程稚蔚 潘彩虹

摘 要：人工智能是當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展中的前沿科技，在小學(xué)信息技術(shù)課程中開展人工智能教學(xué)有助于開闊學(xué)生的科學(xué)視野，幫助學(xué)生接觸先進(jìn)的科技。當(dāng)然，小學(xué)階段的學(xué)生，對(duì)人工智能的學(xué)習(xí)只是初步的了解，因此教師在這一教學(xué)過程中發(fā)揮的引導(dǎo)作用是至關(guān)重要的。文章將結(jié)合小學(xué)信息技術(shù)課程中有關(guān)人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)，逐步幫助學(xué)生理解人工智能發(fā)展的概貌，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息科學(xué)知識(shí)的主動(dòng)性，初步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐操作能力，上好人工智能“第一課”。

關(guān)鍵詞：人工智能;課堂變革;平衡差異

中圖分類號(hào)：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-04-09 文章編號(hào)：1674-120X（2019）23-0074-02

在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)平臺(tái)等技術(shù)漸漸深入人心的時(shí)代，人們對(duì)人工智能在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用已經(jīng)不再感到陌生。并且隨著課程改革的推進(jìn)，人工智能與教育領(lǐng)域有許多融合機(jī)會(huì)。它符合了教育信息化的要求，能通過多樣的技術(shù)手段，提高課堂教學(xué)效率，被人們普遍認(rèn)為是一種新興的、前景廣闊的教學(xué)方式。當(dāng)人工智能作為一種教學(xué)內(nèi)容在課堂中呈現(xiàn)時(shí)，可以幫助學(xué)生了解當(dāng)前教育教學(xué)的模式。在小學(xué)信息技術(shù)課堂上，“初識(shí)人工智能”主要是為了讓學(xué)生開闊科技視野，能夠跟隨時(shí)代發(fā)展的潮流提升自身的認(rèn)知水平，樹立科學(xué)探索的意識(shí)，培養(yǎng)探究科學(xué)規(guī)律、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的學(xué)科素質(zhì)。因而上好人工智能的“第一課”對(duì)教師和學(xué)生雙方來說都是十分重要的，教師應(yīng)當(dāng)充分做好備課工作，逐步將學(xué)生引進(jìn)人工智能學(xué)習(xí)的廣闊世界，最大化地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科能力。

一、趣味引入，了解概貌

對(duì)小學(xué)階段的學(xué)生來說，雖然人工智能所牽涉的科學(xué)知識(shí)相當(dāng)有趣，但因其是實(shí)驗(yàn)邏輯性較強(qiáng)的學(xué)科，理解時(shí)也存在一定難度。因此做好人工智能第一課的引入至關(guān)重要，要將學(xué)生真正地引入人工智能課堂學(xué)習(xí)的情境中去，而后再循序漸進(jìn)。對(duì)理論性太強(qiáng)或?qū)W生理解有難度的部分知識(shí)，教師應(yīng)盡量采取幽默活潑的語言為學(xué)生做介紹。在“初識(shí)人工智能”的教學(xué)過程中，教師不用對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)展開深入講解。為了做好第一課的教學(xué)工作，最應(yīng)該做的是通過趣味引入來讓學(xué)生把握即將學(xué)習(xí)的人工智能信息技術(shù)知識(shí)的輪廓，從外到內(nèi)、由淺及深，至少要讓學(xué)生對(duì)人工智能有一個(gè)概論上的了解。

那么在趣味導(dǎo)入的方式上，則需要教師結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)際來進(jìn)行一番探索。趣味引入可以利用多媒體素材來導(dǎo)入，而多媒體的應(yīng)用本身就與人工智能技術(shù)有所關(guān)聯(lián)，有助于達(dá)到寓教于樂的效果。比如學(xué)生都對(duì)機(jī)器人感興趣，那么教師可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索相關(guān)視頻，如科學(xué)研究機(jī)器人、有關(guān)機(jī)器人的影視片段等，打開小學(xué)生的科學(xué)視野，讓他們體會(huì)人工智能技術(shù)的先進(jìn)與神奇。如展示機(jī)器人模仿人類說話、即時(shí)翻譯、做家務(wù)等，這些與小學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的素材有助于課堂導(dǎo)入的順利進(jìn)行。再如，教師也可以在課前組織學(xué)生開展模仿機(jī)器人的游戲，這時(shí)小學(xué)生可能會(huì)根據(jù)自己之前的閱覽經(jīng)驗(yàn)紛紛開始搞怪模仿。小學(xué)生思維活躍、行動(dòng)力強(qiáng)，教師通過這種方式引入教學(xué)不僅活躍了課堂氣氛，而且有助于學(xué)生加深對(duì)接下來學(xué)習(xí)的知識(shí)的理解。在對(duì)人工智能整體概貌的認(rèn)識(shí)上，信息技術(shù)教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)以下幾點(diǎn)：一方面，人工智能優(yōu)勢(shì)顯著，具有服務(wù)性、智能性的突出特點(diǎn)。人工智能以先進(jìn)的信息整合搜索技術(shù)為導(dǎo)向，知識(shí)覆蓋面廣、容量龐大，且成體系化，便于對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行梳理歸納，對(duì)學(xué)生記憶知識(shí)來說極其方便。另一方面，人工智能一直在向個(gè)性服務(wù)化方向發(fā)展，它是科學(xué)的系統(tǒng)，同樣能和人進(jìn)行情感和心理上的交互，能提高課堂教學(xué)的趣味性和可操作性。

二、教學(xué)應(yīng)用，實(shí)踐展示

為了更好地幫助學(xué)生理解有關(guān)人工智能方面的信息技術(shù)知識(shí)，在教學(xué)條件允許的情況下，教師可以將人工智能技術(shù)引入課堂，以實(shí)踐教學(xué)的方式讓學(xué)生近距離感受人工智能信息技術(shù)的便捷與高效。不過，人工智能技術(shù)漸漸走入課堂，對(duì)教師來說也是一種考驗(yàn)。教師若不能跟緊現(xiàn)代人工智能教學(xué)科技的潮流，那么教學(xué)能力則會(huì)在智能化教學(xué)上難以施展。人工智能教學(xué)對(duì)信息技術(shù)教師的素質(zhì)要求普遍較高，教師需要掌握一定的信息操作技能。而且在智能化教學(xué)上，還要考慮好如何將知識(shí)和信息有效傳遞給學(xué)生，以及智能設(shè)備是否可以更好地促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)吸收等問題。針對(duì)現(xiàn)階段課堂教學(xué)中的問題，教師應(yīng)該從技術(shù)、應(yīng)用個(gè)體等方面綜合考慮，吸取以往課堂教學(xué)中的有益成果，深入淺出地將人工智能技術(shù)引入課堂，才能真正從信息化、智能化的方向提高課堂教學(xué)效率，保證教師、學(xué)生和智能技術(shù)的多方協(xié)調(diào)共進(jìn)，促成新時(shí)期的個(gè)性化課堂變革。通過這種實(shí)踐教學(xué)的方式，教師能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情和主動(dòng)性，營造濃厚的課堂氛圍，使學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)有更深的了解。如在教學(xué)過程中，教師可以為學(xué)生展示中外歷史上所制造出的機(jī)器人的圖片，如西周時(shí)期的“機(jī)器伶人”、三國時(shí)期諸葛亮創(chuàng)制的“木牛流馬”，還有公元前二世紀(jì)古希臘人發(fā)明的“自動(dòng)機(jī)”等，為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)提供豐富的多媒體資源。教師教學(xué)除了需要應(yīng)用人工智能技術(shù)之外，也要讓學(xué)生加強(qiáng)實(shí)踐操練，以便學(xué)生能夠通過實(shí)踐應(yīng)用更好地理解相關(guān)核心知識(shí)。在初識(shí)人工智能的階段，教師可以讓學(xué)生自己動(dòng)手操作有關(guān)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)方面的小實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生可以鞏固教師已經(jīng)講過的理論知識(shí)，同時(shí)還能進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造，探索人工智能技術(shù)方面的小規(guī)律、小問題。

三、合作探究，增進(jìn)理解

在“初識(shí)人工智能”的課堂上，學(xué)生的水平、興趣點(diǎn)和吸收成果參差不齊，教師很難保證讓每個(gè)學(xué)生都能達(dá)到同樣的學(xué)習(xí)效果。有的學(xué)生對(duì)機(jī)器人、人工智能這些事情很感興趣，課堂上一直配合教師的教學(xué);但是有的學(xué)生或許對(duì)機(jī)器人缺乏了解，學(xué)習(xí)上有些吃力，也不敢在信息技術(shù)課上發(fā)表自己的見解;還有的學(xué)生對(duì)人工智能缺乏興趣，上課態(tài)度不夠積極。

教師教學(xué)時(shí)需要將學(xué)生身上出現(xiàn)的這些問題都一一進(jìn)行思考，并且針對(duì)不同的學(xué)生展開不同的教學(xué)。合作探究是一種師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的有效教學(xué)方式，教師可以在課堂上讓學(xué)生以小組為單位討論有關(guān)人工智能的問題。如果涉及的信息技術(shù)知識(shí)對(duì)某些學(xué)生來說有些難度，那么教師可以提一些簡單的、大多數(shù)人都能回答得上來的問題，如你覺得人工智能在未來會(huì)發(fā)展到怎樣的程度、機(jī)器人的智能水平會(huì)達(dá)到怎樣的高度;或者是人工智能發(fā)展得越來越迅速，你認(rèn)為機(jī)器人以后會(huì)代替人類勞動(dòng)嗎？你在生活中見過哪些應(yīng)用人工智能的事物等問題。學(xué)生即使對(duì)人工智能方面的信息技術(shù)缺乏足夠知識(shí)儲(chǔ)備，在這些問題上也能有所創(chuàng)見。教師讓學(xué)生以小組或同桌為單位進(jìn)行討論，自由發(fā)表意見，能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)問題的理解。最終，教師可以讓學(xué)生在班級(jí)內(nèi)對(duì)有關(guān)問題發(fā)表看法，無論是對(duì)是錯(cuò)，教師都要予以鼓勵(lì)。對(duì)想象力豐富、見解獨(dú)到的回答，教師也要予以充分肯定。除此之外，為了幫助小學(xué)生更好更快地理解人工智能方面的知識(shí)，教師可以通過舉例說明的方式來讓學(xué)生體會(huì)人工智能與生活的密切聯(lián)系，如人工智能與教師教學(xué)之間的聯(lián)系。人工智能技術(shù)可以結(jié)合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，因人而異地提供不同的教學(xué)方案，使課堂教學(xué)不再是一種模式的“滿堂灌”，而是多種教學(xué)方式的結(jié)合交互，減輕教師的教學(xué)壓力。同時(shí)，這種“私人定制”的智能教學(xué)手段也滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化。

四、重視提問，加強(qiáng)管理

作為一門應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，人工智能信息技術(shù)課的第一課只能是幫助學(xué)生了解有關(guān)人工智能知識(shí)的概覽。對(duì)于接下來的學(xué)習(xí)，需要學(xué)生有著持之以恒的學(xué)習(xí)毅力和濃厚的學(xué)習(xí)興趣才能不斷地堅(jiān)持下去，因而在第一課上教師就應(yīng)當(dāng)把打好學(xué)生基礎(chǔ)作為重要的教學(xué)目標(biāo)。教師要注重提問教學(xué)，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，把問題與學(xué)生的日常生活、學(xué)生之前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容關(guān)聯(lián)在一起。教師在展示機(jī)器實(shí)驗(yàn)的過程中，每進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，都應(yīng)當(dāng)提出問題來啟發(fā)學(xué)生的思維。如教師可以通過視頻向?qū)W生展示傳送帶上貨物運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)，一般安全檢查、行李托運(yùn)時(shí)都會(huì)用到傳送帶，學(xué)生對(duì)這種機(jī)器的工作方式比較熟悉，但是對(duì)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)則比較陌生。因此教師通過播放實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生了解日常生活中見到的傳送帶實(shí)際上是以鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來運(yùn)轉(zhuǎn)的。繼而啟發(fā)學(xué)生：“生活中還有哪些常見的事物也是通過鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？”

通過啟發(fā)式的提問教學(xué)，一方面可以活躍課堂氛圍，另一方面也可以幫助學(xué)生展開思考、聯(lián)系實(shí)際，鍛煉多角度思考問題的科學(xué)思維能力。有的學(xué)生可能就會(huì)想起來，生活中的自行車、鐘表等事物都是以鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來運(yùn)行的。由此不僅讓學(xué)生理解了機(jī)器的工作原理，同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)實(shí)際生活中科學(xué)現(xiàn)象的理解與感悟。此外教師還需重視的是課堂的管理，上好人工智能第一課不僅要在教學(xué)內(nèi)容上做好安排，同時(shí)還要做好課堂協(xié)調(diào)管理工作，保證紀(jì)律以及教學(xué)效率，促進(jìn)教學(xué)的有效進(jìn)行與學(xué)生知識(shí)的穩(wěn)步吸收。如教師可以采取獎(jiǎng)勵(lì)管理法，獎(jiǎng)勵(lì)回答滿三個(gè)問題的學(xué)生一個(gè)機(jī)器人玩具;對(duì)課堂上發(fā)言不太積極的學(xué)生，教師則可以選擇適時(shí)提問，回答對(duì)了問題同樣可以獲得獎(jiǎng)勵(lì);即使回答錯(cuò)誤，教師也不能過多苛責(zé)，而是要耐心為學(xué)生講解其錯(cuò)誤的原因，并提醒學(xué)生認(rèn)真聽講。教師通過啟發(fā)提問、細(xì)致管理，有助于營造和諧的課堂氛圍，促進(jìn)人工智能第一課教學(xué)效率的有效提高。

五、結(jié)語

信息技術(shù)與人們生活的聯(lián)系日益密切，人工智能在小學(xué)階段的教學(xué)工作有著比較成熟的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生從生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)去認(rèn)識(shí)人工智能，有助于達(dá)成對(duì)這一前沿信息技術(shù)的初步認(rèn)識(shí)，并且能夠在今后的本學(xué)科學(xué)習(xí)甚至是其他學(xué)科學(xué)習(xí)中運(yùn)用這一技術(shù)來解決問題。這樣才真正體現(xiàn)了人工智能“第一課”的教學(xué)意義，更好地達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)提高了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

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