【摘 要】伴隨著信息技術的不斷發(fā)展,從小學階段就開始著手對學生開展人工智能方面的教育與引領,對于提升學生的信息素養(yǎng)能夠發(fā)揮出重要作用。為了充分滿足新時代學生學習與成長的需要,本文對目前人工智能校本課程開展現(xiàn)狀進行研究,全面分析校本課程開發(fā)與實施過程中面臨的問題,立足小學階段學生的特點,圍繞“智能臺燈”這一項目主題來開展人工智能校本課程開發(fā)與實施方面的探索,對課程開發(fā)的流程進行探索,從而更好地幫助學生融入“智能臺燈”制作的相關活動,以此總結出課程開發(fā)與實施的經(jīng)驗,助力教師更好地開展教學活動。
【關鍵詞】人工智能;校本課程;開發(fā);實施
【中圖分類號】G434 " 【文獻標志碼】A
【論文編號】1671-7384(2025)01-067-02
人工智能校本課程在開發(fā)過程中,教師需要充分結合學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求,全面做好需求分析,在此基礎上完善課程的目標設計,對課程內(nèi)容進行建構,然后圍繞課程結構來做好教學設計和課程實施[1]。在以上各個環(huán)節(jié)都要將課程評價滲透在教學活動中,由此就能及時發(fā)現(xiàn)每個環(huán)節(jié)存在的問題,并對課程進行修訂與改進,使教學活動能夠充分滿足學生多樣化的學習需要。
小學人工智能校本課程目標設計
在小學人工智能校本課程開發(fā)過程中,所有教學活動都是圍繞主題任務而開展的,在相關工作開展過程中,目標設計是一切工作的前提[2]。為了使此項教學工作能夠真正取得理想效果,需要教師結合小學階段學生的特點以及小學人工智能課程的育人目標,來做好課程目標的設計。在本節(jié)課課程目標設計過程中,教師需要認真對主題任務進行分析,在深入分析的基礎上展開目標設計,使目標設計更具針對性。本次校本課程的主題任務為制作一款智能臺燈(聲控燈)。任務要求:使用uKit EDU給臺燈編程;當發(fā)出響聲時,臺燈會亮起。
結合培養(yǎng)小學生信息素養(yǎng)的相關要求,教師將本課程的目標設計為:(1)理解人工智能的基本概念,能夠簡單了解人工智能的定義,并能夠?qū)⑵渑c日常生活中的實際應用聯(lián)系起來;(2)掌握uKit EDU編程平臺的基本操作,能夠使用uKit EDU編程平臺進行簡單的編程操作,包括添加、配置和連接傳感器、執(zhí)行器等基本組件;(3)理解聲控技術的原理,包括聲音傳感器如何檢測聲音信號并將其轉(zhuǎn)化為電信號;(4)能夠進行簡單的編程設計,在教師的指導下設計簡單的程序,通過編程實現(xiàn)聲控功能,即當檢測到聲音時,觸發(fā)臺燈的亮滅操作;(5)提高學生的動手實踐能力,學生動手制作智能臺燈,在實踐中學習人工智能的基本原理和應用,培養(yǎng)動手實踐的能力和創(chuàng)造力;(6)促進團隊合作與交流,能夠與小組成員密切協(xié)作,完成智能臺燈的制作和編程任務,通過交流和合作共同解決問題,培養(yǎng)團隊合作精神和交流能力,在這一過程中也使學生的科學探索精神得到培養(yǎng)。
小學人工智能校本課程實施的策略
1.創(chuàng)設情境,激發(fā)學生參與興趣
在小學人工智能校本課程實施過程中,為了充分激發(fā)出學生參與教學活動的積極性,教師需要結合人工智能技術在現(xiàn)實生活中的應用和校本課程的主題來為學生做好情境創(chuàng)設[3]。教師可以結合“制作一款智能臺燈(聲控燈)”的主題任務,在教學活動開始之前,結合現(xiàn)實生活摸黑尋找開關的案例來為學生創(chuàng)設教學情境。在教學過程中,教師向?qū)W生展示課件,引領學生通過小組合作探究的方式,探討課件中具體發(fā)生了什么事,讓學生結合自己在現(xiàn)實生活中的經(jīng)驗展開分析,使學生充分融入教學情境,從而結合自己在現(xiàn)實生活中的經(jīng)驗,提出在家中安裝智能燈具的建議,由此教師就能導入主題任務。
2.先導學習,認識各種電子原件
在“制作一款智能臺燈(聲控燈)”主題任務推進過程中,學生需要熟悉各種電子元件,同時也需要掌握一些電子元件工作的原理,這就需要教師在教學活動開展過程中,充分發(fā)揮自身優(yōu)勢向?qū)W生進行解讀。教師在課前需要認真研究本課程的整體目標,同時結合制作智能臺燈可能會用到的電子元件,展開教學設計,在正式開始實踐探究之前,從理論層面,幫助學生充分認識智能臺燈工作的原理以及控制器、舵機、聲音傳感器、拼插零件等電子元件所發(fā)揮的重要作用,由此為實踐活動的開展奠定堅實基礎。
3.小組探究,在合作學習中提升
人工智能校本課程在開發(fā)過程中,實踐環(huán)節(jié)是教學活動的重點。為了使該環(huán)節(jié)的教學活動能夠取得理想效果,教師需要給予學生充足的時間去展開探究[4]。教學活動可以借助小組合作探究的方式來開展,在活動開始之前,教師首先需要向?qū)W生宣讀紀律,之后導入活動的任務主題,引領學生開始探究活動。
在探究活動開展過程中,學生需要圍繞以下任務來穩(wěn)步推進。
任務一:制作聲控燈需要用到哪些電子元件?在本環(huán)節(jié)探究過程中,教師需要重點引領學生結合之前對電子元件的了解,展開互動;通過互動引導學生得出結論,要想制作聲控的智能臺燈必須要具備:眼燈、傳感器、控制器。在學生通過探究得出結論之后,教師一方面肯定學生的答案,另一方面引領學生認識眼燈,由于之前學生已經(jīng)對傳感器和控制器有所了解,所以課堂上不再單獨介紹。
任務二:連接方式。本環(huán)節(jié)的教學活動中,教師需要重點指導學生如何將電子元件正確連接,教會學生認識每個接口的功能,從而幫助學生不斷加深認識。
任務三:分析臺燈結構。這一環(huán)節(jié)需要學生將之前探究過程中所學到的知識和經(jīng)驗展開分析,在小組同伴的團結協(xié)作之下,充分了解臺燈的構造,為接下來的制作創(chuàng)造條件。
任務四:模型搭建。在指導學生借助小組合作制作智能臺燈的過程中,教師要為學生提供參考的模型,使學生在腦海中能夠形成初步思路。
任務五:編程。教師引領學生借助系統(tǒng)進入編程的界面,連接uKit AI控制器,帶領學生認識代碼區(qū)的各種代碼塊,找出與眼燈基礎操作有關的代碼塊。學生按照設置燈光、試一試來展開驗證。在不斷探索和驗證過程中,學生就會熟練掌握制作技巧。
4.能力拓展,借助改裝遷移經(jīng)驗
在學生掌握制作技巧之后,在接下來的教學環(huán)節(jié),教師需要將注意力集中在能力拓展上,通過改變條件,引領學生對原有的智能臺燈進行改裝,如教師可以提出以下要求讓學生編寫程序:當聲音強度值超過100時,亮起一個眼燈3秒;當聲音強度值超過200時,同時亮起2個眼燈5秒。同時,教師引導學生思考:假如智能臺燈在工作過程中僅僅使用聲音傳感器,那么白天可能會出現(xiàn)什么樣的情況,應該如何做才能解決這一問題?通過這種方法就能更好地引導學生融入對問題的思考,學生可以結合之前所了解到的各種傳感器,提出加裝感知亮度的傳感器,通過編程確保智能臺燈只有在亮度低于某一數(shù)值時才正常工作,由此,學生綜合運用相關知識的能力就能得到提升。
結束語
人工智能校本課程在開發(fā)與實施過程中,教師需要結合小學生的認知規(guī)律、目標和框架結構設計,明確教學活動開展的目標,幫助學生充分認識各種電子元件,同時給學生自主探究的空間。由此學生就能充分融入學習活動中,使個人的實踐能力得到培養(yǎng)和提升,激發(fā)出學習和運用人工智能的積極性。
注:本文系2023年度廣西教育信息化教學應用實踐共同體專項課題“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型下區(qū)域AI教育共同體發(fā)展路徑與實踐研究”(編號:2023ZJY518)階段性成果
參考文獻
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