肖娟

當(dāng)前，人工智能教育已進入不少中小學(xué)的課堂，不少地區(qū)也將人工智能教育內(nèi)容作為中小學(xué)信息技術(shù)教育的重要組成部分。信息技術(shù)是一門前沿學(xué)科，如何按照中小學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)規(guī)律將人工智能教育落實在課堂教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力？筆者在參與了近期小學(xué)信息技術(shù)課堂人工智能內(nèi)容教學(xué)的案例研討后，用三個典型案例對人工智能教學(xué)中體驗、編程、原理講解等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行了分析，并提出下一步教學(xué)的建議和思考。

本文體驗探究為主

蘇霍姆林斯基說過，“使學(xué)生親身感受到知識獲取的過程，其樂趣是知識本身無法給予的”。人工智能教學(xué)更是如此，既要貼近學(xué)生實際生活，又要讓學(xué)生自由探索和體驗新技術(shù)，發(fā)展問題求解的能力，在活動—體驗—提煉—思考—實踐過程中完成體驗探究的全過程。

案例分析：《語音識別技術(shù)》一課。

基本環(huán)節(jié)：本課中，教師設(shè)計的教學(xué)重點是學(xué)生對語音識別技術(shù)的應(yīng)用和感受，難點是讓學(xué)生了解語音識別技術(shù)的原理。本課共設(shè)計感知、體驗、應(yīng)用和創(chuàng)新四個教學(xué)環(huán)節(jié)：感知環(huán)節(jié)，首先通過聽寫兩個成語，讓學(xué)生分析人類進行語音識別的過程，再觀看語音識別技術(shù)的小視頻，讓學(xué)生調(diào)整機器進行語音識別的次序;體驗環(huán)節(jié)，為每個小組提供一個智能設(shè)備，讓學(xué)生根據(jù)不同的語音任務(wù)進行體驗;應(yīng)用環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)三個使用語音識別的場景，分析技術(shù)的使用優(yōu)勢;創(chuàng)新環(huán)節(jié)，讓學(xué)生思考如何利用語音識別功能解決生活中的實際問題。最后教師布置拓展任務(wù)，即讓學(xué)生討論智能語音門鎖的利弊。

分析與思考：本課的環(huán)節(jié)設(shè)計緊湊，思路清晰，學(xué)生參與度較高，但教學(xué)難點沒有突破。課堂的感知環(huán)節(jié)沒有達到預(yù)期效果，學(xué)生對聲音特征提取和模型的匹配兩個抽象內(nèi)容沒有很好地掌握，學(xué)生的簡單體驗不足以支撐對本知識點的建構(gòu)。

如大衛(wèi)·庫伯所言，學(xué)習(xí)是一個從激活具體經(jīng)驗開始，經(jīng)歷反思觀察，達到抽象概念化，再通過主動實驗回到具體經(jīng)驗的一個循環(huán)往復(fù)的學(xué)習(xí)圈，經(jīng)歷“具體→抽象→具體”的迭代。因此，如果一定要在第一個環(huán)節(jié)展示機器進行語音識別的過程，那么在接下來的各環(huán)節(jié)，教師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生對原理進行探究、驗證，加深學(xué)生對原理的理解。

本文編程實踐為主

編程實踐是在感知體驗、了解原理之后，通過圖形化編程或使用編程語言，讓學(xué)生通過自主設(shè)計硬、軟件作品來表達自己的想法和創(chuàng)意，解決生活中的實際問題。為了讓學(xué)生加深對原理的認(rèn)知和熟悉設(shè)計作品的基本流程，通常在項目活動中開展編程教育。

案例分析：“自動避障機器人”項目。

基本環(huán)節(jié)：本項目設(shè)5個課時，分別是項目設(shè)計—造型搭建—功能實現(xiàn)—造型美化—展示分享，信息技術(shù)教師負責(zé)項目設(shè)計和功能實現(xiàn)環(huán)節(jié)，科學(xué)教師負責(zé)造型搭建環(huán)節(jié)，美術(shù)教師負責(zé)作品造型美化環(huán)節(jié)，語文教師負責(zé)作品展示分享。本課是第3課時，使用傳感器編程實現(xiàn)自動避障功能，讓學(xué)生使用圖形化編程實現(xiàn)條件判斷模塊功能，如果變量值為1，執(zhí)行避障功能。

分析與思考：整個項目設(shè)計相對完整，設(shè)計理念突出STEAM教育理念。本節(jié)課有兩個特點：一是小組合作熟練，組內(nèi)學(xué)生在項目完成過程中分別擔(dān)任程序員、打字員和匯報員，各司其責(zé)，分工協(xié)作，學(xué)習(xí)過程非常順暢;二是學(xué)習(xí)資源豐富，項目學(xué)習(xí)過程中教師為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了微課、動畫視頻、網(wǎng)頁學(xué)習(xí)平臺等學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生探究提供了必要條件。

項目式學(xué)習(xí)和STEAM教育理念在中小學(xué)信息技術(shù)課堂中的展示形式豐富多樣，但也存在不少問題，主要問題集中在課堂時間的限制，以及教學(xué)內(nèi)容的開放性、作品的個性化、問題的深度等方面。例如，本堂課中項目內(nèi)容既定，課堂容量較小，僅為條件判斷模塊中條件表達式“紅外避障變量==1”的教學(xué)，學(xué)生可施展空間受限，動手操作的積極性不高。針對這種情況，教師可以提供多個簡單模塊使用的學(xué)習(xí)資源，豐富學(xué)習(xí)的成果，更加關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。項目學(xué)習(xí)基于學(xué)生體驗，不僅要真實、有趣，還要呈現(xiàn)模式多樣、答案不確定的問題，以激發(fā)學(xué)生探究的欲望和學(xué)習(xí)動機。

本文原理講解為主

基本原理是人工智能課程的重要組成部分，基本原理的講解考驗教師對信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中人工智能課程的理解和對技術(shù)原理本身掌握的程度，是中小學(xué)教師開展人工智能課程面臨的關(guān)鍵問題。

案例分析：《數(shù)制》一課。

基本環(huán)節(jié)：本課的設(shè)計思路是提出問題—提煉已知—探索新知—關(guān)聯(lián)新舊知識—解決問題，教師課前用讀心術(shù)游戲做問題鋪墊，從十進制、時鐘、圓角等學(xué)生熟悉的計數(shù)方式引出二進制。通過講解，學(xué)生完成練習(xí)單，進一步深入到位權(quán)的學(xué)習(xí)，教師通過問卷星檢測學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果，最后解秘讀心術(shù)。

分析與思考：本課的設(shè)計以問題為導(dǎo)向，教師邏輯思維較強，教學(xué)思路清晰，課堂反饋及時有效。但由于教師針對教學(xué)設(shè)計中的主要目標(biāo)——二進制轉(zhuǎn)化的知識點輸入過多，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與度受到影響，學(xué)生學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)并沒有很好地體現(xiàn)，需要進一步優(yōu)化課堂設(shè)計。

理論課在信息技術(shù)一線教學(xué)中往往存在較大問題，其中一個主要的原因是離開計算機，教師容易將信息技術(shù)理論課上成數(shù)學(xué)課，或道德與法治課，甚至語文課。信息技術(shù)學(xué)科的優(yōu)勢和特點不容易突出，是因為教師對信息素養(yǎng)的本質(zhì)認(rèn)識不到位，信息素養(yǎng)的本質(zhì)就是無論在何種硬件條件下，學(xué)生面對復(fù)雜問題，都要能夠運用信息技術(shù)教學(xué)中所學(xué)的操作能力和技術(shù)思想通過合作、交流、分享解決問題。在本案例中，在有效的情境引入后，教師可以將二進制轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計為任務(wù)群，作為學(xué)生合作探究解決的主要內(nèi)容，教師提供豐富的素材或適當(dāng)?shù)膮f(xié)作，師生共同達成本課教與學(xué)的目標(biāo)。

本文結(jié)束語

在人工智能課程中，無論是體驗、編程還是原理的學(xué)習(xí)，在落地中小學(xué)信息技術(shù)課堂的時候，都離不開信息技術(shù)課堂教學(xué)的本質(zhì)，即從重知識講授、重工具應(yīng)用、重興趣提升轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾晫W(xué)生信息素養(yǎng)的全面綜合教育和培養(yǎng)，只有重視信息技術(shù)的科學(xué)本質(zhì)，才能凸顯學(xué)科的育人價值。