闕路路 吳瑪佳 龍美梁 熊佳越 趙建

摘?要：人工智能是科技創(chuàng)新的前沿，是科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。近年來在義務(wù)教育階段進(jìn)行人工智能方面的教學(xué)投入逐年增加，越來越多的學(xué)生家長選擇讓自己的孩子參加關(guān)于人工智能相關(guān)的學(xué)習(xí)。本課題研究的是我校大學(xué)生在周邊中小學(xué)生進(jìn)行了近兩年的科普活動中產(chǎn)生了怎樣的促進(jìn)作用，旨在解決安順市中小學(xué)科普資源匱乏、師資力量缺乏、科普重視程度不高等痛點(diǎn)問題。該項(xiàng)目共開設(shè)兩門核心課程，分別是圖形化編程和3D模型設(shè)計(jì)制作，累計(jì)服務(wù)學(xué)生近萬余人次，促進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)在教育教學(xué)中創(chuàng)新應(yīng)用，推動教育模式變革和生態(tài)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

關(guān)鍵詞：科技強(qiáng)國；科普；科技創(chuàng)新；編程課程

一、調(diào)研背景及目的

（一）背景

2022年5月19日，貴州省人民政府辦公廳發(fā)布了面向全省，要求在2025年貴州省公民科學(xué)素質(zhì)的比例要超過12%，“科學(xué)普及與科技創(chuàng)新同等重要”的制度安排基本完成，扎實(shí)推進(jìn)重點(diǎn)人群科學(xué)素質(zhì)提升行動，由省教育廳、省團(tuán)委、省科協(xié)牽頭，培育一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體，建立校內(nèi)外科學(xué)教育資源有限銜接機(jī)制，實(shí)施管校合作行動，創(chuàng)造條件，支持中小學(xué)充分利用科技館、博物館，青少年科普教育示范基地等科普場所，廣泛開展各類學(xué)習(xí)實(shí)踐活動，組織高校、科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、企業(yè)等開發(fā)開放優(yōu)質(zhì)科學(xué)教育活動和資源，鼓勵科技工作者走進(jìn)校園，開展生理衛(wèi)生、自我保護(hù)、識毒防毒等安全健康教育活動，同時還要加強(qiáng)農(nóng)村科技方面的普及，加強(qiáng)農(nóng)村科技服務(wù)體系，建設(shè)發(fā)揮新時代文明實(shí)踐中心作用，開展科普文明實(shí)踐活動，完善科普示范引領(lǐng)體系，深入開展縣市區(qū)科普示范、鄉(xiāng)鎮(zhèn)科普示范村、農(nóng)村科普示范基地等創(chuàng)建活動。

（二）目的

我國已進(jìn)入全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的新發(fā)展階段，公民科學(xué)素養(yǎng)提升和創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但我國在一些科技領(lǐng)域仍面臨創(chuàng)新人才匱乏的窘境，大力培養(yǎng)科技創(chuàng)新后備人才是我國在未來國際競爭中博得先機(jī)的重要保障。中小學(xué)是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的關(guān)鍵期，為長遠(yuǎn)解決我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)短板，從根本上改變高層次創(chuàng)新人才匱乏的窘境，需要夯實(shí)科技強(qiáng)國人才根基重大目標(biāo)，前瞻部署中小學(xué)科學(xué)教育，重塑新時代基礎(chǔ)科學(xué)教育體系。本次社會調(diào)查是基于新時代科技強(qiáng)國戰(zhàn)略、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略以及義務(wù)教育階段“雙減”政策的大背景，通過調(diào)查安順市及貴陽市中小學(xué)生科技創(chuàng)新能力水平，了解中小學(xué)生在課余時間科技創(chuàng)新方面的時間所占比例，一定程度上調(diào)查中小學(xué)?？萍紕?chuàng)新類課程及師資方面存在的短板，為后期能有效訓(xùn)練他們的高階思維和實(shí)踐創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。

二、研究區(qū)域基本情況

安順市地處西南地區(qū)，是貴州省的一個地級市，作為地方高校一直都在為安順市的發(fā)展培養(yǎng)人才，2022年7月26日一篇關(guān)于《2024年將取消藝術(shù)特長生，科技特長生成為升學(xué)新方式》的文章在亞洲教育論壇上引發(fā)了廣大網(wǎng)友的熱議，該文章還理出科技類特長生招生的類目，讓廣大網(wǎng)友更加清晰明了地看到科技特長生在未來的一大發(fā)展趨勢。安順市自2021年開始，對于學(xué)生的科技素養(yǎng)培養(yǎng)越來越重視，現(xiàn)如今已經(jīng)越來越成為安順市目前中小學(xué)課后服務(wù)的重點(diǎn)開展項(xiàng)目。但是縱觀全國各地中小學(xué)科普率分布非常不均勻，東部地區(qū)中小學(xué)科普程度基本上都處于35%以上，中部地區(qū)在15%～30%，西部地區(qū)大多在15%以下。

在安順市，我們目前設(shè)有開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)3D模型設(shè)計(jì)制作、圖形化編程、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校（C++奧賽啟蒙班）、幺鋪小學(xué)（圖形化編程）、安順學(xué)院（電子科技）、阿歪寨小學(xué)（科普知識講解，例如科學(xué)小常識、玩轉(zhuǎn)物理等）共四個試驗(yàn)點(diǎn)，項(xiàng)目涵蓋3271名學(xué)生，為他們帶去了一堂堂生動有趣的科學(xué)課堂，帶領(lǐng)孩子們翱翔科學(xué)的海洋。

（一）國家科普經(jīng)費(fèi)投入現(xiàn)狀

在2016—2020年這五年的時間里，據(jù)環(huán)球網(wǎng)、中國科普網(wǎng)、中國科學(xué)技術(shù)科學(xué)網(wǎng)等網(wǎng)站發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國近年來對科普領(lǐng)域的投入經(jīng)費(fèi)逐漸增加，每年都有新建并投入運(yùn)行的科普展館。

（二）安順市科普經(jīng)費(fèi)投入現(xiàn)狀

安順市2021年支出經(jīng)費(fèi)6335萬元，其中科普活動經(jīng)費(fèi)65.5萬元；2022年在科學(xué)技術(shù)方面支出經(jīng)費(fèi)6431萬元，其中科普活動經(jīng)費(fèi)達(dá)到了67萬元。

（三）社會現(xiàn)狀

近年來，我省在對青少年群體科技知識普及的重視程度較高，科普專職人員逐年增加，對于科普方面的經(jīng)費(fèi)支出也逐年遞增，許多科技館、少年宮、科普教育基地定期開展科普活動，中小學(xué)每學(xué)期至少有一次科技入校園活動，這些都在一定程度上促進(jìn)了青少年科學(xué)知識的普及率。但是由于是通識教育，科普教育還有待普及，該課題研究方向具有較高的研究價值。

在2020年公布的第十一次中國公民科學(xué)素質(zhì)調(diào)查結(jié)果中顯示，我國公民素質(zhì)比例達(dá)到10.56%（2022年8月啟動第十二次中國公民科學(xué)素質(zhì)調(diào)查，我國具備公民科學(xué)素質(zhì)的比例為12.93%，貴州省詳細(xì)數(shù)據(jù)未公布），但是貴州省僅為7.22%，省內(nèi)各地區(qū)差異較大。

（四）政策支持

近年來，國家陸續(xù)頒布一些政策推動人工智能領(lǐng)域在中小學(xué)教育教學(xué)的應(yīng)用，以此培養(yǎng)一批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年，在《教育信息化2.0行動計(jì)劃》和貴州省十四五規(guī)劃中均有提到要將科普納入中小學(xué)日常教學(xué)活動中。

三、研究過程中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案

（一）痛點(diǎn)問題

我們通過調(diào)查和查閱大量資料，對科普行業(yè)的痛點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析，詳情如下。

（1）東西部地區(qū)中小學(xué)生科普教育存在明顯差距。中國科協(xié)組織開展了第十一次中國公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查。

（2）參加校外科普機(jī)構(gòu)的培訓(xùn)成本較高。安順市內(nèi)主要有樂高機(jī)器人活動中心、猛犸象stem編程學(xué)院和碼高機(jī)器人少兒編程，主要圍繞編程開展科普教育與培訓(xùn)。許多家庭對于科普教育的了解程度不高，加上校外培訓(xùn)費(fèi)用高昂，許多普通家庭難以承擔(dān)。

（3）中小學(xué)開展科普教育的師資匱乏。通過線下走訪，我們了解到目前安順市科普教育師資力量比較匱乏，能夠在校內(nèi)開展科普教育的主要是承擔(dān)物理、化學(xué)、生物或信息技術(shù)的教師，但這些教師本身課程較多、上課班級多、日常教學(xué)任務(wù)繁重，無暇顧及更多科普教育課程的授課，部分科創(chuàng)能力強(qiáng)的教師也只能以指導(dǎo)學(xué)生科創(chuàng)社團(tuán)活動的方式，帶領(lǐng)小部分學(xué)生開展科創(chuàng)訓(xùn)練，現(xiàn)有師資不能支撐全校范圍的科普教育和訓(xùn)練。

通過問卷調(diào)查、資料查閱、網(wǎng)上查詢、線下走訪的方式調(diào)查得到的信息進(jìn)行分析可知，我市科普存在痛點(diǎn)如下：

（1）師資力量匱乏，安順市缺乏科普專職人員，大多是學(xué)校有場地，但是沒有專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生；

（2）課程體系不規(guī)范，結(jié)構(gòu)不完善，沒有系統(tǒng)性，缺乏完整性課程，知識比較零散；

（3）開展的科普活動內(nèi)容單一，科普重視程度不高。

（二）解決方案

（1）發(fā)揮高校學(xué)生優(yōu)勢，建立教師培訓(xùn)機(jī)制，建設(shè)科普基地，將在學(xué)?；蛘呱鐣嫌锌破辗矫媾d趣的人員引入團(tuán)隊(duì)中，擴(kuò)展科普師資力量；

（2）建立健全的科普體系，與中望3D、點(diǎn)貓科技達(dá)成合作，編撰適用于安順市中小學(xué)科普類教材，便于師生學(xué)習(xí)和教學(xué)所需；

（3）開設(shè)多樣化的科普課程，我們會發(fā)揮高校學(xué)生的智慧，錄制一些科普類視頻，然后將優(yōu)秀的作品推送至中小學(xué)。教師們和學(xué)生們可以利用非課堂時間學(xué)習(xí)科普知識，便于鞏固科普成果，同時通過課外延展課程，提高了科普的普及率和實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐的場景多元化。

目前我們以電子信息工程專業(yè)學(xué)生為主組建了一支專門致力于安順市青少年科普的專業(yè)性團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員共有86名，教師7名，已經(jīng)開發(fā)核心課程2門，并且在安順學(xué)院申請了社團(tuán)，在閆萬珺院長和吳瑪佳教師的幫助下于2022年9月申請獲批了安順市唯一一個青少年等級考試點(diǎn)，后期我們還會往科技夏令營方向和信息學(xué)奧數(shù)競賽方面進(jìn)行拓展，下圖為中國電子學(xué)會安順學(xué)院設(shè)立考點(diǎn)截圖：

（三）課程研發(fā)

現(xiàn)階段我們已經(jīng)在學(xué)校里面成立了科普與電子協(xié)會，并面向全校招生。在2022年3月，累計(jì)招募94名大學(xué)生和4名教師，在7月份完成第一階段Scratch、3D模型設(shè)計(jì)制作、科學(xué)知識普及課程的授課工作；在2022年9月累計(jì)擁有86名大學(xué)生和6名教師，在2023年1月前完成了青少年機(jī)器人競賽培訓(xùn)、賽事指導(dǎo)等工作，以及第二階段的Scratch、3D模型設(shè)計(jì)制作、科學(xué)知識普及課程教學(xué)；在2023年3月前完成授課教師青少年等級考試培訓(xùn)以及科普研學(xué)活動。授課環(huán)節(jié)使用新課程進(jìn)行教學(xué)，目前正式進(jìn)入第三階段教學(xué)階段，2023年3月開始在安順市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)開設(shè)C++和Python競賽班，C++課程我們使用的是左鳳鳴《C++少兒編程輕松學(xué)——寫給中小學(xué)生的零基礎(chǔ)教程》，Python使用的是中國電子學(xué)會編著的《Python編程入門與算法進(jìn)階》，主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的編程思維。

在進(jìn)行教學(xué)的同時，我們還收集了一些學(xué)生奇特的想法，總結(jié)后開發(fā)了五項(xiàng)專利，并在云易算企業(yè)管理有限公司申報，其中發(fā)明專利一項(xiàng)（盲人自動避障導(dǎo)盲桿）、實(shí)用新型專利四項(xiàng)（多功能自救防護(hù)窗、基于水流發(fā)電的水體檢測器、壓感發(fā)電智能環(huán)保充電寶、智能語音電壓源）。

2023年2月在貴陽期間，完成了今年6月份即將用于少年硅谷比賽的比賽套件檢測和配比。

四、對科普的未來規(guī)劃

青少年編程、人工智能等在目前是比較火爆的，青少年科技類行業(yè)剛剛興起，尤其是青少年編程，其擁有非常多的好處，可以讓孩子們在玩樂中學(xué)到非常多的能力，青少年編程未來的發(fā)展趨勢是非常有前途的，國家和各個政府部門也在積極地推行青少年編程，未來可能會成為培訓(xùn)的主流。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019年青少年編程領(lǐng)域總共獲得50余筆融資。從市場規(guī)模來看，少兒編程市場目前預(yù)計(jì)有40億元，學(xué)員規(guī)模達(dá)到1500萬人。更有業(yè)內(nèi)人士指出，未來5年，預(yù)測可達(dá)300億元的市場規(guī)模，將與成人IT培訓(xùn)市場持平。

（一）過去的2023年的規(guī)劃

根據(jù)教學(xué)反饋情況，2023年的規(guī)劃詳情如下：

（二）五年規(guī)劃

項(xiàng)目要想持續(xù)地走下去，就得有一個長遠(yuǎn)的目標(biāo)，根據(jù)現(xiàn)有資源，我們進(jìn)行了多方考察和分析，我們制訂了一個五年計(jì)劃，詳情如下：

（三）課程規(guī)劃

課后服務(wù)主要為兩門課程，分別是基于Scratch開發(fā)的圖形化編程和三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)（3D模型設(shè)計(jì)制作），這兩門課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容較簡單，等級考試中圖形化編程為一級至四級，三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)為一級至六級，我們教導(dǎo)的學(xué)生在完成相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)后可以參加等級考試，其中Scratch圖形化編程還可以參加藍(lán)橋杯等考試。

五、結(jié)論

此次項(xiàng)目研究圓滿結(jié)束，在調(diào)查中我們深入了解了安順市中小學(xué)生科普領(lǐng)域的現(xiàn)狀，現(xiàn)階段安順市還有很大的提升空間，后期還需要加大科普力度，以便于更好地去幫助安順市中小學(xué)全面提高學(xué)生們的科學(xué)素養(yǎng)。同時該項(xiàng)目如果能長期持續(xù)下去，它能在公益、實(shí)習(xí)實(shí)踐、就業(yè)等方面給社會帶來較大的社會價值，具體如下：

公益價值：中小學(xué)生樂于嘗試新鮮事物，并探究其中的科學(xué)奧秘，通過本課題的實(shí)施，能夠激發(fā)他們對科學(xué)、工程、涉及創(chuàng)意方面的興趣，引導(dǎo)他們愛上科學(xué)，走入科學(xué)的世界，助力他們健康成長。

實(shí)習(xí)、實(shí)踐機(jī)會：未來五年，通過課題服務(wù)內(nèi)容，預(yù)計(jì)能為在校大學(xué)生提供各簽約中小學(xué)科普服務(wù)實(shí)習(xí)、實(shí)踐崗位300個。

就業(yè)機(jī)會：未來五年課題持續(xù)研究過程中，通過實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)崗可提供課程研發(fā)、賽事培訓(xùn)、考級培訓(xùn)就業(yè)崗位50個。

雖然調(diào)查結(jié)束了，但是我們的科普之路將會持續(xù)進(jìn)行下去，為安順市培養(yǎng)更多科技方面的人才。

參考文獻(xiàn)：

［1］付成玉.少兒在線編程學(xué)習(xí)體驗(yàn)影響因素研究［D］.貴州師范大學(xué)，2022.

［2］吳麗丹.Lego?EV3實(shí)體編程與scratch虛擬編程在小學(xué)編程學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)效果的對比研究［D］.福建師范大學(xué)，2020.

基金項(xiàng)目：安順學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目立項(xiàng)國創(chuàng)項(xiàng)目科普有“Young”——致力于安順市青少年科學(xué)啟蒙專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（項(xiàng)目編號202210667043X）

作者簡介：闕路路（1999—?），男，漢族，貴州惠水人，本科在讀，研究方向：青少年科普。

*通訊作者：吳瑪佳（1981—?），女，漢族，貴州安順人，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子線路制板。