杜洋 秦繼蘭

2017年7月，國務(wù)院正式印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，確立了新一代人工智能發(fā)展三步走的戰(zhàn)略目標(biāo)，人工智能的發(fā)展至此上升到國家戰(zhàn)略層面。做好人工智能與教育融合創(chuàng)新發(fā)展，成為了時代賦予教育的重要使命。北京市順義區(qū)馬坡小學(xué)在人工智能教育領(lǐng)域也做了一定的探索。

人工智能課程設(shè)計

基于中小學(xué)人工智能課程開設(shè)的相關(guān)要求，學(xué)校在充分考慮校情、生情的前提下，把課程目標(biāo)定位為：學(xué)生能夠初步感知、了解、體驗人工智能課程，在課程中通過小組合作設(shè)計、搭建、編程，發(fā)展想象力、創(chuàng)造力、小組合作能力，以及簡單的編程邏輯思維。為了達(dá)成課程目標(biāo)，我們的課程設(shè)計具有以下特點(diǎn)。

1.結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際進(jìn)行選題

小學(xué)階段的人工智能課程主要目的是讓學(xué)生感悟人工智能給生活和學(xué)習(xí)帶來的影響。教師在設(shè)計相關(guān)課程時要結(jié)合孩子的生活實(shí)際選擇課程主題，只有這樣設(shè)計才能源于生活，又服務(wù)于生活。例如：我們設(shè)計的“智能小家”主題中的“遠(yuǎn)程控制”，先讓學(xué)生思考設(shè)計的實(shí)用性，這樣學(xué)生才會覺得他們學(xué)習(xí)的內(nèi)容與生活如此緊密，探究出來的成果才更有實(shí)用價值。

2.設(shè)計學(xué)生感興趣的主題活動

興趣是最好的老師。在課程設(shè)計時，教師應(yīng)當(dāng)學(xué)會抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)設(shè)計主題活動，只有學(xué)生感興趣的主題活動才能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲。對于現(xiàn)代化智能生活這樣一個大主題，“智能家居”“無人駕駛”“智能機(jī)器人”等一個個學(xué)生感興趣的小主題，教師可以結(jié)合孩子們很多的想法和創(chuàng)意，進(jìn)行具體的主題活動設(shè)計，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

3.以任務(wù)驅(qū)動式開展學(xué)習(xí)過程

人工智能課程最好采用任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)方式，教師結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容由易到難設(shè)計不同的任務(wù)，學(xué)生在完成“任務(wù)”的過程中提升創(chuàng)新意識。如果學(xué)生在完成任務(wù)過程中遇到困難，教師可以順勢給予引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生嘗試多種方法解決困難，這樣學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題并想辦法解決問題的過程中能夠獲得成就感，思維也能夠得到鍛煉，實(shí)踐操作能力、解決問題的能力得到提升。

人工智能課程實(shí)施過程

本著“人工智能——學(xué)在少年，贏在未來”的宗旨，學(xué)校人工智能課程經(jīng)過前期的精心設(shè)計，實(shí)施過程經(jīng)歷了兩個階段。

1.組建人工智能社團(tuán)

學(xué)校先嘗試以社團(tuán)的形式開設(shè)人工智能課程。人工智能社團(tuán)開展了多個主題學(xué)習(xí)活動，比如設(shè)計智能風(fēng)扇、停車系統(tǒng)、中國天眼系統(tǒng)、遠(yuǎn)程SOS救助器等。通過社團(tuán)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅理解了人臉識別的簡單應(yīng)用，學(xué)會了語音控制的使用方法，還能夠通過遠(yuǎn)程控制設(shè)計智能家居、無人駕駛自行巡線等。

2.人工智能與信息技術(shù)課程整合實(shí)施

基于人工智能社團(tuán)開設(shè)的效果，學(xué)校希望把該課程推廣到年級中去，讓更多的學(xué)生能夠了解、體驗、學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)知識。經(jīng)過研討決定，在四五年級與信息技術(shù)課程整合開設(shè)了人工智能課程。課程主題包括：一是“智能家居”主題。學(xué)生圍繞教師設(shè)計的主題活動充分發(fā)表想法與創(chuàng)意，教師進(jìn)行歸納總結(jié)，最后通過人工智能課程去實(shí)現(xiàn)。學(xué)生們從搭建到程序設(shè)計，小組合作完成了各自設(shè)計的智能小家。整個學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生們對聲控?zé)簟⒅悄芤魳凡シ牌?、智能電扇、遠(yuǎn)程門禁等智能家居的原理有了更加深入的了解。二是“智能小車”主題。學(xué)生們對無人駕駛充滿了好奇心，無人駕駛汽車、出租車、快遞車，已經(jīng)開始應(yīng)用于我們的生活中，如何通過編程設(shè)計實(shí)現(xiàn)無人駕駛也就成為了學(xué)校人工智能課程的另一個研究主題。我們的課程主要分為這樣幾個模塊：利用紅外遙控器控制小車，體驗控制小車的樂趣;認(rèn)識超聲波感應(yīng)與物體的距離從而避開障礙物;設(shè)計巡線小車使汽車能夠按照一定的路線行走。通過以上模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生們對無人駕駛的基本原理有了初步了解。三是“智能垃圾桶”主題。為了方便人們區(qū)分生活垃圾，我們策劃了主題為“智能垃圾桶”的課程設(shè)計。該設(shè)計主要包括手工設(shè)計垃圾桶外形、設(shè)計智能感應(yīng)開蓋、智能燈光、識別垃圾然后分類幾個部分。最后由學(xué)生來展示他們的作品，并暢想如何讓智能垃圾桶應(yīng)用于生活中。通過完成這樣的主題活動，學(xué)生在了解人工智能基本原理的基礎(chǔ)上，真切體驗到人工智能為人們生活帶來的便利。

人工智能課程初見成效

經(jīng)過兩年的課程開設(shè)，不僅讓越來越多的學(xué)生了解到人工智能課程的魅力，也培養(yǎng)了學(xué)生對該課程的興趣與熱情?！叭斯ぶ悄堋闭n程也逐漸成為了馬坡小學(xué)的特色校本課程。

2019年5月學(xué)校召開了“聚焦人工智能，引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展”—— 順義區(qū)小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)研討活動。在活動中，杜洋老師執(zhí)教“智能小家—— Mbot云廣播、接收”。本節(jié)課選題新穎，核心概念非常明確，教師采用體驗式、動手實(shí)踐、小組討論的方式激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，通過層層遞進(jìn)的活動設(shè)計很好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

2019年11月我校舉辦了“科技改變生活 創(chuàng)新引領(lǐng)未來”為主題的第七屆科技節(jié)活動。本次科技節(jié)展出的人工智能項目和作品，很好地體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力和信息素養(yǎng)，在全校師生、家長及參觀者中受到了一致好評。

此外，學(xué)生結(jié)合課程中學(xué)習(xí)的技能，充分發(fā)揮想象，設(shè)計出了很多主題作品，并在市區(qū)級相關(guān)作品征集活動中獲獎。從學(xué)生的作品可以看出，他們在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，在學(xué)習(xí)與思考、設(shè)計與實(shí)踐的過程中，很好地掌握并運(yùn)用了信息技術(shù)學(xué)科基礎(chǔ)知識，提升了人工智能意識、技術(shù)創(chuàng)新思維、應(yīng)用實(shí)踐能力。

作者單位：北京市順義區(qū)馬坡中心小學(xué)