引入人工智能教育培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

宓西廣 吳玉柱

習(xí)近平指出，人工智能是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力，正深刻改變著人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，推動人類社會迎來人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能時代。把握全球人工智能發(fā)展態(tài)勢，找準(zhǔn)突破口和主攻方向，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。愛因斯坦說：“要是沒有獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的有創(chuàng)造能力的個人，社會的向上發(fā)展就不可能想象?！眲?chuàng)造性思維是解決創(chuàng)造問題的活動中進(jìn)行的一種內(nèi)部心理活動，是智慧活動中最復(fù)雜最高級的心理現(xiàn)象，是促進(jìn)人工智能發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。

學(xué)校作為教書育人的專門場所，必須跟上社會發(fā)展的步伐，積極學(xué)習(xí)教育新理念，大力應(yīng)用教育新技術(shù)，全面提高教育質(zhì)量，積極培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的新型社會主義人才。隨著人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，人工智能必將引發(fā)教育模式、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、評價方式、教育治理、教師隊(duì)伍等一系列的變革和創(chuàng)新，助力教育流程重組與再造，推動教育生態(tài)的演化，促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量。習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，中國高度重視人工智能對教育的深刻影響，積極推動人工智能和教育深度融合，促進(jìn)教育變革創(chuàng)新，充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，加快發(fā)展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育。

在近年的教育教學(xué)中，本人大力引入人工智能教育，積極培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，多方位、多渠道融入人工智能教育因素，獲得了一點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

一、充分運(yùn)用教室多媒體、創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

優(yōu)良的課堂教學(xué)情境能引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，有助于學(xué)生思維能力的提高和創(chuàng)造力的形成。而創(chuàng)設(shè)有助于思維的情境就必須倡導(dǎo)質(zhì)疑。愛因斯坦說過：“提出問題往往比解決一個問題更重要”。愛因斯坦對牛頓定理產(chǎn)生懷疑建立了狹義相對論。由此可見“以科學(xué)批判力為根據(jù)的質(zhì)疑精神，是科學(xué)發(fā)展的必要前提，也是我們培養(yǎng)人才的最可貴的思維品質(zhì)”。因此教師在課堂教學(xué)過程中，一定要有意識地運(yùn)用人工智能技術(shù)，創(chuàng)設(shè)多維度課堂教學(xué)情境，誘發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)疑難，提出問題，鼓勵學(xué)生有目的的設(shè)問，創(chuàng)造性地解疑，逐步培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境時，還可以先通過舉例加以證明，因?yàn)橥ㄟ^事例分析所得出的結(jié)論能夠使學(xué)生的思維得到更好地鍛煉，達(dá)到預(yù)定的效果。 教師在創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生思維能力時，要做到有的放矢，充分注意以下問題：（1）舉例要適當(dāng)，要配合教材，有針對性，不可離題千里。（2） 舉例應(yīng)盡量生動、形象，要新穎、奇特，富有啟發(fā)性。（3） 對材料分析要全面、透徹，不可蜻蜓點(diǎn)水。只有注意這些問題，我們在創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境時才會事半功倍，不至于徒勞無益，枉費(fèi)心機(jī)。

二、結(jié)合信息技術(shù)教學(xué)，普及人工智能教育，訓(xùn)練逆向思維能力

任何教育都要圍繞學(xué)生進(jìn)行，人工智能教育同樣如此。學(xué)校要以現(xiàn)行信息技術(shù)教材為基礎(chǔ)，在開好、上好信息技術(shù)課程的同時，普及人工智能基礎(chǔ)及編程、3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)等教育，開設(shè)開源硬件應(yīng)用、機(jī)器人搭建、物聯(lián)網(wǎng)等人工智能新技術(shù)課程。結(jié)合信息技術(shù)課程要求，在五年級全面開展普及型編程教育，普及人工智能基礎(chǔ)及編程，并初步接觸開源硬件應(yīng)用;在六年級開展3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等人工智能新技術(shù)課程。同時，為加快普及型編程教育的開展，突出編程教育在人工智能教育中的核心作用，在小學(xué)三、四年級成立計(jì)算機(jī)編程社團(tuán)，為下一步在三、四年級普及智能編程教育奠定基礎(chǔ)。

在進(jìn)行智能編程教育過程中，可以適當(dāng)進(jìn)行逆向思維訓(xùn)練。所謂逆向思維就是反過來想，它能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生積極思考，變被動接受為主動探索，對學(xué)生思維心理是一個很好的訓(xùn)練，可以開拓學(xué)生視野，促進(jìn)學(xué)生大膽創(chuàng)新。

三、形成特色課程資源、營造愉悅課堂氛圍，活躍學(xué)生創(chuàng)新思維

STEAM 教育框架將富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過程作為教育核心，以學(xué)科整合的方式將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和藝術(shù)五門學(xué)科聯(lián)系起來，強(qiáng)調(diào)了知識與現(xiàn)實(shí)世界的相互聯(lián)系，鼓勵學(xué)生自己動手去探索。學(xué)校要積極開展各種形式的人工智能教研活動，積極參與人工智能課程資源開發(fā)和課程研究，制作符合本校特色地、多學(xué)科融合地校本課程，并在各學(xué)段開展多學(xué)科融合的課程教學(xué)工作與展示活動。同時借助云存儲、云服務(wù)等技術(shù)，充分聚合學(xué)校資源，建設(shè)具有本校特色的網(wǎng)上平臺，提供適合本校學(xué)情的優(yōu)秀資源，為人工智能教育服務(wù)。

四、搭建智能教育平臺，強(qiáng)化學(xué)生發(fā)散思維，提高學(xué)生思維技巧

人工智能教育的開展要積極搭建人工智能教育展示和競賽活動，真正實(shí)現(xiàn)普及、普惠、共享，促進(jìn)學(xué)生互動交流，擴(kuò)大學(xué)生受益群體，不斷提高創(chuàng)新創(chuàng)造能力。解決問題是一切學(xué)科都不可缺少的重要環(huán)節(jié)，只有不斷地通過解決問題的訓(xùn)練，才可以使所學(xué)知識得以鞏固和強(qiáng)化。有些學(xué)科，還可以進(jìn)行一題多變或多題歸一的方式，對知識進(jìn)行深化訓(xùn)練，提高學(xué)生分析問題和解答技巧的能力，提高思維的靈活性、變通性和創(chuàng)新性。一題多變是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和思維靈活的有效方法，在一個知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上，改變問法、改變材料或改變因果關(guān)系，使之變?yōu)楦嗟挠袃r值的有新意的問題，可以使更多的知識得到應(yīng)用，從而獲得一題多解的效果，使學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力隨著問題的不斷變換而得以提高，有效地促進(jìn)了學(xué)生的思維活動。多題歸一則是培養(yǎng)學(xué)生聚合思維的有效方式。在許多問題和試題當(dāng)中，進(jìn)行分類分析，抓住問題的共同特征，掌握解答相同試題的規(guī)律，做到弄通一題則解答一片的效果，從而擺脫了“應(yīng)試教育”中題海的束縛，使學(xué)生的聚合思維得到了良好的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

人工智能教育進(jìn)入課堂教學(xué)，我們必須為學(xué)生構(gòu)建深入淺出的知識體系，創(chuàng)設(shè)融科學(xué)性、先進(jìn)性及趣味性于一體的課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生在充滿快樂、好奇的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)編程、學(xué)會算法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維與動手實(shí)踐能力。

總之，人工智能時代需要豐富的想象力和創(chuàng)造力的人才，我們必須緊跟時代的步伐，在教育中多給學(xué)生以廣闊的馳騁想象的思維空間，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新的思維習(xí)慣，努力使他們成為開拓創(chuàng)新，善于思考的新時代人才。