開展人工智能教育 助力學生快樂成長

韓玉娟

“互聯網+”、云計算、大數據等技術在日新月異地發展，教育該何去何從呢？人機圍棋大戰、掃地機器人、無人駕駛汽車、機器人快遞員……似乎每天這些人工智能的信息都充斥著我們的生活，對于人工智能教育的必要性和重要性已經不言而喻。

北京第一師范學校附屬小學的快樂教育，一直致力于讓兒童快樂成長。而人工智能時代的到來，人工智能課程的開設，人工智能教育能夠使學生更有創造性，更好地適應未來社會，為學生一生的幸福和快樂成長奠基。

學校硬件環境的建設

伴隨著國家一系列信息化建設教育文件與措施的出臺以及邁向教育現代化的信息技術融合創新發展進程，一師附小在1992年建設了第一個擁有25臺計算機的教室，2000年開始了校園網和多媒體網絡建設，2011年實現無線網絡全覆蓋的數字化校園教學環境，完善了三大平臺。

資源共享云平臺：對校園所有區域進行無線網絡覆蓋，使每間教室都具有了進行移動終端課堂教學的條件;實現一校多址教育教學資源的管理與共享。

即時通訊平臺：即校內的統一即時溝通、信息發布、文件傳遞平臺。

校務自動化辦公平臺：包括通知公告、公文流轉、網上報修、支票申請、電子工資條、場館預定、電教服務、請假代課、網上選課、考務管理、網上評教、問卷調查等12個系統。

這三大平臺的建立與使用，方便了師生，提高了辦公效率，使復雜的事情變得簡便易行了，同時，還建設了集智慧教室、錄音室、演播室、數字化體驗區為一體的空間——“樂e家”;開辟了集數學DIY、編程、3D境界、智造高地、工匠車間為一體的空間——“樂創空間”，為學生樂學、會學、主動學、創造性學創造了更好的數字化學習環境，也為開展人工智能教育做好了充分的物質準備。

課堂教學的研究

隨著教育現代化的腳步，一師附小參加了多個信息化教學研究的項目，在信息技術與學科教學深度融合方面開展了豐富的教學研究活動。在實踐中，教師們通過軟件技術開發，制作多媒體課件，幫助學生深度理解學習內容;利用點陣筆等互動技術，幫助學生有效探究;借助移動終端，促進學生交互學習與個性化學習;通過VR虛擬現實技術和AR增強現實技術，實現學生多維體驗;教師們嘗試微課教學，支持學生自主學習;探索數字故事教學，在一系列的行為表現背后發展學生綜合能力……這些課堂教學的研究，從認識上提升教師現代化教育觀念、信息素養和信息化領導力，從實踐上促進教師信息技術應用能力提高、改進教學能力，同時促進學習型教研組、學習型學校建設，促進、提升學校的內涵發展，為人工智能教育的開展創造了有利的條件。

人工智能教育的發展

說起人工智能的課程教學，要追溯到2009年，學校創建了“機器人創新工作室”，開始了機器人校本課程。依據小學生的興趣特點、認知水平與接受能力，將學習內容分成機械搭建、程序控制和綜合運用三個相對獨立又循序漸進的部分，引導不同年級的學生在動手實踐的氛圍中學習物理、數學、信息技術等綜合知識，極大地提高了學生的思維能力與創造能力。2012年7月，我校首次參加全國機器人比賽，獲得機器人足球項目一等獎。2014年9月，我校購置了3D打印機，第一次將3D打印創意課程內容引入學生信息技術課堂中，積極進行學科間的整合學習和超越學科邊界的主題學習，拓展學生思維，鼓勵學生大膽猜想，勇敢創造。

時至今日，我們認為：在小學階段開設人工智能課程，應重在培養學生的計算思維和編程能力，為培養“符合智能化社會需求的、具備良好計算思維和編程能力的創新人才”奠定基礎。課程內容的選擇、難度等級符合小學生認知水平，側重于人工智能技術的應用;課程開發要遵循生活化的原則，滲透人工智能思維和技術。課程的實施采用任務式、項目式和設計學習等方式，融入多學科的學習。提升學生的探究、合作、創新和創造能力，并融合相關學科知識，進行跨學科建構，滲透人工智能思維和技術。

我們在三至六年級開設了人工智能相關課程，實施路徑主要有以下幾方面。

1.基礎類課程

在信息技術課中，刪減掉一些知識陳舊的內容，分出課時來開展“培養計算思維和編程思維”的教學內容。例如，使用Scrach2.0進行編程教學，開展普及性學習。

2.發展類課程

《人工智能標準化白皮書》（2018 版）中提到人工智能的關鍵技術有：機器學習、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、生物特征識別、虛擬現實和增強現實。

因此，校本課程的開設也是基于讓學生感知理解以上人工智能的關鍵技術而進行。我們在三四年級開設了每周一小時的自主選修校本課程，開展以興趣愛好為主的選擇性學習。

其一，以信息技術教師為主數學教師為輔，在三四年級開設了每周一小時“人工智能與3D打印課程”，針對這六項人工智能技術進行感知、體驗、初步理解。目前，已經開始開展的教學模塊有“知識表示與推理”“機器理解”“數據小伙伴”。其二，以科學教師為主數學教師為輔，開設了“VR人文創客課程”，利用虛擬現實和增強現實技術，以項目學習為主，結合了科技、人文、工程、藝術、計算思維、傳統文化等多個學科的跨學科綜合實踐課程。后臺的階段性測評數據收集與處理會對學生的創造性學習進行個性化的評價，并進行相應的指導。其三，依托校外培訓機構開設機器人課程，以培養創新精神為主開展提高性學習。

3.拓展類課程

人工智能教育不僅僅是教室里的教育，更應該讓學生在廣闊的人工智能環境中受到潛移默化的影響，我校結合科技節活動，學校的人工智能教育環境——人臉識別體驗、愛迪生機器人操作與展示、無人駕駛體驗等多個區域，讓學生近距離與智能機器人接觸，和智能機器人對話，讓每一個孩子都能擁有體驗的機會，在體驗中去了解和感受人工智能。

4.智能學科工具

在學科教學中使用智能學科工具，作為學生學習的輔助，體驗人工智能。例如，我們的科學教師利用“形色”APP（拍照識花），讓學生體驗智能植物識別，觀察、學習植物的知識;在英語課上，教師使用微軟小英，帶領學生進行口語練習;語文課上，教師使用九歌，讓學生進行計算機古詩創作體驗……

我們的思考

1.提升教師的人工智能素養

提升所有教師的人工智能意識、素養，在學科教學、實踐活動等多種方式的教學活動中，使用人工智能學科工具，滲透人工智能的思維和思想。

2.滲透人工智能道德層面的教育

人工智能的發展越來越觸及人類的定義、思維的定義這些哲學問題，技術的威力也成倍數在提升，這就意味著掌握這些技術的人所掌握的力量變得巨大。基于這種情況，在人工智能教育的啟蒙教育階段，更要加強道德教育，幫助學生樹立正確的道德觀念和思想情操，真正讓人工智能造福于人類。

3.關注學生全面和諧的發展

在互聯網和人工智能時代，我們不能僅僅關注教育的工具性追求，更要注重學生全面和諧的發展，關注精神、信仰、理想、信念，培養學生慈愛悲憫的人文情懷，使學生擁有善良的心靈。教育最終是以心養心的過程，是生命對生命的影響。這種影響可以通過信息傳遞、通過人工智能來達成，但絕不能忽略生命與生命的交流、心靈與心靈的交融。教育應該著眼于給孩子一個健康的身體，一個智慧的頭腦，更需要給孩子一顆溫暖的心。因此，我們需要關注眼前、腳下，關注每一天，更應該看到明天、未來、無限遠。

未來已來，“快樂教育+人工智能”，會為學生插上智慧的翅膀，讓孩子們飛得更快、更高、更遠！

作者單位：北京第一師范學校附屬小學