研究任务。

2、文献 + 案例研究法，借助互联网 + 平台，利用“中国 CNKI 学术文献总库”、“万方数据库”及参考学术文献等途径，学习相关文献并对文献资料进行梳理与分析，了解大概念视角下单元教学设计的内涵、基本框架并分析要素、特点与策略，了解人工智能课程内容的特点及在人工智能课程中实施单元设计的必要性；利用“国家智慧教育平台”、“B 站”等提供的人工智能相关视频资源，分析人工智能相关优质课教学案例，结合问卷调查以及文献研究的结果，进行人工智能课程单元主题及学习活动等初步设计，为人工智能课程单元教学设计的实施奠定了基础。

3、跨学科实践行动研究法，在新课标新课程新教材背景下，依托校本教研，借助互联网 + 平台和互联网资源，引入人工智能单元设计教学理念， 围绕一个具体项目或问题而进行目标分析、设计教学内容和教学方式，通过对人工智能课程单元设计的尝试性探索，设计课例与开展教学活动，在课例设计与教学实施中摸索发现问题并改进，提炼指向学科核心素养的单元教学设计与教学实施策略成功案例。

4、经验总结法，通过分析人工智能课程教学实践中单元设计教学案例的实施开展情况，总结成功经验并对实施过程中出现的问题进行反思和总结，并将成功教学案例与教学策略在我校信息技术教师教学中加以实施，并为进一步推广提供参考。

（二）研究的主要特色与创新之处

1、跨学科项目实践与行动研究法的运用，提升了学生数字化学习与创新能力。课题组在新课标背景下，借助互联网 + 平台和教学资源，设计跨学科项目与教学活动，学生通过参加教学实践项目活动，有效地管理学习过程和学习资源，开展自主学习和合作探究，并评价、交流学习资源与作品，提升了学生合作解决问题能力与创新能力。

2、互联网 + 环境下，在线人工智能教学平台的体验、应用功能在教学活动中的运用案例实践研究，促进了我校信息科技教师教学模式与学生学习方式的改革。在新的教学环境下，教师是课堂活动的设计者，学生也真正参与到课堂教学活动中，他们的学习热情、潜能、活动能力都得到充分的发挥，真正实现了自主、合作、探究的符合新课程标准要求的学习方式。

3、人工智能课程单元设计模式的构建和教学实践活动的开展，促进了学生数字化学习能力和创新能力的提高。学生通过学习人工智能相关理论知识和参加人工智能课程活动中的项目实践，既丰富了人工智能知识，也提高了实际问题解决能力，更培养了信息社会信息素养和社会责任感。

4、开阔了学生视野，提高了学生学习兴趣。人工智能课程教学活动项目的开展，将学生置于一种科研、探究的情境之中，并将学生以前听说过的人工智能技术引入课堂，加以体验和实践，极大的拓展了学生视野。

5、促进了教育方式与学生学习方式的双重变革，推进了我校人工智能教育和信息化的进一步发展。新的教学环境下，学生真正参与到学习活动之中，他们作为项目的规划者和实施者，从项目的主题选择、资料搜集、工具的选择、项目的规划、模型的训练和应用等到项目的展示与评价都由小组成员协作完成，极大地调动了他们的学习热情、潜能、活动能力，教师成了活动的组织者与导学者，学生真正实现了合作、探究的学习方式。

三、研究的突破性进展

（一）初步制定了校本化的人工智能单元课程内容设置、人工智能单元整体内容框架与单元教学实施策略等教学模式的建构

课题组依据信息科技新课标中核心素养的要求，借助互联网 + 的平台和资源，设计符合学生学情的人工智能课程单元主题，并根据单元主题设计课时、教学内容、项目学习任务、教学评价量化表、线上线下综合学习方式等相关教学模式、教学环节与教学策略，形成了以单元主题为引导线的人工智能单元教学框架结构与教学设计方案。

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（二）提升了团队内教师团队内教师人工智能课程教育教学水平与跨学科教研能力

课题组教师通过开展人工智能教学相关理论知识、新课程标准以及相关教学案例的研究和教学实践工作，不仅提高了教育教学技能，也提升了自己的跨学科教研能力。在课题研究期间，课题组内老师参加了邯郸市举行的信息技术与学科融合比赛、微课比赛、自制教具比赛等，取得了优异的成绩。

课题组在本课题研究期间，共有两篇优秀论文在公开刊物发表。

1、教学论文“基于互联网 + 的中学人工智能课程的教学策略与应用 ”由 课题组罗瑞健老师发表在优秀期刊《科教与创新》2024 年第3 期。

2、教学论文“基于互联网 + 的中学人工智能教育单元设计实践与探索”由课题组郑春军老师发表在优秀期刊中国广播电视报《教育实践》2023 年第 19 期。

我们课题组在教学实践阶段，将课题研究中的部分教学案例、教学教具、教学微课等资源参加了邯郸市相应的技能比赛并获奖。

3、语音识别之校园语音导游 获 2023 年邯郸市信息技术与学科融合优质课比赛二等奖

4、校园智能灯光系统演示仪 获 2023 年邯郸市优秀自制教具评选一等奖

5、重复结构巧应用 ---kitten 绘制多边形 获 2023 年邯郸市优质微课三等奖

6、我的贪吃蛇 --- 贪吃蛇的生长 获 2023 年邯郸市教育研究项目信息科技优质课一等奖

（三）积累了以项目式学习为导向的人工智能单元教学设计的教学平台与教学支架

我们课题组在开展教学实践的过程中，积极探索，积累了一定的人工智能在线教学平台（如 OpeninnoLab 、Mind+ 、慧编程等）、教学资源（微课视频等）、以及运用于教学实践中的数字化学习支架（导学单、项目规划书、评价量规、评价表等）等作为教学活动中项目开展的有力数据和技能支撑。

四、学术价值的自我评价

（一）理论价值

课题组研究的单元整体设计教学模式适合于我校目前的人工智能课程教学模式，已经成为我校信息科技教师开展人工智能教学采用的模式，对其他科目的教学也具有一定指导及实用价值。

1、通过课题的研究和推广，丰富已有的教学模式和教学方法，有利于我校提高人工智能教学水平与新课程改革教科研能力。

2、通过课题研究与教学实践的开展，促进学生的数字化学习与创新能力与问题解决能力，增强了信息社会责任感。

（二）实践价值

1、教师教学技能全面提高

伴随着课题研究的深入开展和项目式实践教学案例的多次实验和纠错，我们课题组信息科技教师技能全面提高，课题研究期间，课题组内老师参加了邯郸市举行的信息技术与学科融合比赛、微课比赛、自制教具比赛等，取得了优异的成绩。于此同时，课题研究的开展，也调动了我校其他学科教师利用信息科技、人工智能等数字化技能开展教学活动的积极性，并提高了课堂效果。

2、增强了教师间的合作，教师教科研能力明显提高

在本课题的研究中，课题组教师针对各种问题展开激烈的讨论、认真的研讨、多次的教学实践，最终使课题研究、教学实践中遇到的问题都得到了圆满的解决，提高了业务素质。这种教研的热情与教学案例的实践，既融洽了同事之间的关系，又让课题组教师感受到了集体的智慧，课题组教师的集体教研能力得到了明显的提高。

五、研究成果的社会影响

课题研究给我校的校本研究注入了新的活力，树立了良好的学校形象，形成了良好的社会口碑。课题研究为教师提供了更广阔的创新舞台，为校本课程的开发奠定了坚实的基础，更为学校的特色发展做出了重要贡献。课题研究的顺利开展和实施，我校领导的重视及师生的共同配合，使我校人工智能教育在较短时间内得到了快速的发展，形成了应用人工智能技术服务教学的良好氛围。

六、研究中存在的问题

通过一年的研究与教学实践 ， 课题研究虽取得了一定的成绩，但仍存在一些问题。

（一）学校设备条件方面

人工智能单元课程的开展，需要智能化设备的支持，虽然我校校门口的刷脸签到闸机、班级门口的电子班牌都为学生体验人工智能技术提供了良好的体验机会，但是，教学项目的实施需要一些智能化的模块（如语音模块、摄像头）等助力教学活动的开展，在课题研究过程中虽购置了一些智能化模块结合自制教具作为教学实践器材，但现有器材尚不足以开展更广阔的人工智能领域的体验与实践，如温度传感器、气象实时监测等设备，希望在以后的课题或教学中慢慢补充这些设备，更好地开展人工智能的教学与研究工作，提升学生创新与问题解决能力。

（二）人工智能在线平台的体验与应用方面

人工智能单元课程的开展，需要借助于一些人工智能的在线体验平台体验智能技术的应用，如 OpeninnoLab 平台、Mind+ 平台、慧编程等平台的人工智能模块（语音交互、图像识别等）的体验功能，而这些功能又都需要注册账号登录才能完成体验，由于学生上课过程中缺少智能化设备进行扫码登录，需要由教师事先借助同事的手机为每组学生进行登录操作，从而加大了教师的工作繁琐性。

（三）教师方面

课题研究的过程性资料没有及时进行科学系统的分类整理，在结合课题进行理论学习、探索与教学实践过程中，教师的课例、反思，学生的作品、反馈反思等资料整理不够及时，要加强对平时教学过程以及研究过程的点滴收获进行记录，写成经验性的文字，并提高整理、完善资料与反思总结的能力。

七、今后的设想

我们的课题研究实施到今天，得到了我校领导和全校师生的鼎力支持，在此，我们课题组向所有支持和帮助过我们的学校领导及同事表示真诚的感谢，但是课题的结束并不意味着研究工作的停止，我们的人工智能单元整体教学还只能应用在信息科技的教学中，如何将人工智能技术应用到其他学科教学中，将是我们今后的研究方向。

今后，我们将把初步的研究成果应用于信息科技人工智能课堂教学之中，也将推广将人工智能技术应用到其他学科的课堂教学之中，以课堂教学为载体，开展人工智能技术与教学融合优质课、单元整体教学与项目式学习优秀案例等的评比活动，切实地提高我校的信息化教育教学水平和教师的信息技术与人工智能教科研能力。

备注：本文系 2023 年河北省教育技术研究课题《基于互联网 + 的中学人工智能课程单元设计与实施策略探究》

课题立项号：hbdj2023060