《广州人工智能课程标准（试行）》

《广州人工智能课程标准（试行）》一、课程定位与性质（一）课程定位本课程是面向广州市义务教育（1-9年级）、普通高中全学段的素养型核心拓展课程，以培养学生人工智能（以下简称AI）核心素养为目标，衔接粤港澳大湾区AI产业发展需求与本地高等教育、职业教育体系，兼具普惠性与选择性，是落实广州“数字经济第一城”战略、培养未来数字公民的重要载体。（二）课程性质本课程具有综合性、实践性、创新性与社会性：1.综合性：融合信息技术、数学、科学、艺术、工程等多学科知识，构建跨学科学习场景；2.实践性：以项目式学习为核心，强调“做中学、用中学、创中学”；3.创新性：鼓励学生结合广州本地场景开展AI创意实践；4.社会性：贯穿AI伦理与责任教育，对接广州AI产业治理要求。二、课程基本理念1.素养导向，全面发展：以“AI意识、AI知识与技能、AI实践与创新、AI伦理与责任”四大核心素养为框架，分层分类制定学段目标；2.情境驱动，地域衔接：以广州智慧城市、智能制造、生物医药、文化创意等本地场景为教学载体，强化课程与产业的联动；3.跨科融合，协同创新：打破学科壁垒，推动AI与各学科深度融合，培养学生的跨学科解决问题能力；4.多元评价，过程导向：构建“师-生-企-家”四维评价体系，注重过程性表现与实践成果；5.伦理为先，责任担当：严格落实《广州市人工智能伦理治理指引》，将伦理教育贯穿课程全流程。三、课程目标（一）总目标通过课程学习，学生需达成四大核心素养：1.AI意识：具备感知AI应用、理解AI价值、预判AI影响的能力；2.AI知识与技能：掌握AI核心技术基础，能熟练使用各类AI工具；3.AI实践与创新：能运用AI方法解决真实问题，开展创意实践；4.AI伦理与责任：树立正确的AI伦理观，遵守AI相关法律法规与行为规范。（二）分学段目标1.小学低段（1-2年级）AI意识：能识别身边5种以上AI应用场景（如智能音箱、扫地机器人），理解AI的便利性；AI技能：能独立操作简单AI设备完成基础指令（如语音控制智能音箱播放音乐）；AI实践：能用绘画、手工等形式畅想AI助力生活的场景；AI伦理：知道不向AI设备透露家庭地址、个人隐私等敏感信息。2.小学高段（3-6年级）AI意识：理解AI的核心特征（自主性、适应性），能区分AI与传统电子设备的差异；AI知识与技能：掌握机器学习、图像分类的基础概念，能使用TeachableMachine、ScratchAI扩展模块完成简单模型训练；AI实践：能以小组为单位完成小型AI项目（如手势控制LED灯、水果图像分类）；AI伦理：知道AI的局限性（如无法完全理解人类情感），能理性看待AI对学习生活的影响。3.初中阶段（7-9年级）AI意识：能分析AI对社会发展的影响，了解广州AI产业的基本布局；AI知识与技能：掌握机器学习的完整流程（数据收集、标注、训练、测试），能使用Python与TensorFlowLite完成简单模型开发；AI实践：能结合学科知识完成跨学科AI项目（如AI分析广州气温变化趋势、AI识别本地植物种类）；AI伦理：理解《广州市人工智能伦理治理指引》的核心原则，能分析AI伦理案例（如AI算法偏见）并提出解决方案。4.普通高中阶段必修目标：系统掌握AI核心技术体系，能完成中等复杂度的跨学科AI项目，具备对接高等教育AI相关专业的基础能力；选择性必修目标：根据兴趣选择专业模块（如AI与智能制造、AI与生物医药），深入学习AI与广州优势产业的融合应用，具备参与产业实践的初步能力。四、课程内容（分学段模块）（一）义务教育阶段1.小学低段（1-2年级）模块1：AI初体验——身边的智能伙伴内容要求：识别智能音箱、智能手表、自动售卖机等5种以上广州校园/家庭常见AI应用；操作AI设备完成“播放故事”“设置提醒”等基础指令；对比AI设备与普通电子设备的差异。学业要求：能准确描述3种AI应用的核心功能；能独立完成2项以上AI设备操作任务；能区分“智能设备”与“非智能设备”。教学提示：组织学生参观学校AI展示区；开展“我的智能朋友”绘画比赛；邀请家长分享家用AI设备的使用经验；利用广东科学中心AI虚拟体验资源开展线上教学。模块2：AI创意启蒙——未来AI畅想内容要求：构思1种AI助力校园生活的场景（如AI帮忙整理书包、AI引导排队）；用绘画、手工制作呈现创意；参与小组讨论提出AI应用设想。学业要求：能清晰描述创意场景的功能；能用作品完整呈现创意；能在小组讨论中提出至少1个合理的AI应用建议。教学提示：结合广州“智慧校园”建设，引导学生畅想AI赋能教育的场景；组织学生观看广州AI企业（如小鹏汽车）的儿童科普视频。2.小学高段（3-6年级）模块1：AI基础认知——揭开AI的神秘面纱内容要求：了解AI的定义与发展历程；理解机器学习、图像分类、语音识别的基础概念；知道数据是AI模型训练的核心要素。学业要求：能准确说出AI的2个核心特征；能区分机器学习与传统编程的差异；能举例说明数据对AI模型的影响。教学提示：播放云从科技（广州本土AI企业）的发展纪录片；开展“AI知识小竞赛”；利用ScratchAI扩展模块进行案例教学。模块2：AI实践探究——简单AI项目制作内容要求：使用TeachableMachine训练识别3类物品的图像分类模型；用图形化编程工具实现AI模型与硬件的互动（如手势控制台灯开关）；以小组为单位完成班级智能图书管理系统原型设计。学业要求：能独立完成图像分类模型的训练与测试；能实现AI模型与至少1种硬件的联动；能参与小组项目的方案设计与成果展示。教学提示：组织学生到广州人工智能与数字经济试验区琶洲片区开展研学；邀请企业工程师进校指导项目制作；利用学校AI创新实验室开展实践。模块3：AI伦理启蒙——与AI友好相处内容要求：了解AI的局限性（如无法识别复杂人类情绪）；掌握保护个人隐私的方法（如不向AI设备透露身份证号）；知道不依赖AI完成全部学习任务。学业要求：能说出2种以上AI的局限性；能演示至少2种AI使用的隐私保护方法；能正确使用AI工具辅助学习（如不抄袭AI生成的作文）。教学提示：开展“AI能否替代老师”辩论会；结合广州AI伦理治理案例进行教学；组织学生制作《AI使用安全手册》。3.初中阶段（7-9年级）模块1：AI核心技术基础——走进机器学习内容要求：掌握机器学习的完整流程；了解神经网络的基础结构；学习Python基础语法与TensorFlowLite的使用；理解特征工程与模型优化的基本方法。学业要求：能独立完成小型数据集的收集与标注；能使用Python实现简单线性回归模型；能说出神经网络的3个核心组成部分；能提出至少1种AI模型优化方案。教学提示：利用广州教育资源平台的AI课程开展混合式教学；组织学生参与全国青少年人工智能创新挑战赛广州赛区活动；邀请华南理工大学AI专业学生开展讲座。模块2：AI跨学科实践——综合项目设计内容要求：结合学科知识设计跨学科AI项目（如AI与地理：分析广州近10年气温变化趋势；AI与生物：识别广州常见鸟类）；完成项目的需求分析、方案设计、模型训练与成果展示；撰写规范的项目报告。学业要求：能独立完成项目需求分析；能带领小组完成项目全流程实施；能清晰展示成果并撰写符合规范的报告。教学提示：以广州“智慧城市”建设为情境，设计“AI优化地铁客流疏导”项目；利用广州植物园资源开展AI植物识别实践；组织学生到广州科学城智能制造企业参观。模块3：AI伦理与法规——AI的边界与责任内容要求：学习《广州市人工智能伦理治理指引》核心内容；理解AI伦理的4大原则（公平性、透明度、可解释性、责任性）；了解《个人信息保护法》中与AI相关的条款；讨论AI对就业、隐私的影响。学业要求：能准确说出《广州市人工智能伦理治理指引》的3项核心原则；能分析1个AI伦理案例的问题与解决方案；能撰写1篇关于AI伦理的小论文。教学提示：邀请广州AI伦理研究机构专家开展讲座；组织“AI伦理辩论赛”；结合小鹏汽车智能驾驶伦理设计案例进行教学。（二）普通高中阶段1.必修模块：AI综合素养提升模块1：AI全景认知——从历史到未来内容要求：系统学习AI的发展历程（达特茅斯会议到生成式AI时代）；掌握AI核心技术体系（计算机视觉、自然语言处理、强化学习）；了解广州AI产业的布局（琶洲、鱼珠、科学城、生物岛四大核心区）。学业要求：能梳理AI发展的3个关键阶段；能描述AI核心技术的典型应用场景；能分析广州AI产业的优势与发展方向。教学提示：组织学生到广州人工智能与数字经济试验区鱼珠片区研学；邀请广州AI产业协会专家开展产业讲座；利用中山大学AI公开课程进行拓展学习。模块2：AI实践进阶——综合AI项目开发内容要求：掌握Python进阶语法与PyTorch框架的使用；完成跨学科AI项目开发（如AI与语文：生成粤剧剧本片段；AI与数学：优化数学建模）；理解AI模型部署的基本方法。学业要求：能独立完成中等复杂度AI模型的训练与优化；能实现AI模型的本地部署；能完成跨学科AI项目的开发与展示。教学提示：结合广州文化产业，设计“AI粤剧创意设计”项目；组织学生参与广东省青少年科技创新大赛AI专项竞赛；利用学校AI创新实验室开展项目开发。2.选择性必修模块（学生可选1-2个）模块1：AI与智能制造——对接广州制造业内容要求：了解工业机器人的基础原理与编程方法；掌握AI在智能制造中的应用场景（质量检测、生产调度）；学习工业机器人仿真软件操作；完成AI辅助工业质量检测项目。学业要求：能独立完成工业机器人的简单编程；能设计AI辅助质量检测方案；能使用仿真软件验证方案可行性。教学提示：组织学生到广汽埃安智能工厂参观；邀请广汽集团AI工程师开展实践教学；利用广州职业教育智能制造实训基地开展操作实践。模块2：AI与生物医药——对接广州生物产业内容要求：了解AI在药物研发、医学影像诊断中的应用；学习使用AI医学影像分析工具；完成AI辅助肺炎影像识别项目。学业要求：能说出AI在生物医药领域的3种应用；能使用AI工具完成医学影像的简单分析；能完成AI辅助诊断项目的设计与展示。教学提示：组织学生到广州生物岛AI生物医药企业研学；邀请广州医科大学专家开展AI与医学讲座；利用生物岛公共实验平台开展实践。模块3：AI与智慧城市——对接广州城市建设内容要求：了解AI在智慧交通、智慧安防、智慧政务中的应用；掌握AI数据分析与可视化方法；完成AI优化广州交通信号灯调度项目。学业要求：能设计AI优化城市交通的方案；能使用AI工具完成交通数据分析与可视化；能展示项目的创新点与应用价值。教学提示：结合广州“智慧交通”项目开展实地调研；邀请广州交警技术人员开展讲座；利用智慧城市仿真平台进行项目验证。五、课程实施建议（一）教学建议1.情境化教学：以广州真实场景为载体（如“AI助力珠江水质监测”“AI优化广州南站客流疏导”），让学生在解决真实问题中提升素养；2.项目式学习：每个学期开展1-2个跨学科AI项目，明确项目的驱动问题、实施流程与评价标准；3.跨学科协作：建立AI与语文、数学、科学等学科的教研共同体，共同设计跨学科教学方案；4.产教融合：与广州AI龙头企业（如云从科技、小鹏汽车）建立实践基地，每学期组织学生开展至少1次产业研学；5.差异化教学：为不同能力层次的学生提供分层学习资源（如为学有余力的学生提供生成式AI工具教程）。（二）评价建议1.学业质量标准：小学低段：达标（能识别3种以上AI应用）、优秀（能独立完成AI创意作品）；小学高段：达标（能完成简单AI模型训练）、优秀（能带领小组完成跨学科项目）；初中：达标（能掌握机器学习完整流程）、优秀（能独立完成跨学科AI项目并撰写报告）；普通高中：必修达标（能完成中等复杂度AI项目）、优秀（能设计创新型AI项目）；选择性必修（能完成产业对接型AI项目）。2.评价方式：过程性评价：建立学生AI学习档案袋，记录课堂表现、项目进展、反思日志等；终结性评价：包括项目成果展示、AI知识笔试、实践操作考核；多元主体评价：由教师、学生、企业导师、家长共同参与评价。（三）资源开发与利用1.校内资源：建设AI创新实验室（配备智能硬件、AI训练平台）；开发校本AI课程（结合广州文化与产业）；组建AI社团与兴趣小组；2.校外资源：产业基地：广州人工智能与数字经济试验区、广汽埃安智能工厂、广州生物岛AI企业；科教资源：广东科学中心、华南理工大学AI学院、中山大学AI实验室；3.数字资源：开发广州AI教育数字资源库（包含案例视频、项目模板、工具教程）；利用国家中小学智慧教育平台、广州教育资源平台的AI课程资源。（四）师资队伍建设1.三级培训体系：市级每年组织100名骨干教师到华南理工大学AI学院进行2周专业培训；区级每月开展AI教学研讨；校级每周开展AI校本教研；2.双师型培养：鼓励教师每2年到广州AI企业跟岗实践不少于1个月；邀请企业工程师与高校专家担任兼职教师；3.发展平台：举办广州市AI课程设计大赛、AI教师教学能力大赛；建立AI教师共同体，开展跨区域教学交流；4.激励机制：将AI教学成果纳入教师职称评审与绩效考核，对优秀教师给予专项奖励。六、课程伦理与安全保障1.伦理贯穿：每个学段课程均设置AI伦理模块，严格落实《广州市人工智能伦理治理指引》，培养学生的AI责任意识；2.数据安全：规范学生使用AI工具时的数据收集行为，严格遵守《个人信息