曾結(jié)婷

摘 要：在教學(xué)中，文章以單元教學(xué)核心素養(yǎng)為旨?xì)w，設(shè)計(jì)了“AI程序我體驗(yàn)”“AI程序我設(shè)計(jì)”和“AI程序我創(chuàng)編”三個(gè)活動(dòng)，通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)、任務(wù)分解、情景遷移等方法，引導(dǎo)學(xué)生借助數(shù)字資源和數(shù)字設(shè)備進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，逐步掌握中英文語(yǔ)音識(shí)別程序的編寫(xiě)原理和方法，提高數(shù)字化合作與探究能力，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：大單元教學(xué)；人工智能技術(shù)；核心素養(yǎng)

一、案例背景

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的修訂，重在育人導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)“構(gòu)建邏輯關(guān)聯(lián)的課程結(jié)構(gòu)”“學(xué)科原理與實(shí)踐應(yīng)用并重”的重要性。這些關(guān)鍵詞都指向一個(gè)教育熱點(diǎn)詞——“大單元教學(xué)”。而提煉大主題是單元教學(xué)的核心，學(xué)習(xí)的目標(biāo)與內(nèi)容、任務(wù)與活動(dòng)、過(guò)程與評(píng)價(jià)等都圍繞大主題開(kāi)展，構(gòu)建單元主題使整個(gè)教學(xué)形成向心結(jié)構(gòu)，有效促進(jìn)信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)和信息責(zé)任四個(gè)重要素養(yǎng)有機(jī)融合，共同促進(jìn)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能的提升。

“語(yǔ)音點(diǎn)餐機(jī)器人”是對(duì)人工智能三年級(jí)上冊(cè)第5課“讓電腦聽(tīng)話”的教學(xué)內(nèi)容重組，圍繞“AI智慧餐廳”大單元主題，設(shè)計(jì)“語(yǔ)音點(diǎn)餐機(jī)器人”學(xué)習(xí)子主題，以“點(diǎn)餐活動(dòng)”為活動(dòng)主線展開(kāi)“編寫(xiě)中英文語(yǔ)音識(shí)別程序”的學(xué)習(xí)。本單元的目標(biāo)是“理解人工智能技術(shù)的工作原理及應(yīng)用價(jià)值”，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維。

二、案例描述

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引出課題

通過(guò)觀看迎賓機(jī)器人攬客的情景，回顧本單元“AI智慧餐廳”第4課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生感受迎賓機(jī)器人的強(qiáng)大語(yǔ)音識(shí)別和合成功能，為本課設(shè)計(jì)語(yǔ)音點(diǎn)餐機(jī)器人的學(xué)習(xí)埋下伏筆。本環(huán)節(jié)中以“你最欣賞這個(gè)機(jī)器人的哪些表現(xiàn)？”和“你還希望它有什么本領(lǐng)，使這家餐廳更加智能化？”兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的奇思妙想，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新思維，讓學(xué)生調(diào)用已有的智能生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考，形成整體意識(shí)。

（二）體驗(yàn)感知，理解原理（AI程序我體驗(yàn)）

本環(huán)節(jié)以“做中學(xué)”為指導(dǎo)思想，先讓學(xué)生體驗(yàn)點(diǎn)餐程序的工作流程，幫助學(xué)生初步感知語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的探究欲和學(xué)習(xí)興趣。然后結(jié)合學(xué)生豐富具體的操作經(jīng)驗(yàn)提煉出語(yǔ)音識(shí)別的工作原理，讓學(xué)生對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)有了更深入的理解，為后面的應(yīng)用原理編程程序的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（三）實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證原理（AI程序我設(shè)計(jì)）

本環(huán)節(jié)中圍繞“電腦是如何運(yùn)用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別中文的？”這一研學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)兩個(gè)編程任務(wù)，第一個(gè)任務(wù)是“編寫(xiě)中文語(yǔ)音點(diǎn)餐程序，讓電腦識(shí)別你說(shuō)的食物名稱”，第二個(gè)任務(wù)是“設(shè)計(jì)一個(gè)中英文語(yǔ)音識(shí)別程序，實(shí)現(xiàn)用不同的按鍵來(lái)選擇用中文或英文點(diǎn)餐”，由淺入深，逐步推進(jìn)，突破中英文語(yǔ)音識(shí)別程序編寫(xiě)這一難點(diǎn)。

在任務(wù)一中，引導(dǎo)學(xué)生利用在線平臺(tái)發(fā)布的微課、參考指南等數(shù)字資源，進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)自學(xué)初步掌握了中文語(yǔ)音識(shí)別程序的編寫(xiě)方法和編寫(xiě)原理。為加深學(xué)生對(duì)語(yǔ)音識(shí)別原理的理解，及時(shí)追問(wèn)學(xué)生：“語(yǔ)音點(diǎn)餐程序能否識(shí)別家鄉(xiāng)的方言？”并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照黑板板書(shū)分析是哪個(gè)步驟出了問(wèn)題？學(xué)生通過(guò)猜想與驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)是“比對(duì)模型”這一步驟出錯(cuò)了，從而得出“因?yàn)槟壳斑€沒(méi)編寫(xiě)出方言的語(yǔ)音模型，所以不能比對(duì)出方言語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的文字”這一結(jié)論。本環(huán)節(jié)能有效培養(yǎng)學(xué)生獲取有用信息解決問(wèn)題的意識(shí)，學(xué)生的計(jì)算思維得到一定的發(fā)展。

為順利過(guò)渡到任務(wù)二的學(xué)習(xí)，依據(jù)新課標(biāo)“倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)”的課程理念。

筆者在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)了這樣一個(gè)真實(shí)問(wèn)題情景：“餐廳客人來(lái)自五湖四海，說(shuō)的不止是一種語(yǔ)言，但我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)點(diǎn)餐程序只能用一種語(yǔ)言來(lái)點(diǎn)餐，怎么辦好呢？”

學(xué)生發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音點(diǎn)餐機(jī)器人的不足并激發(fā)學(xué)生想到要為點(diǎn)餐機(jī)器人設(shè)置多種點(diǎn)餐語(yǔ)言的學(xué)習(xí)需求，自然過(guò)渡到“使用按鍵來(lái)切換點(diǎn)餐語(yǔ)言的程序編寫(xiě)”的任務(wù)學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)小組合作，借助流程圖很快設(shè)計(jì)出中英文語(yǔ)音識(shí)別程序的算法，并依據(jù)流程圖原理編寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的代碼。最后學(xué)生能聯(lián)系生活實(shí)際，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步完善語(yǔ)音點(diǎn)餐機(jī)器人的功能，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神。在這樣一個(gè)“設(shè)計(jì)—實(shí)踐—反思—改進(jìn)”的循環(huán)迭代教學(xué)中不斷優(yōu)化教學(xué)，深化應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

（四）全課總結(jié)，智能測(cè)評(píng)

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)要與新技術(shù)深度融合，本環(huán)節(jié)借助數(shù)字化設(shè)備——智能學(xué)伴對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂檢測(cè)和自我評(píng)價(jià)，學(xué)生通過(guò)搶答和自評(píng)，教師依托大數(shù)據(jù)分析，及時(shí)了解學(xué)生答題進(jìn)程、掌握得好與不好的地方、答對(duì)率和低分率以及學(xué)生對(duì)自己表現(xiàn)的滿意度，有針對(duì)性地講解，反饋質(zhì)疑，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)課堂教學(xué)的有效性，落實(shí)教學(xué)評(píng)一體化的要求。

1. 課例片段1：運(yùn)用語(yǔ)音識(shí)別原理編寫(xiě)中文點(diǎn)餐程序。

師：根據(jù)這個(gè)原理，自己動(dòng)手編寫(xiě)一個(gè)語(yǔ)音點(diǎn)餐程序，編寫(xiě)之前我們先來(lái)思考一個(gè)研學(xué)問(wèn)題：電腦如何運(yùn)用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別中文的？為了解決這個(gè)研學(xué)問(wèn)題，我們先來(lái)完成基礎(chǔ)任務(wù)。

師：老師發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)都已經(jīng)把這個(gè)程序完成了，誰(shuí)愿意和大家分享你設(shè)計(jì)的點(diǎn)餐程序？說(shuō)說(shuō)你用了什么積木來(lái)讓電腦識(shí)別你說(shuō)的中文？

生1：我用了一個(gè)“詢問(wèn)，開(kāi)始中文語(yǔ)音識(shí)別”積木來(lái)識(shí)別中文，還用了一個(gè)“運(yùn)行被點(diǎn)擊”積木讓程序開(kāi)始工作。

生2：我設(shè)計(jì)了一個(gè)英文點(diǎn)餐程序。因?yàn)椴蛷d會(huì)有外國(guó)客人，把語(yǔ)音識(shí)別積木中的中文語(yǔ)言改為英文語(yǔ)言就可以了。

……

師：同學(xué)們，老師發(fā)現(xiàn)這個(gè)語(yǔ)音識(shí)別積木能識(shí)別中文、英文和粵語(yǔ)等語(yǔ)言，想一想，能不能識(shí)別家鄉(xiāng)的方言呢？請(qǐng)你說(shuō)一句方言來(lái)點(diǎn)餐，看看我們的語(yǔ)音識(shí)別程序能否識(shí)別出來(lái)？

生1：不能。

師：請(qǐng)問(wèn)您來(lái)自哪里？請(qǐng)你上臺(tái)說(shuō)一句方言來(lái)點(diǎn)餐，好嗎？

生：大家好，現(xiàn)在我用一句湖南話來(lái)點(diǎn)餐。

師：為什么電腦不能識(shí)別她說(shuō)的方言？是語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程中的哪一步出現(xiàn)問(wèn)題了？

生：比對(duì)模型。

師：由于工程師還沒(méi)成功編寫(xiě)出除粵語(yǔ)外的其他方言語(yǔ)音模型程序，所以暫時(shí)不能識(shí)別出對(duì)應(yīng)方言的語(yǔ)言文字。如果你想把家鄉(xiāng)話發(fā)揚(yáng)光大，將來(lái)可以由你編寫(xiě)家鄉(xiāng)方言的語(yǔ)言模型。

2. 課例片段2：編寫(xiě)中英文語(yǔ)音識(shí)別程序，實(shí)現(xiàn)用不同的按鍵來(lái)選擇用中文或英文點(diǎn)餐。

師：小程序員們，餐廳客人來(lái)自五湖四海，說(shuō)的不止是一種語(yǔ)言，但我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)點(diǎn)餐程序只能用一種語(yǔ)言來(lái)點(diǎn)餐，怎么辦好呢？

生：增加英文點(diǎn)餐功能。

師：你很聰明哦，能想到把兩種點(diǎn)餐功能結(jié)合起來(lái)。老師有一個(gè)好辦法，我們可以用鍵盤(pán)上的按鍵實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言切換。當(dāng)客人想用中文點(diǎn)餐，就按c鍵。當(dāng)客人想用英文點(diǎn)餐，就按e鍵。這個(gè)中英文點(diǎn)餐程序你會(huì)設(shè)計(jì)嗎？不急，我們先用一個(gè)流程圖來(lái)梳理設(shè)計(jì)思路。請(qǐng)小組合作學(xué)習(xí)，討論如何讓電腦根據(jù)客人按下的按鍵來(lái)做對(duì)應(yīng)語(yǔ)言的語(yǔ)音識(shí)別？把討論結(jié)果填在流程圖上。

……

師：部分同學(xué)還沒(méi)編寫(xiě)成功，是遇到什么困難了嗎？

生：重復(fù)執(zhí)行不知道放哪里/按下按鍵不能點(diǎn)餐。

師：哪位同學(xué)能幫幫她？

生：要把重復(fù)執(zhí)行代碼放在最外面。

師：原來(lái)我們到這里只是編好中文和英文語(yǔ)音識(shí)別程序。要想反復(fù)地點(diǎn)餐，還需使用“重復(fù)執(zhí)行”積木，這樣電腦才能一直收到我們的指令。

三、案例反思

1. 教材重組結(jié)構(gòu)化。本課以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，充分發(fā)揮課程育人價(jià)值。采用大單元主題教學(xué)，緊密?chē)@“AI智慧餐廳”單元主題，創(chuàng)設(shè)“語(yǔ)音點(diǎn)餐”這一子主題，實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容重組和二度開(kāi)發(fā)，用點(diǎn)餐這一真實(shí)生活情景為主題，巧妙地完成“中文”到“英文”語(yǔ)音識(shí)別的學(xué)習(xí)過(guò)渡，自然而流暢，內(nèi)容連貫、層層遞進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效教學(xué)。主題新穎有趣，貼近生活，學(xué)生經(jīng)歷從體驗(yàn)到理解和創(chuàng)編的真實(shí)過(guò)程，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)小主人的魅力，讓課堂不僅僅是傳授知識(shí)，更多的是學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

2. 教學(xué)方法多樣化。為讓學(xué)生更好地掌握用編程的方法來(lái)調(diào)用語(yǔ)音識(shí)別積木從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，本課采用情境教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、范例教學(xué)、小組合作多種教學(xué)方法組織教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中堅(jiān)持以生為本，教師為輔的原則，為學(xué)生提供微課、研學(xué)案、參考指南等腳手架，讓學(xué)生經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)、合作探究的過(guò)程，掌握語(yǔ)音點(diǎn)餐程序的編寫(xiě)原理和方法，發(fā)展計(jì)算思維。

3. 學(xué)習(xí)方式創(chuàng)新化。本課融通多種技術(shù)和在線平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)，為學(xué)生打造數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。在教學(xué)過(guò)程中師生依托人工智能在線平臺(tái)開(kāi)展任務(wù)發(fā)布、獲取學(xué)習(xí)資源、創(chuàng)造作品和提交任務(wù)等數(shù)字化學(xué)習(xí)活動(dòng)，創(chuàng)新學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生有效利用數(shù)字設(shè)備解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。

4. 作品創(chuàng)作數(shù)字化。人工智能是信息科技課的分支，也是有產(chǎn)出的，就是學(xué)生作品，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)編程知識(shí)，借助數(shù)字平臺(tái)創(chuàng)編程序，創(chuàng)造出了獨(dú)具特色、功能完善的數(shù)字化作品。在創(chuàng)造過(guò)程中本人給予學(xué)生充分的創(chuàng)作時(shí)間和展示機(jī)會(huì)，并通過(guò)自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)多元化評(píng)價(jià)，綜合評(píng)定學(xué)生各方面的表現(xiàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

本課能很好地落實(shí)融合五育、融通技術(shù)、融匯四評(píng)、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的課標(biāo)要求，構(gòu)建學(xué)生樂(lè)學(xué)的課堂教學(xué)新樣態(tài)。但本課也有一些不足，比如教師演示時(shí)偶爾忘記控屏，二是思維性點(diǎn)播可以更深入。雖然三年級(jí)的人工智能課以通識(shí)教育、體驗(yàn)為主，但在課堂中適當(dāng)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行追問(wèn)，滲透思維提升也是有必要的，總的來(lái)說(shuō)大單元教學(xué)在提升教學(xué)效益、落實(shí)課程核心素養(yǎng)的同時(shí)，能達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的目的。