戴兵亞

摘?要：在中小學(xué)信息技術(shù)教材中加入的人工智能課程，讓極具挑戰(zhàn)性的綜合科普教育活動(dòng)更易落到實(shí)處，真正開辟出“學(xué)以致用、用以促學(xué)、學(xué)用相長” 的科普活動(dòng)新模式，走出創(chuàng)新特色的綜合科普教育之路。以教材中的人工智能課程為依托，能促進(jìn)學(xué)生參與科普學(xué)習(xí)、探索、研究和實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣，提高科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)科普實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：人工智能;科普教育;中小學(xué)信息技術(shù)

【中圖分類號(hào)】G622.0?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1005-8877（2020）09-0020-01

國務(wù)院、教育部多次指示重視青少年的綜合素養(yǎng)教育，如《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》、《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》和《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等等一系列文件，都鮮明的提出了要重視學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)、科普創(chuàng)新思維的培育、動(dòng)手實(shí)踐能力的訓(xùn)練和人工智能的應(yīng)用等。

在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能課程，有利于從小加強(qiáng)青少年的科普實(shí)踐能力和提升創(chuàng)新思維意識(shí)，從小培育“國之匠人”精神，實(shí)現(xiàn)科技興國之理想和樹立強(qiáng)我中華之夢。

1.提高科普意識(shí)，挖掘?qū)W生潛力

在中小學(xué)階段加強(qiáng)人工智能的教育，可以讓孩子們從小加強(qiáng)了解這種新生事物，培養(yǎng)一種親近感。

（1）培養(yǎng)意識(shí)、提高科普

人工智能教育不是天才教育，而是提升孩子科技素質(zhì)。例如，我在人工智能教學(xué)時(shí)，通過以下方法利用物聯(lián)創(chuàng)新的機(jī)器人套件進(jìn)行體驗(yàn)介紹：一是向?qū)W生展示資源包里機(jī)器人創(chuàng)作必備的零部件，讓學(xué)生了解人工智能必需的硬件基礎(chǔ);二是演示并指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手搭建機(jī)器人;三是演示并指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)意編程;四是編程完成后，測試同學(xué)們的機(jī)器人的實(shí)際功能。通過實(shí)物觀察體驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地了解機(jī)器人的工作原理和方式，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)人工智能的實(shí)質(zhì)：機(jī)器的思維是人通過編寫程序給予的。

（2）提高興趣、挖掘潛力

人工智能走進(jìn)課堂，讓孩子們零距離的感受和掌握人工智能的神奇，學(xué)習(xí)中能夠靈活運(yùn)用人工智能的科技思維，去發(fā)現(xiàn)問題、定義問題和解決問題，提升孩子們的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科技素質(zhì)。例如，指導(dǎo)學(xué)生“濕地營救”項(xiàng)目時(shí)，其任務(wù)的背景是一只丹頂鶴在遷徙鹽城濕地的過程中發(fā)生了危險(xiǎn)，亟待營救，比賽是通過機(jī)器人模擬現(xiàn)實(shí)營救受傷丹頂鶴的過程。需要參賽選手制作一個(gè)由計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)器人，在模擬濕地環(huán)境的地圖中，找到受傷的丹頂鶴，并把它帶回基地。項(xiàng)目通過超聲波、紅外線、光傳感器解決尋跡和躲避障礙的問題，結(jié)合所學(xué)的語言程序編寫，解決轉(zhuǎn)移受傷丹頂鶴等復(fù)雜問題。這些項(xiàng)目活動(dòng)不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還挖掘在人工智能方面的潛力。

2.樹立人機(jī)協(xié)同理念、 改變思維模式

（1）樹立人機(jī)協(xié)同理念

人工智能課程在樹立人機(jī)協(xié)同理念時(shí)也改變著學(xué)生的思維模式。例如，每年都舉辦青少年機(jī)器人競賽，是科普宣傳普及的重要內(nèi)容，大賽基本設(shè)有機(jī)器人綜合技能、機(jī)器人創(chuàng)意比賽、FLL工程挑戰(zhàn)賽、WER能力挑戰(zhàn)賽等競賽項(xiàng)目，并嚴(yán)格按照國賽標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。比賽現(xiàn)場，選手們緊張進(jìn)行著機(jī)器人計(jì)算機(jī)編程、機(jī)械組裝、現(xiàn)場調(diào)試等，各種各樣的機(jī)器人在選手們的操控下按照不同比賽項(xiàng)目的規(guī)則執(zhí)行著各項(xiàng)任務(wù)。不少項(xiàng)目還要求參賽選手對機(jī)器人現(xiàn)場組裝、現(xiàn)場編程、現(xiàn)場調(diào)試，完成泊車、急救、送道具、分揀、起重等動(dòng)作項(xiàng)目。這不僅考驗(yàn)機(jī)器人動(dòng)作的精準(zhǔn)度和協(xié)同能力，還鍛煉了小選手們的科學(xué)思維、創(chuàng)新思維、動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)精神。

（2）改變思維模式

人工智能相關(guān)課程有可能改變學(xué)生們對數(shù)學(xué)這門“枯燥”學(xué)科的看法。如果從心智啟蒙階段就接收到 AI 的熏陶，那這幫‘新人類看待數(shù)學(xué)這顆又枯又高的樹，與我們這幫老古董的視角、高度就完全不同了。他們在潛移默化中，見證也參與了數(shù)學(xué)與算法奇妙的交融，并且他們與生活的結(jié)合是如此親密，看得見摸得著。可以說，AI 提升了他們對數(shù)學(xué)和科學(xué)的認(rèn)知，從而可以展望，以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代科學(xué)教育有望實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

人工智能課程，主要是能讓中小學(xué)生們對“算法”等技術(shù)有一個(gè)概念，為未來更加深入學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)奠定基礎(chǔ)，讓中小學(xué)生對人工智能課程有一個(gè)直觀的了解，等到進(jìn)入大學(xué)之后，學(xué)習(xí)大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等方面的精深的知識(shí)的時(shí)候就能相互促進(jìn)，水到渠成。

3.擷科技之靈，育創(chuàng)新之才

以人工智能課程為依托，培養(yǎng)學(xué)生科普實(shí)踐能力，學(xué)生在自己的創(chuàng)意下動(dòng)手將其轉(zhuǎn)化為獨(dú)具特色的作品，從而不斷提升我國未來人才的原創(chuàng)精神和原創(chuàng)能力，增強(qiáng)學(xué)生未來競爭力。人工智能將在未來不斷向教育領(lǐng)域賦能，激發(fā)國內(nèi)人工智能教育的全新升級(jí)，帶動(dòng)中國整個(gè)人工智能產(chǎn)業(yè)體系內(nèi)人才實(shí)力的集聚和釋放，人工智能教育必將幫助孩子們在未來擁有更強(qiáng)的競爭力。

中小學(xué)信息技術(shù)教材中的人工智能、3D 打印、AR（VR）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新技術(shù)已全面融入到人們工作和生活中，使人們的學(xué)習(xí)和思維方式也發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，以人工智能課程為依托，培養(yǎng)學(xué)生科普實(shí)踐能力是一次教學(xué)改革的嘗試。教師應(yīng)該在信息技術(shù)課堂中深入摸索，讓信息技術(shù)課堂變得生動(dòng)、活潑，從而讓學(xué)生能夠在愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中不斷的探索科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)踐的精神，最終使得學(xué)生個(gè)人科學(xué)素養(yǎng)、信息技術(shù)能力專業(yè)素養(yǎng)均得到較好的提升。

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