張艷清

基金項(xiàng)目：本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度常規(guī)立項(xiàng)課題項(xiàng)目“基于學(xué)科核心素養(yǎng)的小初人工智能課程的開發(fā)與實(shí)踐”（編號：2020XB1080）研究成果。

一、引言

隨著科技革命的深入推進(jìn)，社會需要更多的高素質(zhì)人才。2018年，在教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中提出要加強(qiáng)學(xué)生信息素養(yǎng)培育，完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)適應(yīng)信息時代、智能時代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容。未來社會是人與人工智能并存協(xié)作的社會，信息素養(yǎng)是全球信息化需要人們具備的一種基本能力。

作為廈門市人工智能試點(diǎn)校，人工智能課程已在我校落地。人工智能教育不僅是培養(yǎng)學(xué)生高階思維和創(chuàng)新能力的重要應(yīng)用，也是提升學(xué)生信息素養(yǎng)的良好平臺。小學(xué)生的知識儲備有限，傳授高深的人工智能知識顯然不合適。在小學(xué)階段，人工智能教育應(yīng)不局限于知識的傳授，更重要的是讓學(xué)生去感知和體驗(yàn)人工智能，培養(yǎng)他們的思維和能力，如：批判性思維、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力等等，幫助學(xué)生塑造信息素養(yǎng)，以適應(yīng)未來智能社會的發(fā)展。在教學(xué)實(shí)踐中，我致力于構(gòu)建培育學(xué)生思維和創(chuàng)新能力的“思創(chuàng)”人工智能課堂。

二、 “思創(chuàng)”人工智能課堂內(nèi)涵

“思”的第一層意思是教師思索將先進(jìn)的教育思想和理念并能巧妙地應(yīng)用在教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng);學(xué)生能在課堂中能積極主動思索，分析問題、尋找解決問題的方法。 “思”的第二層意思是教師能深思自己教學(xué)的得與失;學(xué)生能反思自身的閃光點(diǎn)與不足之處。 “創(chuàng)”第一層意思是教師創(chuàng)設(shè)條件、創(chuàng)新教學(xué)模式助力學(xué)生的發(fā)展;學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計與制作，提升創(chuàng)新能力。 ”創(chuàng)”的第二層意思是師生共享彼此的思考、經(jīng)驗(yàn)和知識，從而達(dá)到共識、共進(jìn)，共創(chuàng)和諧課堂。

三、 “思創(chuàng)”人工智能課堂實(shí)踐

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，增強(qiáng)信息意識

教學(xué)過程是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的動態(tài)變化過程。好的問題能誘發(fā)學(xué)生積極捕捉信息，啟迪思維，激發(fā)求知欲望，因此，精心創(chuàng)設(shè)問題情境是培養(yǎng)學(xué)生信息意識和創(chuàng)造性思維的重要途徑。我常常以學(xué)生喜聞樂見的身邊事物作為素材來創(chuàng)設(shè)問題情境，拉進(jìn)學(xué)生與人工智能之間的距離，讓學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際生活去發(fā)現(xiàn)問題去思考，激起學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容、對人工智能的興趣。

例如，在《人臉解鎖》一課中，我在課前以“人臉識別”的小游戲來導(dǎo)入，在向?qū)W生展示人臉識別奇妙性的同時提出問題“為什么悟空機(jī)器人能夠識別人臉呢？”學(xué)生帶著問題進(jìn)行人臉識別技術(shù)的探究活動。然后，教師繼續(xù)提出問題“如何使用悟空的人臉識別功能做一個人臉解鎖智能手機(jī)？”讓學(xué)生自主獨(dú)立地對模擬手機(jī)解鎖活動進(jìn)行探究。

通過根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和小組成員一起分析問題，思考解決問題的方法，用編程平臺和悟空機(jī)器人的互動方式模擬了手機(jī)解鎖的功能。問題情境的創(chuàng)建不僅能從多方位加深對相關(guān)知識的理解，而且有效地增強(qiáng)思維的廣闊性和深刻性。

（二）注重邏輯分析，培養(yǎng)計算思維

計算思維是指學(xué)習(xí)者運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)思想與方法，進(jìn)行問題求解的一系列思維活動。計算思維是智能時代最重要的思維模式。在教學(xué)中，我注重提煉教學(xué)內(nèi)容的邏輯關(guān)系以及人工智能中的基本算法，以此來培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和計算思維。

比如，在《智慧花園》一課中，需要模擬向日葵花盤的向日特點(diǎn)。借助流程圖，讓學(xué)生分析并填寫左右兩個亮度傳感器與花盤之間的關(guān)系。經(jīng)過學(xué)生的小組討論，得出當(dāng)亮度傳感器1比亮度傳感器2亮?xí)r，向日葵朝向亮度傳感器1。當(dāng)亮度傳感器1比亮度傳感器2暗時，向日葵朝向亮度傳感器2。學(xué)生理清邏輯關(guān)系，填寫教師提供的流程圖，然后根據(jù)流程圖進(jìn)行程序的編寫和向日葵的搭建，分析創(chuàng)傳感器和花盤之間的關(guān)系及編程過程等過程對學(xué)生邏輯思維和計算思維能力進(jìn)行有效的鍛煉。

（三）精選開放活動，提升創(chuàng)新能力

創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力正成為一個國家國際競爭力的重要決定因素。而中小學(xué)階段是人的個性品格形成的重要階段，也是創(chuàng)新意識形成與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的最佳時期。人工智能課程融合多學(xué)科知識，能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)。在教學(xué)中，教師要基于學(xué)生的興趣和專長，選擇綜合性跨學(xué)科的活動內(nèi)容，為學(xué)生的自主創(chuàng)作留出余地。我根據(jù)教學(xué)主題設(shè)計開放性的活動，鼓勵學(xué)生的不同意見和創(chuàng)造性思路，肯定多樣化的問題解決方式和方法。根據(jù)學(xué)生的能力差異、水平差異有針對性地實(shí)施分層次教學(xué)，讓學(xué)生展開想象的翅膀，創(chuàng)造性的動手實(shí)踐。

例如，《AI在我家》一課中，我設(shè)計了難易不同的小組合作活動，小組可以從方案中任選一個來完成活動。方案1：可以結(jié)合居家生活場景，自行設(shè)計搭建模型并編程。模型可以是房子，也可以是家中的一種家具產(chǎn)，并通過編程實(shí)現(xiàn)其智能化。方案2：圍繞家居主題，從本學(xué)期學(xué)習(xí)搭建的“智能臺燈”、 “智能風(fēng)扇”、 “智慧花園”等模型中至少選擇2種，創(chuàng)設(shè)情境組合創(chuàng)新使用，從而讓家人感受到Al給家?guī)淼谋憬?。在活動過程中，不同小組呈現(xiàn)出不同的創(chuàng)意，有的學(xué)生搭建聲控?fù)u頭風(fēng)扇，有的學(xué)生制作感應(yīng)吊頂風(fēng)扇。開放性的活動讓學(xué)生的創(chuàng)意紛紛呈現(xiàn)，在教師引導(dǎo)學(xué)生合理創(chuàng)新的鼓勵下，學(xué)生用自己的雙手把創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（四）實(shí)施多元評價，促進(jìn)反思能力

人工智能教學(xué)評價要以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展為目的，弱化對學(xué)生的歸類與甄別，充分考慮學(xué)生的個別差異，鼓勵個性發(fā)展與發(fā)揮創(chuàng)造性，最大限度減輕學(xué)生壓力。在課程實(shí)施中，我以過程性評價為主體，以終結(jié)性評價為重要參考。我借助記錄卡和班級優(yōu)化大師等方式對學(xué)生的動手操作能力、協(xié)作能力等學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價，借助電子平臺和網(wǎng)絡(luò)問卷方式對作品的完成情況、科學(xué)性、技術(shù)應(yīng)用程度等進(jìn)行評價。

比如，在<智能臺燈》一課中，學(xué)生完成作品搭建和編程后，我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相互評價和自我反思。我請學(xué)生代表展示并介紹智能臺燈的智能性。然后大家再對作品進(jìn)行評價。學(xué)生在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，在聆聽他人的介紹、欣賞他人作品后，對作品進(jìn)行評價并提出改進(jìn)意見。學(xué)生的思維再一次得到升華，思維的深度與廣度得以發(fā)展。

四、結(jié)語

人工智能教學(xué)在中小學(xué)尚處于起步階段，課程還不夠成熟，有著廣闊的發(fā)展前景。作為一線人工智能教師要逐步建立重思維、重創(chuàng)新的人工智能課堂，營造濃厚的人工智能教育氛圍，塑造學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)出未來信息化社會的接班人。

作者單位：廈門五緣實(shí)驗(yàn)學(xué)校