初中生人工智能素养培养路径研究-结题报告

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初中生人工智能素养培养路径研究结题报告摘要本课题针对初中人工智能教育“活动零散、路径不清、学段衔接不畅”的现实问题，以《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》《关于加强中小学人工智能教育的通知》与《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》为依据，以皮亚杰认知发展阶段理论、布鲁姆教育目标分类学、维果茨基最近发展区理论与杜威“做中学”思想为分析框架，综合运用文献研究、调查、行动研究、案例研究与准实验等方法，在云台市云溪县14所初中开展现状调研，在6所初中开展两轮实践检验。研究考察了初中生的认知特点与人工智能素养起点，构建并验证了“课程—活动—项目”三层递进的培养路径：课程层面向全体学生落实基础普及，活动层面向群体学生拓展兴趣体验，项目层面向个体学生深化实践创造。研究形成了培养路径框架与实施指南、校本课程纲要（4单元16课时）、活动方案库（14个）与项目案例集（10个）等成果。前后测配对显示，实验校学生人工智能素养总均分由3.05提升至3.61（p<0.01，d=0.66），四个维度均有显著提升，参与项目层学生的提升幅度（+0.71）明显大于仅参与课程层的学生（+0.43），对照校同期提升幅度较小。研究为初中学校系统开展人工智能教育提供了可复制的路径与配套资源。关键词：初中生；人工智能素养；培养路径；课程—活动—项目；实践检验；素养起点一、课题概述本课题依据河北省教育科学“十五五”规划课题指南中“初中生人工智能素养培养”方向立项，选题指南编号32，研究类型为应用研究，研究周期为2027年1月至2028年12月。本节说明课题的研究缘起与四项研究任务的完成情况。（一）研究缘起政策层面，教育部《关于加强中小学人工智能教育的通知》要求把人工智能教育纳入中小学课程教学体系，注重体验、理解与创造的结合；《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》进一步明确了初中阶段人工智能教育的目标定位与内容边界，强调在夯实概念理解的基础上引导学生开展应用与创造；《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》把人工智能等新技术作为推动教育变革的重要力量；《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》将信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任确立为课程核心素养。政策文本共同指向一个要求：初中人工智能教育既要有面向全体的基础，也要有面向个体的深化，二者须以清晰的路径加以贯通。区域层面，云溪县共有初级中学23所，在校初中生13860人。2026年县域调研显示，已有20所初中以不同形式开展人工智能相关教育，但多呈零散状态：或依托信息科技课穿插几个课时的体验，或借助社团开展几场讲座，活动之间缺乏衔接，学生学完一课不知下一课去向何处；与此同时，学生升入初中后，小学阶段曾接触过的智能语音、图像识别等体验重复出现，学段之间既无进阶，也未与初中生正在发展的抽象思维相匹配。学校层面，课题组在主持人所在单位支持下，于研究启动前对本校及邻近3所初中开展为期三周的预观察，发现三个突出场景：一是人工智能教育成果多以社团作品与竞赛获奖呈现，覆盖面有限，大多数学生“上过几节课、玩过几个工具”便再无下文；二是教师普遍认同要系统培养，却说不清“初中三年应当形成怎样的路径”，课程、活动与项目各管一段，缺少贯通的设计；三是学生动机分化明显，一部分学生动手兴趣浓厚却停留在操作层面，另一部分学生理解力较强却缺少动手与创造的机会。课题组据此判断，问题的症结不在人工智能内容不够，而在“怎样把课程、活动与项目组织成一条可设计、可实施、可复制的路径”。主持人长期从事初中信息技术教学与课程建设，此前主持完成市级课题《初中信息科技课程中人工智能内容的教学实践研究》，成员涵盖信息技术、课程与教学、教育技术等方向，具备课程开发与课堂实践的双重基础。（二）研究任务与完成情况开题时确定四项研究任务，均按计划完成，具体情况如下表。研究任务计划任务实际完成情况任务一：认知特点与素养起点研究摸清初中生认知特点与素养起点完成14所初中调研，有效问卷2186份，形成素养起点与认知适配分析报告任务二：三层培养路径建构研究提出“课程—活动—项目”三层路径完成路径框架与实施指南，明确三层的目标、内容与衔接关系任务三：配套课程、活动与项目开发形成课程纲要、活动方案与项目案例形成校本课程纲要1份、活动方案14个、项目案例10个（其中成熟案例8个）任务四：培养路径的实践检验两轮实践检验并优化路径6所实验校完成两轮行动研究，前后测配对1086份，形成效果分析报告与路径修订稿二、研究背景与问题提出本节从政策要求、区域现实与既有研究三个方面说明课题的问题来源，并明确本课题拟解决的核心问题与研究边界。（一）政策要求与现实需求近年来，人工智能教育进入中小学课程体系的进程明显加快。教育部《关于加强中小学人工智能教育的通知》要求构建系统化的人工智能课程与教学体系，强调学段之间的衔接与递进；《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》提出小学阶段以感知体验为主、初中阶段在体验基础上加强概念理解与应用创造，这一“分学段、有重点”的表述，实际上为初中阶段指明了方向：既要承接小学的体验基础，又要向理解与创造推进。政策要求落到学校层面，就意味着需要一条能贯通全体的路径，而不是零散的活动堆叠。现实的落差集中在“路径”二字上。其一，课程、活动与项目互相割裂。多数学校的信息科技课只讲到概念与操作，社团与主题活动又各自成篇，学生难以感知彼此的联系，教师也难以判断学生在不同形态的学习中处于什么位置。其二，学段与年龄特点没有充分对接。初中生正处于抽象思维快速发展的时期，具备一定的抽象概括与逻辑推理能力，但许多人工智能内容仍停留在小学式的工具演示，既未触及概念背后的原理，也未提供与认知水平相称的探究任务。其三，覆盖面有限。以少数学生参与的竞赛与项目代替面向全体的培养，使大多数学生的素养发展缺乏保障。课程不缺内容、活动不缺热度，缺的是把内容、活动与项目串成一条路径的整体设计。（二）拟解决的核心问题本研究聚焦三个核心问题。其一，初中生的人工智能素养起点有何特征，其认知特点对培养路径的设计提出了什么要求。若不了解初中生“兴趣浓于理解、体验多于创造”的起点特征，路径设计便无从谈起，这是全部研究的起点。其二，如何把课程、活动与项目组织成一条有层次、可衔接、可复制的培养路径，使面向全体的基础普及、面向群体的兴趣拓展与面向个体的实践创造各得其所又相互贯通，这是研究的主体。其三，这条路径在实践中是否有效、在何种条件下有效，如何依据两轮实践的证据对其作出修订，使路径不停留于纸面设计，这是研究的落点。三个问题前后相承，构成“摸清起点—建构路径—检验优化”的研究链条。（三）国内外研究现状第一条线索是人工智能素养的内涵与框架研究。联合国教科文组织《教育与人工智能》相关报告提出应培养学生对人工智能的理解、应用与批判能力，并强调伦理维度；国内学者围绕素养构成展开讨论，形成了“意识—知识—能力—伦理”等划分方式，也对青少年人工智能素养的层次结构作出了初步探讨。已有研究为素养维度提供了参照，但面向初中阶段、并可直接转化为培养安排的框架仍不多见，素养条目与教学路径之间尚缺少对应。第二条线索是人工智能课程与培养方式研究。这类研究关注项目式学习、跨学科主题学习、编程与算法体验等对学生发展的作用，强调真实情境、动手实践与协作探究是素养形成的重要条件，并提醒若教学停留在工具操作演示，容易形成“会用不会懂”的工具化倾向。也有研究讨论课程、活动与竞赛的关系，指出三者若各自独立，学生的成长容易断裂。整体看，既有培养研究多聚焦某一种形态，缺少把课程、活动与项目纳入同一路径的系统设计。第三条线索是学段衔接与学习路径研究。研究者普遍主张按学生认知发展阶段设计递进性的学习经历，认为初中阶段应在具体经验的基础上发展抽象理解，并以适度的挑战性任务推动能力进阶。既有研究提供了“由体验到理解、由理解到创造”的一般思路，但对初中学段的路径如何落地、三层之间如何衔接与评价，尚缺少可操作的样本与实证检验。综合三条线索，既有研究尚存三方面空缺：一是对象层面，面向初中生、并充分考虑其认知特点的培养路径研究较为薄弱；二是结构层面，课程、活动与项目多被分头讨论，缺少“三层一体”的路径框架；三是验证层面，路径设计之后的效果检验与迭代优化不足。本课题针对这三方面展开。研究对象为云溪县初中七至八年级学生，地域限于14所样本校与6所实验校，不涉及小学与高中阶段；不追求建立普适性的课程体系，而以形成符合本地实际、可复制可推广的培养路径为限度。三、研究目标、内容与方法本节说明研究的目标、内容、方法与理论依据。（一）研究目标总目标：立足初中生的认知特点与人工智能素养起点，构建“课程—活动—项目”三层递进的培养路径，形成与之配套的课程纲要、活动方案与项目案例，并通过两轮实践检验其可行性与有效性，推动初中人工智能教育由零散活动走向系统路径。子目标：①学情目标——考察初中生人工智能素养的起点水平与认知特点，明确路径设计应回应的学情基础；②路径目标——提出“基础普及—兴趣拓展—个性深化”三层递进的培养路径框架，明确各层的定位、内容与衔接关系；③资源目标——形成校本课程纲要、主题活动方案库与项目案例集，使路径可操作、可参照；④验证目标——在6所实验校实施两轮实践检验，以证据优化路径，形成实施指南与效果分析报告。（二）研究内容第一，初中生认知特点与人工智能素养起点的调查研究。通过文献研究与认知发展阶段理论分析，明确初中生抽象思维发展、动机分化等认知特点；采用问卷、访谈与课堂观察相结合的方式，掌握七至八年级学生人工智能素养在意识与兴趣、知识与理解、应用与创造、伦理与安全四个维度上的起点水平及存在的偏差，分析认知特点与培养内容之间的适配关系，产出素养起点与认知适配分析报告。第二，“课程—活动—项目”三层培养路径的建构研究。在起点调研的基础上，明确三层的定位与分工：课程层面向全体，落实基础普及；活动层面向群体，拓展兴趣体验；项目层面向个体，深化实践创造。研究重点解决三层之间的目标衔接、内容梯度与转换机制，形成路径框架及其实施指南，产出培养路径框架文本。第三，三层路径配套课程、活动与项目的开发研究。依据路径框架，编写《初中人工智能基础》校本课程纲要，含概念理解、技术原理、应用体验与伦理安全四个单元共16课时；开发主题讲座、社团体验、主题活动与开放日等形态的活动方案14个；设计面向真实问题的人工智能项目10个，形成项目案例集，各项成果均标注适用年级与开展条件。第四，培养路径的实践检验与优化研究。在6所实验校（城区2所、镇区2所、乡镇2所）实施两轮行动研究，以“计划—行动—观察—反思”循环推进，以前后测、课堂观察、学生作品与师生访谈交叉验证路径效果，重点考察学生由课程层向活动层、由活动层向项目层的递进情况，依据证据对路径框架与配套资源作出修订，产出效果分析报告与实施指南定稿。（三）研究方法文献研究法。检索中国知网、万方、维普及政策文本库，检索词为“人工智能素养”“初中人工智能教育”“培养路径”“课程开发”“项目式学习”等，时间跨度2019年1月至2026年6月，共获得文献968篇（部），去重后812篇（部），由两名成员独立筛选（Kappa=0.82），纳入有效文献126篇（部）并编码，用于认知特点分析、路径框架与课程内容设计。调查法。自编学生问卷、教师问卷与访谈提纲，并编制《初中生人工智能素养测评量表》作为起点调查与前后测的工具。预调研在本校2个班发放92份、有效88份；正式调查覆盖14所初中，发放2400份、有效2186份，有效回收率91.1%；教师问卷有效246份；半结构化访谈52人（学生20人、教师24人、管理者8人）；课堂观察84节。数据分析使用SPSS26.0，进行信效度检验、差异检验与相关分析。行动研究法。在6所实验校以“计划—行动—观察—反思”循环推进三层路径落地，前后两轮分别聚焦路径可行性与衔接优化，每轮结束后召开反思研讨会形成修订清单，共召开研讨会14次，参与的实验教师96人。案例研究法。选取办学条件与学生基础不同的4所实验校作深度个案，配套追踪10名学生个案，收集过程性材料、学生作品与师生反馈，解析学生沿三层路径递进的条件、过程与差异。准实验法。以6所实验校七年级、八年级学生为实验组，另选2所规模、师资相当的初中作对照组，采用非等组前后测设计，以协方差分析控制前测差异，检验培养路径的实施效果。（四）理论依据皮亚杰认知发展阶段理论指出初中生处于形式运算阶段，抽象思维、演绎推理与逻辑推理能力明显发展，支撑本研究把概念理解与原理探究纳入课程层内容、把真实问题探究置于项目层的设计。布鲁姆教育目标分类学关于认知过程由记忆、理解到应用、分析、创造逐层递进的划分，支撑三层路径“基础普及—兴趣拓展—个性深化”的进阶逻辑。维果茨基最近发展区理论强调教学应走在发展前面并提供适当支架，支撑路径中分层递进、由扶到放的任务安排。杜威“做中学”与情境学习理论主张在真实活动中获得经验、在情境中建构意义，支撑项目层以真实问题驱动实践创造、以作品与反思呈现学习成果的设计。四、研究过程本节按五个阶段叙述研究的实施过程，重点说明“课程—活动—项目”三层路径如何在实践层面逐步成型，以及真实情境中遇到的问题与解决方式。（一）准备与设计阶段（2027年1月—3月）课题组于2027年1月组建，共9人：主持人负责总体设计、路径框架审定与统筹协调，2名成员分别牵头文献研究与认知特点分析、量表编制与数据分析，2名成员负责课程纲要与课例开发，1名成员负责活动方案设计，1名成员负责项目案例开发与信息技术支持，1名成员负责课堂观察与个案追踪，1名成员负责档案与材料管理。课题组建立“每月例会＋任务台账＋材料共享盘”制度，两学年共召开例会22次，形成阶段简报7期。文献研究用时近两个月。检索所得968篇（部）去重后为812篇（部），由两名成员独立筛选（Kappa=0.82，分歧项研讨裁定），最终纳入126篇（部），其中63篇实证研究按“研究对象—研究问题—方法—结论—局限”编码。文献工作厘清了初中阶段人工智能教育应承上启下的定位，也提示出一个容易被忽视的问题：课程、活动与项目若分头设计，学生的成长线索就会断裂，这为后续“三层一体”的路径设计提供了直接依据。素养测评量表与访谈提纲的编制同步推进。量表依据人工智能意识与兴趣、人工智能知识与理解、人工智能应用与创造、人工智能伦理与安全四个维度，初拟38个题目，在本校七年级、八年级各1个班预调研，发放92份、有效88份，并请10名学生逐题朗读解释。预调研发现：6个题目偏向知识识记，与应用维度不符；3个题目涉及具体产品功能，易随技术更迭而过时；伦理与安全维度缺少行为情境，学生多凭直觉作答。据此删改7个题目、补充4个情境判断题，量表最终定为4个维度32个题目，内部一致性由0.86提升至0.90。2027年3月上旬，课题组围绕“初中人工智能教育现状与路径设想”访谈了县内6名信息技术教研员与教师，初步形成三层路径的设想：把面向全体学生的内容放入课程层，把激发兴趣的体验放入活动层，把综合运用与创造放入项目层。2027年3月下旬开题论证会上，5位专家提出三条意见：一是三层不能简单并列，须写明层与层之间的目标衔接与内容梯度；二是路径要经得起检验，须以可观测的证据说明学生在三层之间确有递进；三是初中生抽象思维正在发展，项目层不宜完全撇开原理，应把概念理解贯穿其中。课题组据此修改了路径框架初稿，明确“下有保底、上不封顶”的递进结构与“理解在创造中深化”的设计原则。本阶段遇到的问题与解决。主要问题是三层路径的边界不够清晰，成员对“某一活动究竟属于活动层还是项目层”存在分歧。课题组以“是否有真实问题、是否形成作品、是否经历完整探究过程”三条标准加以区分，凡以体验与兴趣为主、时间较短者归入活动层，凡围绕真实问题、持续数周并形成作品者归入项目层，据此统一了分类口径，也避免了后续资源开发中的重复与错位。（二）现状调研与诊断阶段（2027年4月—7月）正式调研于2027年4月中旬至6月中旬实施。样本校按地域（城区、镇区、乡镇）与规模分层抽取，共14所初中，其中城区4所、镇区6所、乡镇4所，覆盖全县9个乡镇。学生问卷发放2400份、有效2186份，有效回收率91.1%，其中七年级1162份、八年级1024份；教师问卷有效246份，有效回收率92.5%。样本分布情况如下表。地域样本校数年级范围有效学生问卷有效教师问卷城区4所七至八年级704份86份镇区6所七至八年级926份104份乡镇4所七至八年级556份56份合计14所—2186份246份访谈在问卷统计初步完成后进行，以便有针对性地追问。共访谈52人（学生20人、教师24人、学校管理者8人），每人20至35分钟，累计录音21小时，全部转写并按“认识与态度”“学习来源”“动手经历”“伦理判断依据”四个类属编码。课堂观察在14所样本校随堂进行，累计观察84节，使用课题组编制的课堂观察记录表，填写记录84份，同时收集学生作品216件用于对照分析。量表检验结果显示：总量表Cronbach'sα为0.906，四个分量表α分别为0.851、0.884、0.872、0.843，分半信度为0.876；KMO为0.881，Bartlett球形检验显著，达到可接受水平。调研发现初中生人工智能素养的起点呈三个特征。其一，素养结构失衡，兴趣高于理解、体验多于创造。四维度均分由高到低为意识与兴趣3.38、伦理与安全3.33、知识与理解2.79、应用与创造2.68，应用与创造低于总均分0.37。其二，学习来源以自发体验为主，系统学习不足。学生问卷中72.4%表示“主要通过自己玩、看视频了解人工智能”，仅18.6%表示“在课堂上学过相关内容”；访谈中不少学生能熟练说出智能工具的用途，却难以说明其背后的基本道理。其三，动机分化明显，动手与理解各有偏侧。课堂观察显示，约三成学生在体验活动中表现活跃但甚少追问原理，约两成学生理解较好却回避动手，若采用统一的培养方式，两类学生都难以得到适切的支持。上述三项发现，直接构成了三层路径设计的学情依据：课程层主要补齐全体学生的概念理解，活动层用于保持并引导兴趣，项目层为动手与思维发展较快的学生提供创造空间。本阶段遇到的问题与解决。一是部分乡镇学校学生对问卷中的抽象表述理解困难，课题组以具体情境改写题目，并统一由非任课教师主持施测、逐题给指导语，确保填答质量。二是部分教师担心调研结果被用于学校评比，课题组明确数据仅用于研究与教学改进、不作学校排名、不反馈个体成绩，教师配合度随之提高。（三）方案建构/工具开发阶段（2027年8月—11月）本阶段完成三层培养路径定型及配套课程、活动与项目的开发。路径定型经历了两轮讨论修订。课题组依据起点调研的三项发现，把三层路径的定位确定为“基础普及—兴趣拓展—个性深化”：课程层面向全体，依托校本课程与信息科技课，解决“人人体认概念、建立伦理意识”的问题；活动层面向群体，以讲座、社团、主题活动与开放日等形态，解决“保持兴趣、拓宽应用视野”的问题；项目层面向个体，以真实问题驱动的项目，解决“综合运用、动手创造”的问题。三层以“下有保底、上不封顶”为原则，课程层是全体学生的共同基础，活动层与项目层逐级向上开放，学生依兴趣与能力自然递进。三层路径结构如下表。层级定位面向对象主要形态目标重点覆盖情况课程层基础普及全体学生校本课程与信息科技课概念理解与伦理意识实验校全体1240人活动层兴趣拓展群体学生讲座、社团、主题活动、开放日应用体验与探究兴趣累计参与3200人次项目层实践创造个体学生真实问题项目、跨学科项目综合运用与动手创造参与186人，作品168件课程开发以《初中人工智能基础》校本课程纲要为核心，含概念理解、技术原理、应用体验、伦理安全四个单元共16课时，每单元4课时，整体遵循“先感知、再理解、后用创、终反思”的顺序，并明确与信息科技课的分工，避免内容重复。活动开发形成14个活动方案，涵盖主题讲座4个、社团体验5个、主题活动3个、校园开放日2个，每个方案含目标、材料、实施步骤与评价要点，并标注适用年级与所需条件。项目开发形成10个项目，如校园垃圾分类智能识别、学习习惯数据分析、智能问答小助手等，均以真实问题为起点，每个项目含问题情境、任务分解、所需知识、实施周期与成果要求；其中8个经试做后定为成熟案例，另2个作为备选。三项成果均附开展条件说明，供不同条件的学校选用。2027年11月，《“课程—活动—项目”三层培养路径实施指南》完成第三稿，共56页。第一稿形成路径框架与三层说明；第二稿在6所实验校96名教师中试读，收集修改意见43条，较集中的意见是层与层之间的过渡缺少抓手、项目层教师指导负担不清；第三稿据此增设“进阶任务卡”作为层间过渡工具，并为每个项目补充了教师指导要点与同伴互助安排。（四）实践检验阶段（2027年12月—2028年8月）实验校选取兼顾代表性与可行性，最终确定6所（城区2所、镇区2所、乡镇2所），共36个班、1240名学生。启动前开展教师培训6场次、累计318人次，内容含三层路径解读、课程纲要使用、活动与项目组织方法及基本的数据分析入门。第一轮行动研究（2027年12月—2028年4月）聚焦三层路径的可行性，以课程层先行落地为主。做法有三：全部36个班按课程纲要开设基础模块，每周1课时；活动层并行开展主题讲座与社团体验，先行8类活动；项目层小范围试点4个项目，面向学有余力学生招募。第一轮暴露出三个问题：课程层内容偏重知识讲授，有学生反映“像上理论课，不如玩工具有意思”；活动层与课程层在概念上重复，学生觉得“讲过的又讲一遍”；项目层起步门槛偏高、组队要求复杂，报名人数偏少。课题组据此修订：课程层增加动手与情境任务，把知识点嵌入可操作的体验；活动层改为与课程层错位，聚焦应用体验而非概念讲解；项目层降低起步门槛，增设2至3课时的“微项目”作为过渡。第二轮行动研究（2028年5月—2028年8月）聚焦层间衔接与项目层深化。课程层使用修订后的纲要；活动层将14个活动方案全部投放；项目层10个项目全面铺开，并以前后测、课堂观察、学生作品与访谈交叉验证。第二轮发现三处需调整：一是层间衔接仍有断点，部分学生参加完活动层后不知如何进入项目层；二是项目层教师指导负担较重，一名教师同时指导多个项目难以兼顾；三是伦理与安全在项目中体现不足，学生作品多关注“能不能做出来”，较少反思“该不该这样做、数据从哪来”。据此修订：以“进阶任务卡”明确每一层完成后的下一步选择，形成可视化的递进线索；建立项目导师制与同伴互助，由教师分片指导、高年级学生协助低年级；在项目成果要求中增设伦理反思环节，学生须说明数据来源与使用边界。两轮行动研究情况对比见下表。项目第一轮第二轮时间2027.12—2028.42028.5—2028.8研究重点三层路径可行性、课程层落地层间衔接优化、项目层深化参与学校／班级6所、36个班、1240名学生6所、36个班、1240名学生主要做法课程层先行、8类活动并行、4个项目试点，开展培训4场次14个活动、10个项目全面铺开，增设进阶任务卡与伦理反思，开展培训2场次发现的问题课程层偏知识讲授、活动层与课程层重复、项目层门槛偏高层间衔接有断点、项目指导负担重、伦理反思不足修订内容课程层增动手情境、活动层与课程层错位、项目层增微项目过渡设进阶任务卡、建项目导师制、成果增伦理反思环节本阶段遇到的典型困难与解决。最突出的是“普及与深化的平衡”。第一轮中期有教师反映，课程层若要求过高，大多学生跟不上；若要求过低，动手能力强的学生又觉得没有挑战。课题组据此在课程层内部也作了分层设计，基础任务面向全体、拓展任务供学生自选，使同一课时能兼顾不同起点的学生。另一困难是乡镇学校条件有限，个别项目所需的设备不完备，课题组据实调整了3个项目的实施形式，改为使用学校现有设备即可完成的方案，保证活动不掉队。（五）总结提炼阶段（2028年9月—12月）2028年9月至10月完成数据分析与成效评估：采用配对样本t检验比较实验校学生前后测差异，采用协方差分析（以年级、地域为协变量）控制前测差异，并与2所对照校（配对样本286份）作比较；同时以课堂观察记录、学生作品与访谈作交叉印证。分析重点之一是三层路径的递进效应，即参与层数不同的学生，其素养提升幅度是否存在差异。11月完成研究总报告的撰写与修改，共5稿：初稿由主持人执笔，第二稿由3名成员分头审读路径框架与成效部分并提出意见36条，第三稿提交5位专家审读，第四稿补充案例与证据说明，第五稿完成数据核对与格式统一。同步完成实施指南与资源定稿：实施指南共56页；课程纲要1份；活动方案库收录14个方案；项目案例集收录10个（含成熟案例8个）。研究期间撰写论文4篇（1篇公开发表并标注本课题标识），开发课例18个（七年级10个、八年级8个，其中5个在县级教研活动中展示）；研究未发生延期与重大变更，仅就实验校样本调整（原定7所，因其中1所学校当年撤并，其学生并入邻近实验校）向委托管理机构作了书面说明。五、研究成果本节呈现研究形成的认识性成果、操作性成果与实践成效，并说明成果的应用与推广情况。（一）认识性成果第一，界定了初中生人工智能素养培养路径的内涵与“课程—活动—项目”三层结构。研究认为，培养路径不是若干学习活动的简单叠加，而是依据学生认知特点，把课程、活动与项目按目标层次与开放程度组织起来的递进系统。就其结构而言，课程层面向全体，重在形成共同的概念基础与伦理意识；活动层面向群体，重在保持兴趣与拓宽视野；项目层面向个体，重在真实问题中的综合运用与创造。三层之间以“基础普及—兴趣拓展—个性深化”为进阶逻辑，又以“下有保底、上不封顶”为组织原则，使全体学生有共同底线、有兴趣的学生有拓展空间、有能力的学生有创造舞台。这一界定把“上了一门课”与“走通一条路”区分开来，为初中人工智能教育提供了整体设计的框架。第二，揭示了初中生人工智能素养的起点特征与培养内容的适配规律。数据表明，初中生的人工智能素养呈“兴趣高于理解、体验多于创造”的失衡状态，应用与创造维度显著偏低；学习来源以自发体验为主，系统学习不足；动机分化明显，动手型与理解型学生的需求各不相同。这说明初中阶段既不能沿用小学式的体验重复，也不宜径直走向抽象原理，而应把概念理解与动手实践结合起来——在活动与项目中理解概念，在理解的基础上深化创造。凡课程内容与学生认知水平相称、并提供适度挑战的班级，学生的应用与创造维度提升更为明显，印证了培养内容与认知特点相匹配的必要性。第三，阐明了三层路径的递进机制与实施条件。研究表明，路径的效果不仅取决于各层内容是否充实，更取决于层与层之间的衔接是否顺畅。研究以“进阶任务卡”作为过渡工具，使学生清楚“完成这一层之后可以走向哪里”，从而把三层的并列关系转化为可感知的成长线索。实施条件方面，课程层需要稳定的课时与统一的纲要，活动层需要多样而低门槛的形态，项目层需要适度的指导力量与真实的落点；条件不具备时，可先做实课程层、做活活动层，再逐步发育项目层，而不必追求一步到位。（二）操作性成果研究形成四项操作性成果，构成一套可直接参照的培养路径与配套资源，其构成与适用范围如下表。序号成果名称形式核心内容适用范围与条件1《“课程—活动—项目”三层培养路径实施指南》策略文本三层定位、目标衔接、内容梯度、进阶任务卡与实施流程，共56页初中学校整体或分年级使用，可依条件取舍2《初中人工智能基础》校本课程纲要课程纲要概念理解、技术原理、应用体验、伦理安全4单元16课时依托信息科技课或校本课程开设，每周1课时3初中人工智能主题活动方案库资源包14个活动方案（讲座4、社团5、主题活动3、开放日2）可嵌入社团、课后服务与校园活动，按条件选用4初中人工智能项目案例集课例集10个项目（成熟案例8个），含问题情境、任务分解与伦理反思面向学有余力学生，建议配备项目导师四项成果中，第一项解决“路径怎么走”，第二项解决“全体学生学什么”，第三项解决“兴趣怎样保持”，第四项解决“创造如何落地”。其中进阶任务卡的设计尤为关键：每一层末尾给出若干可选的下一步任务，学生完成课程层后可选择参与一项活动，完成活动层后可选择申请一个项目，使三层不再是三段互不相干的经历，而是一条可以拾级而上的线索。项目案例均以真实问题为起点，例如校园垃圾分类智能识别项目，从“校园垃圾如何分类更准”这一问题出发，引导学生采集样例、体验模型训练、讨论识别的局限，最后说明数据的来源与使用边界，把技术应用与伦理反思融于同一任务。资源库中的每项成果均标注适用年级与开展条件，便于不同条件的学校按需选用。（三）实践成效总述学生层面，6所实验校学生人工智能素养总均分由前测3.05提升至后测3.61，四个维度全部显著提升，效应量d=0.66（对照校为0.15）；其中“应用与创造”提升幅度最大，达0.67。教师层面，能独立开设《初中人工智能基础》课程模块的教师由12人增至46人，能独立组织实施人工智能项目的教师由6人增至28人；6场次培训累计318人次，参与教师对三层路径的认同度由研究初期的61.4%升至92.6%。学校层面，6所实验校均把人工智能教育纳入学期教学计划，4所学校形成了“课程—活动—项目”贯通实施的常规安排，人工智能教育由零散活动变为有章可循的路径。（四）成果的应用与推广校内应用方面，实施指南、课程纲要与资源库已在6所实验校36个班级全面使用，覆盖学生1240人、教师96人；课程纲要纳入学校学期课程安排，活动方案库进入社团与课后服务，项目案例集用于学有余力学生的拓展学习。区域推广方面，通过县级专题教研、成果现场会与送教下校等形式，向全县14所样本校及邻近县2所学校作成果介绍，累计参与教师380余人次；县教师发展中心将本项目案例集作为初中信息科技教师培训的参考材料。课题组还向县教育行政部门提交《关于推进初中人工智能教育贯通实施的建议》，其中“以课程层保底、以活动层拓展、以项目层深化”的建议被纳入县域相关工作方案讨论。成果推广的基本情况如下表。推广范围主要形式覆盖对象参与规模实验校内课程实施、活动开展、项目指导、进阶任务卡使用6所实验校36个班级学生1240人、教师96人县域初中专题教研、成果现场会、送教下校14所样本校教师累计380余人次邻近县区成果介绍、资源样例共享邻近县2所学校教师50余人次六、研究成效分析本节从学生、教师、学校三个层面分析研究对象如何通过研究措施的落实实现发展变化，并以典型案例佐证。（一）学生层面的变化学生变化的判断采用多重证据：以《初中生人工智能素养测评量表》前后测配对数据为主线，以课堂观察、学生作品与访谈为交叉印证。前后测配对样本1086份（前测1198份，剔除无效问卷与未能配对的样本），同时采集对照校配对样本286份作参照。各维度前后测结果如下表。维度前测均分后测均分变化显著性人工智能意识与兴趣3.383.81+0.43p<0.01人工智能知识与理解2.793.44+0.65p<0.01人工智能应用与创造2.683.35+0.67p<0.01人工智能伦理与安全3.333.79+0.46p<0.01总均分3.053.61+0.56p<0.01（d=0.66）对照校同期总均分由3.02提升至3.14（+0.12，p<0.05，d=0.15），提升幅度显著小于实验校。分学段看，八年级“知识与理解”“应用与创造”的提升幅度（+0.70、+0.72）大于七年级（+0.61、+0.63），与课程层内容的进阶安排一致。按参与层数分组的分析显示，参与项目层的学生总均分提升幅度（+0.71）明显大于参与了活动层而未进入项目层的学生（+0.55），仅参与课程层的学生提升幅度为+0.43，三组差异显著（p<0.01），表明三层路径的递进设计确实带来了差异化的成长。数据背后的机制可从措施与维度的对应关系得到解释。“应用与创造”提升幅度最大，与活动层与项目层的任务强度直接相关：6所实验校累计开展活动52场次、参与学生3200人次，项目层186名学生形成作品168件，学生作品中“能自主完成并解释设计思路”的比例由31.2%升至69.5%。“知识与理解”提升明显，缘于课程层把概念转化为可操作的体验任务，访谈中“能用自己的话说明某种智能功能的基本道理”的比例由19.8%升至55.7%。“伦理与安全”提升相对温和，因其前测得分已较高（3.33），存在一定天花板效应，且伦理判断向行为的转化需要更长时间。“意识与兴趣”维持在高位（3.81），说明路径在提升理解与创造的同时，没有以牺牲兴趣为代价。（二）教师层面的变化教师层面的变化首先体现在课程观念的转变上。研究启动前，教师访谈中高频出现的表述是“人工智能上一两节课体验一下就行”；研究后期，同样的提问出现了“先想想这内容该怎么放进课程—活动—项目里”等回答。一位有16年信息技术教学经历的教师在访谈中表示，此前把人工智能教育理解为带学生玩几个工具，做路径之后才意识到，学生的成长需要一条看得见的线索。与观念变化相互印证的是行为数据：能独立开设《初中人工智能基础》课程模块的教师由12人增至46人，占实验教师的47.9%。专业能力的变化同样明显。6所实验校96名教师中，能独立组织实施人工智能项目者由6人增至28人，能依据进阶任务卡指导学生选层递进者由9人增至41人；6场次培训累计318人次，培训后测平均分由68.2分升至89.4分。课题组9名成员中，2人被评为县级学科骨干，1人获市级优质课评比二等奖，3人在县级教研活动中作专题报告，成员撰写的论文4篇中有1篇公开发表。（三）学校层面的变化学校层面，6所实验校均把人工智能教育纳入学期教学计划，4所学校建立了“课程保底、活动拓展、项目深化”的常规安排，每学期形成一份人工智能教育实施小结。制度文本的变化可以对比查看：实验校《信息科技课程实施方案》中涉及“人工智能教育”的条款由平均0.9条增至3.8条，明确写入“以校本课程落实基础模块、以社团与活动拓展兴趣、以项目支持学有余力学生”等可核验要求。课程实施的变化体现在学段与年级衔接上，此前在小学与初中之间重复的多个体验主题被重新编排，七年级重体验与理解、八年级重应用与创造，年级之间的进阶关系首次被明确写进方案。乡镇学校的参与尤为可贵，2所乡镇实验校在设备条件有限的情况下，通过调整项目实施形式，同样走通了“课程—活动—项目”的完整路径，表明该路径具有一定的条件适应性。（四）典型案例案例一：从“玩得转”到“讲得清”——云溪县第三中学八年级学生小锐的转变背景与问题。小锐（化名）是八年级学生，对人工智能兴趣浓厚，能熟练使用家里的智能音箱和图像识别工具，在活动层的社团体验中总是最活跃的一个。但起点测评显示，他的“知识与理解”得分仅1.92分（5点计分），在被问到“图像识别为什么能认出一只猫”时，只能回答“因为它认识”。课堂观察也记录到他很少追问原理，更愿意动手而不愿解释。教师最初的判断是“这孩子动手能力强，不必强求说清道理”，素养起点分析提示，他属于典型的“体验超前、理解滞后”类型。干预过程。干预围绕“以做促懂、以说促思”展开，由班主任与信息科技教师共同实施。第一步，用小项目的方式把他的动手兴趣引向理解：安排他参加校园垃圾分类智能识别项目，让他负责采集样例图片，在操作中体验“样例的数量与质量如何影响识别效果”。第二步，设置“项目讲解人”任务，请他在小组展示时用三句话说明“机器是怎么判断的”，教师提供句式支架，如“它主要是看特征，不是看整体印象”“样例太少就容易认错”。第三步，利用进阶任务卡引导他补齐概念，把课程层中未掌握的“数据与特征”相关内容作为项目中的支线任务完成。干预持续约12周，教师每两周依据课堂观察记录一次变化。变化证据与结果。第3周他能说出“机器是靠比较特征来分辨的”；第6周他在小组中主动讲解样例采集的注意事项，被同学称为“数据管理员”；第12周的测评显示，其“知识与理解”由1.92升至3.36，“应用与创造”由2.50升至3.75，而“意识与兴趣”保持在4.40的高位。在伦理情境判断中，他能说明“人脸照片不能随便上传到网上”。班主任反馈，他从“只爱摆弄、说不明白”变为“做得清楚、讲得出来”。反思与分析。该案例说明，对“体验超前、理解滞后”的学生，培养的关键不是压抑动手，而是用项目为其兴趣提供理解的载体——把原理藏在可操作的探究中，再用“讲得清”的输出要求倒逼理解。若仅以操作熟练作为评价依据，这类学生很容易被误判为素养已经很高。案例二：一个“动手强”却在伦理上迟疑的学生——云溪县第八中学八年级学生小雯的转变背景与问题。小雯（化名）是八年级学生，在社团中表现突出，动手能力强，“应用与创造”前测得分3.17，高于班级均值（2.74）。但在项目中出现了一个值得注意的现象：她在制作一个智能问答小助手时，直接采集了同学的对话记录作为训练素材，未经同学同意；当教师询问“这些数据从哪来、能不能这样用”时，她的回答是“网上都这么干”。测评显示其“伦理与安全”得分2.42，明显低于其他维度，属于“重技术、轻边界”的类型。干预过程。课题组与项目指导教师一起重做问题分析，判断其并非蓄意违规，而是对数据来源与使用边界缺少意识。干预针对“把伦理嵌入任务、而非附加说教”来设计：第一步，在项目任务中增设“数据说明”环节，要求小雯和组员说明每一项数据的来源、取得方式与使用范围；第二步，安排一次小组研讨，围绕“训练数据要不要征得同意”“生成的内容要不要标明来源”展开讨论，请她辨析几种做法的不同后果；第三步，请她参与修订项目的评价标准，把“数据来源清楚、使用边界明确”作为成果达标的条件之一；第四步，把她的技术优势与伦理思考结合起来，请她在项目展示中主讲“我们为什么这样处理数据”。干预持续约10周，教师每两周记录一次表现。变化证据与结果。第3周她在小组讨论中主动提出“别人的对话不能随便用”；第6周她和组员重新采集了公开可用、来源清楚的素材，并在项目文档中写明了来源；第10周的测评显示，其“伦理与安全”由2.42升至3.50，“应用与创造”由3.17升至3.83，“知识与理解”保持在3.42。她在反思记录中写道：“能做出来是一回事，该不该这样做是另一回事，技术越强越要想清楚。”其在项目成果中对数据边界的说明，被指导教师作为范例在班内交流。反思与分析。该案例说明，伦理与安全素养不宜靠单独的说教灌输，而应嵌入真实的技术任务之中，让学生在“做”的过程中直面“该不该”的问题。对动手能力强、伦理意识薄弱的学生，若只在项目评价中关注作品能否完成，反而可能强化“只要做得出就行”的倾向；把数据来源与使用边界纳入成果要求，能促使学生在创造的同时建立边界意识，实现技术与伦理的同步成长。七、研究反思与后续研究方向本节如实说明研究的局限、尚未解决的问题与后续研究方向。（一）研究的主要局限第一，样本代表性有限。研究对象为云溪县14所样本校与6所实验校的七至八年级学生，地域以县镇与乡镇为主，结论向城区大校、薄弱村小或高中阶段推广时需谨慎；县域内实验校之间存在教师流动与经验互通，也可能在一定程度上放大干预效果。研究未覆盖九年级毕业年级，路径在高年级的适用性尚待检验。第二，研究周期偏短。两轮行动研究合计约9个月，可观察到学生素养的短期变化与教师课程行为的改变，但素养向长期学习能力、创新能力的迁移需要更长时间才能显现，本研究尚无法回答效果的持续性问题，也难以充分检验伦理判断向日常行为的转化。第三，方法上存在若干局限。未采用严格的随机对照设计，实验校与对照校在师资、生源结构上并非完全等同，虽以协方差分析控制部分变量，仍不能排除选择性偏差；量表以自评为主，社会赞许性与自评偏高倾向难以彻底消除；课堂观察与项目评价由课题组与实验教师实施，虽经一致性培训，仍可能存在期望效应。第四，路径的普适性有待检验。三层路径的结构具有一定的通用性，但各层的具体内容与开展条件依学校实际而定，本研究形成的课程纲要、活动方案与项目案例主要基于云溪县初中的条件，向设备条件、师资水平差异较大的地区推广时，需要作相应的调整。此外，成效归因存在不确定性：研究期间实验校同时参与县域内其他教学改革项目，部分维度变化可能包含叠加影响，本研究只能通过关键指标的时间序列对照与访谈证据作合理推断。（二）尚未解决的问题一是层间衔接的精细化问题。研究