以人工智能課程為依托，培養學生科普實踐能力

戴兵亞

摘?要：在中小學信息技術教材中加入的人工智能課程，讓極具挑戰性的綜合科普教育活動更易落到實處，真正開辟出“學以致用、用以促學、學用相長” 的科普活動新模式，走出創新特色的綜合科普教育之路。以教材中的人工智能課程為依托，能促進學生參與科普學習、探索、研究和實踐，激發學生科學興趣，提高科學素養，培養科普實踐能力。

關鍵詞：人工智能;科普教育;中小學信息技術

【中圖分類號】G622.0?【文獻標識碼】A?【文章編號】1005-8877（2020）09-0020-01

國務院、教育部多次指示重視青少年的綜合素養教育，如《中小學信息技術課程指導綱要》、《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》和《新一代人工智能發展規劃》等等一系列文件，都鮮明的提出了要重視學生的信息技術素養的培養、科普創新思維的培育、動手實踐能力的訓練和人工智能的應用等。

在中小學階段設置人工智能課程，有利于從小加強青少年的科普實踐能力和提升創新思維意識，從小培育“國之匠人”精神，實現科技興國之理想和樹立強我中華之夢。

1.提高科普意識，挖掘學生潛力

在中小學階段加強人工智能的教育，可以讓孩子們從小加強了解這種新生事物，培養一種親近感。

（1）培養意識、提高科普

人工智能教育不是天才教育，而是提升孩子科技素質。例如，我在人工智能教學時，通過以下方法利用物聯創新的機器人套件進行體驗介紹：一是向學生展示資源包里機器人創作必備的零部件，讓學生了解人工智能必需的硬件基礎;二是演示并指導學生動手搭建機器人;三是演示并指導學生開展創意編程;四是編程完成后，測試同學們的機器人的實際功能。通過實物觀察體驗，讓學生直觀地了解機器人的工作原理和方式，從而讓學生認識人工智能的實質：機器的思維是人通過編寫程序給予的。

（2）提高興趣、挖掘潛力

人工智能走進課堂，讓孩子們零距離的感受和掌握人工智能的神奇，學習中能夠靈活運用人工智能的科技思維，去發現問題、定義問題和解決問題，提升孩子們的知識結構和科技素質。例如，指導學生“濕地營救”項目時，其任務的背景是一只丹頂鶴在遷徙鹽城濕地的過程中發生了危險，亟待營救，比賽是通過機器人模擬現實營救受傷丹頂鶴的過程。需要參賽選手制作一個由計算機程序控制的機器人，在模擬濕地環境的地圖中，找到受傷的丹頂鶴，并把它帶回基地。項目通過超聲波、紅外線、光傳感器解決尋跡和躲避障礙的問題，結合所學的語言程序編寫，解決轉移受傷丹頂鶴等復雜問題。這些項目活動不僅能提高學生學習興趣，還挖掘在人工智能方面的潛力。

2.樹立人機協同理念、 改變思維模式

（1）樹立人機協同理念

人工智能課程在樹立人機協同理念時也改變著學生的思維模式。例如，每年都舉辦青少年機器人競賽，是科普宣傳普及的重要內容，大賽基本設有機器人綜合技能、機器人創意比賽、FLL工程挑戰賽、WER能力挑戰賽等競賽項目，并嚴格按照國賽標準進行。比賽現場，選手們緊張進行著機器人計算機編程、機械組裝、現場調試等，各種各樣的機器人在選手們的操控下按照不同比賽項目的規則執行著各項任務。不少項目還要求參賽選手對機器人現場組裝、現場編程、現場調試，完成泊車、急救、送道具、分揀、起重等動作項目。這不僅考驗機器人動作的精準度和協同能力，還鍛煉了小選手們的科學思維、創新思維、動手實踐能力和團隊精神。

（2）改變思維模式

人工智能相關課程有可能改變學生們對數學這門“枯燥”學科的看法。如果從心智啟蒙階段就接收到 AI 的熏陶，那這幫‘新人類看待數學這顆又枯又高的樹，與我們這幫老古董的視角、高度就完全不同了。他們在潛移默化中，見證也參與了數學與算法奇妙的交融，并且他們與生活的結合是如此親密，看得見摸得著。可以說，AI 提升了他們對數學和科學的認知，從而可以展望，以數學為基礎的現代科學教育有望實現質的飛躍。

人工智能課程，主要是能讓中小學生們對“算法”等技術有一個概念，為未來更加深入學習相關知識奠定基礎，讓中小學生對人工智能課程有一個直觀的了解，等到進入大學之后，學習大學物理、高等數學等方面的精深的知識的時候就能相互促進，水到渠成。

3.擷科技之靈，育創新之才

以人工智能課程為依托，培養學生科普實踐能力，學生在自己的創意下動手將其轉化為獨具特色的作品，從而不斷提升我國未來人才的原創精神和原創能力，增強學生未來競爭力。人工智能將在未來不斷向教育領域賦能，激發國內人工智能教育的全新升級，帶動中國整個人工智能產業體系內人才實力的集聚和釋放，人工智能教育必將幫助孩子們在未來擁有更強的競爭力。

中小學信息技術教材中的人工智能、3D 打印、AR（VR）虛擬現實技術等新技術已全面融入到人們工作和生活中，使人們的學習和思維方式也發生了巨大轉變，以人工智能課程為依托，培養學生科普實踐能力是一次教學改革的嘗試。教師應該在信息技術課堂中深入摸索，讓信息技術課堂變得生動、活潑，從而讓學生能夠在愉悅的學習氛圍中不斷的探索科學知識，培養科學實踐的精神，最終使得學生個人科學素養、信息技術能力專業素養均得到較好的提升。

參考文獻

[1]國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知，2017

[2]鹽科協〔2019〕12號 關于舉辦第三屆鹽城市青少年機器人競賽活動的通知，2019

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