人工智能走進中小學課堂實踐研究

袁君

隨著大數據、人工智能時代的到來，中小學人工智能教育也受到了普遍關注。深圳將人工智能引進校園一直走在全國前列。作為南山區一所九年一貫制學校，我們積極開展人工智能教育，并進行了人工智能走進課堂的實踐研究。

2020年10月13日，我校與優必選科技簽署戰略合作協議，正式開展貫通式人工智能教育建設。為了充分激發學生的興趣，我們通過優化課程內容及模塊，適當增加一些趣味性活動以及適當降低內容地難度，循序漸進為學生揭開人工智能的神秘面紗。我們以人工智能知識普及的基石，來豐富課程形態。

我們人工智能課程從小學三年級一直貫穿到八年級。在小學階段，我們設置了《AI在智慧校園》和《AI 上智慧生活》兩門課程;在初中階段，我們設置了《AI智造未來》一門課程。學生通過課程系統地學習，小學生從人工智能的感知、體驗、討論、描述等層面實現對人工智能的初步認識，我們鼓勵學生用自己的思維方式去感知和熟悉人工智能;初中課程從識別、解釋、運用、主動選擇等層面實現學生對人工智能原理及具體實現的理解，讓學生能夠運用技術手段嘗試解決現實生活中的具體問題。

《AI在智慧校園》是面向三四年級的學生，我們主要采用了小學合作的學習方式，讓學生綜合運用所學知識搭建模型并實現模型功能。通過項目驅動式學習，依托“智能垃圾桶”、“智慧花園”、“智能晾衣架”、“智能掃地車”等多個項目，讓學生了解科技給生活帶來的變化，培養學生創造能力與合作溝通能力。通過編程的方式，讓學生了解各種傳感器、舵 機、直流電機等設備的應用場景，并學會其使用方法。

《AI在智慧校園》是面向五六年級學生，從真實生活出發，緊扣“智慧校園”主題，將人工智能與多學 科有機地融為一體，以項目學習、問題解決為導向，開展的輕松、有趣的人工智能課程。體驗生活中的人工智能（視覺識別、姿勢識別、語音識別等），直觀地了解人工智能的特點，激發探究人工智能的熱情與積極性，初步培養學生的計算思維、工程素養與協同能力。

《AI智造未來》是面向七八年級學生，我們將生活情境中發現的垃圾分類、快遞分揀、快遞運輸、快遞 寄存、聾啞人溝通、失蹤兒童、老人跌倒等問題，轉化為活動主題，引導學生通過合作探究、 制作、體驗等方式，運用人工智能相關技術（語音識別、圖像識別、機器學習等）解決問題。

課后，我們會及時和學生溝通，進一步了解學生的學習進度及他們的想法。針對學生在編程過程中，會感覺到枯燥或者是挫敗感等問題，我們則采用了課堂實踐教學與趣味活動相結合的方式，結合學生熟悉又感興趣的競賽性活動來進行，如分組對抗、班級對抗等形式，活動內容 包括發布對抗型任務，爭奪寶座等，激發學生的對抗意識。同時我們緊密結合生活實際，選取學生感興趣的活動，例如，在疫情時期，我們每天進入校園都需要檢查是否佩戴口罩，因此，我們提出問題，我們是否能用我們所學人工智能的相關知識，設計一個檢查是否佩戴口罩的機器人。學生對于這個項目非常感興趣，大家在設計的過程中遇到問題，解決問題，氣氛特別好，這也激發學生無限的創造力與想象力，讓 AI 助力未來成為可能。

在教學過程中，學生的水平、學習進度及興趣點的差異也慢慢呈現出來，針對這個問題，我們再次進行分組，根據小組的具體情況，進行分層教學，并設計機器人互動等特色活動課程，拓寬學生視野，激發學生學習興趣。

通過一年的教學實踐，我們發現，學生對人工智能的學習興趣高，通過不斷改進教學方式，教學效果良好，學生逐漸能夠運用所學技術去解決現實中的問題，激發了學生的協作能力和創新思維。