莫嘉進

摘 要：在中小學開設(shè)人工智能課程已是時代所需，但現(xiàn)實條件局限著普及性人工智能課程的開展，文章通過對學生能力、教學環(huán)境及教學模式分析小學開展人工智能課程的現(xiàn)狀，探討以體驗活動為課堂脈絡(luò)的普及性人工智能課程實踐，探索出具有普適性的人工智能課程，培養(yǎng)適應人工智能學科核心素養(yǎng)的新公民。

關(guān)鍵詞：體驗活動;人工智能;課程設(shè)計

國務院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出：在中小學設(shè)置人工智能相關(guān)課程。在中小學實施人工智能課堂的需求日益強烈，這也是國家基礎(chǔ)教育改革的需求和方向。于2021學年開始，《廣州市人工智能教育普及工作方案》中提到：要面向全市學生推廣人工智能教育，培養(yǎng)具有人工智能基礎(chǔ)知識和核心素養(yǎng)的復合型、創(chuàng)新型人才。但在實際教學中由于人工智能課程需要較好的教學環(huán)境，不同地區(qū)學校及教學環(huán)境各異，這無疑是對學校及教師的挑戰(zhàn)，因此推廣具有低成本、可復制的普及性人工智能課程成了當前人工智能課程實驗的討論熱點。

皮亞杰的認知發(fā)展理論指出，小學階段學生需要在具體內(nèi)容的支持下將動作內(nèi)化感知。因此在設(shè)計和實施小學階段人工智能課程時，必然要重視體驗活動。只有通過在活動中、在情境中開展體驗，學生才能理解課程內(nèi)容，對課程知識進行內(nèi)化和提煉，并結(jié)合生活實際進行思考，最終實現(xiàn)應用和創(chuàng)新。筆者作為廣州市人工智能課程實驗校的課程實施教師，圍繞如何開展基于體驗活動的普及性的人工智能課程，展開以下幾點討論。

一、小學開展人工智能課程的現(xiàn)狀分析

（一）學生能力現(xiàn)狀分析

鑒于本校處于鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，生源均是來自周邊村落及社區(qū)，學生的個體家庭環(huán)境差異較大，在人工智能課程實施過程中比較具有參考性。通過前期調(diào)查，所有學生家庭都擁有計算機或智能手機，約有22%的學生在課余時間接觸過編程教育和機器人教育，在這些課余人工智能教育課程中，多以體驗活動和實驗操作為主，這為校內(nèi)人工智能課堂體驗活動提供了實踐基礎(chǔ)。

（二）教學環(huán)境現(xiàn)狀分析

在教學經(jīng)費統(tǒng)籌使用的情況下，城鄉(xiāng)學校之間的信息化教學設(shè)備的差距仍然存在，這就導致設(shè)施條件不夠好的學校無法正常運行新式的編程軟件及人工智能設(shè)備。因此，現(xiàn)實的困境要求普及性的人工智能課程必須要適應不同教學場景，甚至僅用普通的多媒體教室便能開展課程教學，對不同程度的教學環(huán)境和師資力量有較強的適應性及可操作性。

（三）教學模式討論

在廣州市教學研究院的引領(lǐng)下，全市人工智能課程項目實驗基本達成人工智能課程范式共識，即是“體驗—實驗—應用”，這三個環(huán)節(jié)貫穿全課堂，并全程滲透傳授人工智能通識知識。在不同年級教學中通過調(diào)整這三個環(huán)節(jié)的比重，讓人工智能課堂適應不同年齡段的學生需求，實現(xiàn)人工智能課堂普適性教學，從而達到《工作方案》的要求和目的。通過實際教學發(fā)現(xiàn)，此教學范式可以擴充為“體驗—活動—提煉—實驗—思考—實踐應用”的教學模式。通過體驗活動，學生才能更好地解釋生活中的人工智能場景，對課堂知識進行提煉和實驗，在個體和集體的思考中，內(nèi)化所學的人工智能知識，并在實踐和應用環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和創(chuàng)新。結(jié)合小學生的認知特征，普及性的人工智能課堂教學模式可以用圖闡釋。

二、基于體驗活動的人工智能課程教學策略

基于以上分析，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)及城鄉(xiāng)接合部地區(qū)的小學開展人工智能課程教學雖有困難，但在上述教學模式的指導下仍有較大的可操作性。本文以廣州市《人工智能》教材五年級下冊第三課《“投其所好”的信息》為教學案例，初步形成基于體驗活動人工智能課程的教學策略。

（一）創(chuàng)設(shè)體驗式情境，協(xié)助關(guān)注學習重點

課前使用智能音箱循環(huán)播放學生喜歡的音樂及詢問天氣，并設(shè)問：智能音箱是怎么了解我們的需求的？通過創(chuàng)設(shè)課堂教學情境，引起學生對生活中常見的智能推送的興趣，調(diào)動學生學習熱情。

在課堂導入環(huán)節(jié)，邀請學生表演“智能推送影響生活”的情景劇，通過情景讓學生充分參與，體驗活動，激發(fā)學生學習興趣的同時，也為學生理解“智能推送”的原理和過程作準備。這一系列體驗性情境的設(shè)置都是為了協(xié)助學生關(guān)注本節(jié)課學習的重點：人工智能是怎么了解我們的喜好，并推送相關(guān)信息給我們的呢？

（二）真實體驗活動，感受技術(shù)普及性

在上個環(huán)節(jié)，學生通過活動體驗到智能推送的應用，在這一環(huán)節(jié)中，要重點感受智能推送的實現(xiàn)過程。這個體驗活動便是讓學生瀏覽購書網(wǎng)站，連續(xù)瀏覽自己喜歡的內(nèi)容后，查看首頁推薦是否發(fā)生變化并說出原因。

學生在充分體驗后，說出變化后的推薦內(nèi)容是否滿足自己的喜好。部分學生能看出變化，這時候教師便引導學生以流程化步驟的形式說出智能推送的實現(xiàn)過程，應用課堂學到的知識回歸生活、理解人工智能。通過體驗實操，學生感受到智能推送就普及在我們的生活中。

（三）小組協(xié)作活動，理解技術(shù)原理

人工智能涉及專業(yè)領(lǐng)域的體系通識知識，具有專業(yè)性強、知識面廣的特點，要求學生完全理解并掌握具有一定的難度。通過研讀教材和多媒體資源，教師可以基于學生已有的知識經(jīng)驗和思維特點來開展通識教育，讓學生在體驗中了解人工智能的原理及相關(guān)概念。在這個活動中，筆者旨在讓學生理解智能推送的原理。學生借助板書內(nèi)容，經(jīng)過小組商討后，模擬原理過程并記錄討論結(jié)果，隨后與教師一起補充完整智能推送技術(shù)原理。

（四）全體參與實驗，加深原理印象

人工智能課程教學經(jīng)過體驗、通識教學后，需要借助實驗方式，引導學生主動參與學習。雖然有些學校面臨無專用課室、設(shè)備，專業(yè)的實驗活動無法正常開展的困境，但其實本課程的開展未必需要高級、專門的實驗設(shè)備。為了深入理解教材的設(shè)計意圖，教師可以借助便于獲取的教學工具，或者現(xiàn)成的人工智能設(shè)備協(xié)助學生開展實驗，例如“訊飛語音”“百度AI平臺”“九歌”等人工智能平臺也能實現(xiàn)課堂實驗操作，讓學生全體參與其中，加深對人工智能的理解。

再往課程普及的角度看，利用模擬實驗的課堂形式，設(shè)計好課堂環(huán)節(jié)，讓學生以具體化的生活經(jīng)驗開展課堂實驗也是可行辦法。在本案例中就采用了課堂模擬實驗的方法，通過數(shù)學統(tǒng)計方法，重現(xiàn)了特征匹配和數(shù)據(jù)篩選的過程。在切身體驗活動中，幫助學生加深對人工智能原理的理解。

（五）回顧體驗過程，拓展優(yōu)化應用

人工智能課程經(jīng)過通識、體驗和實驗，最終還是要落到應用層面，因此應用探究活動顯得尤為重要，這也是對整節(jié)課的教學內(nèi)容進行升華。開展人工智能教學不僅是為了傳授知識，更多的是要讓學生意識到人工智能能解決生活問題，其發(fā)展前景十分開闊。因此，要在課程逐步深入的過程中，讓學生了解人工智能技術(shù)發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)學生對人工智能行業(yè)的志向和興趣。

在本案例中，設(shè)置了課堂討論及流程優(yōu)化活動，讓學生綜合運用所學的知識，在觀點的碰撞中，讓學生思考每一項技術(shù)的“雙面性”，尋找到解決人工智能技術(shù)弊端的出口和方法，揚長避短。這個體驗應用環(huán)節(jié)，學生們興致十分高漲，觀點碰撞結(jié)束之后，也是意猶未盡，在提出流程優(yōu)化意見時滔滔不絕地說出了自己的想法。更有思維活躍的學生，說出了讓人意想不到并值得參考的想法，達成了本環(huán)節(jié)設(shè)置的目的。

三、結(jié)束語

在現(xiàn)實生活中，學生已開始感受到人工智能技術(shù)的生活應用，體驗到人工智能正在改變我們的生活。在小學階段，讓學生通過體驗活動理解課程內(nèi)容，也是一種讓學生喜聞樂見的教學形式，學生在寬松的環(huán)境中學習，更容易生成意想不到的課堂亮點，更注重學生的主體地位，學生也能深刻理解人工智能知識，從而將人工智能知識融會貫通并進行應用優(yōu)化。在小學普及性人工智能課程課程設(shè)計時，以體驗活動為課堂脈絡(luò)，這對培養(yǎng)學生的人工智能核心素養(yǎng)有著重要意義，讓學生與人工智能友好相處，創(chuàng)造更多的可能。

參考文獻：

[1]梁佩瑜.淺談城鄉(xiāng)結(jié)合部學校開展人工智能課程的教學策略[J].教育與裝備研究，2020（11）.

[2]劉曉燁.以體驗為導向的小學人工智能課程設(shè)計探究[J].中小學信息技術(shù)教育，2020（06）.