小學綜合實踐活動項目式學習的實踐與思考
——以項目式人工智能學習為例

林青

（福州市群眾路小學，福建 福州 350001）

綜合實踐課程是小學階段學生的必修課程之一，傳統的綜合實踐課程，以一節課或兩節課為一個主題，內容分散，看似包羅萬象，但實際上不成體系，仍然以教師為主體，學生解決實際問題的能力無法得到有效提升。雖然國家已有意識地將信息技術課程滲透進了綜合實踐活動課程中，但信息技術課程重方法，輕實踐。［1］現行的信息技術教材中適合小學綜合實踐的課程基本闕如，導致小學綜合實踐教學中學生學習目標不明確，學習效率低下。因此，開發具有明確目標的項目式學習方式的小學綜合實踐課程就顯得尤為重要。［2-3］

一、主動學習的項目式人工智能學習

項目式學習是在新課程改革推進中倡導的一種新型學習模式。它以一個項目為主題，在探究過程中應用多學科的知識，對產生的問題進行解決，讓學生從中掌握自我學習的方法和自行解決問題的能力。項目式學習可以實現學生學習的完全自主性，使學生在實踐中不斷學習，真正實現培養學生的思維的整體性、工程性、邏輯性。而在義務教育階段開展的人工智能教育，讓學生深刻感受人工智能在現實生活中的實際運用，讓小學生對人工智能的應用產生興趣，從而為今后在人工智能專業深度學習奠定良好的基礎。［4］項目式人工智能類的學習，正是在深度學習大背景下應運而生的產物，是小學綜合實踐課程中不可或缺的學習方式。這種學習方式是通過項目引領、人工智能的配合，在實踐中提升自身的生活技能、生活常識，增強學習體驗，在團隊合作的基礎上完成知識的內化，完成學生綜合素質的全面提升，實現全面可持續發展。

二、項目式人工智能學習策略

基于小學生的特點，學習主要是以興趣為主。小學生對于綜合實踐課程有著天然的喜好，對于設定的研究主體通常有很高的探究熱情。因此在項目式人工智能學習的具體施行過程中，就需要教師掌握能夠抓住學生興趣，使學生形成持續學習動力的關鍵策略。

（一）多角度的主題選擇

項目式人工智能的學習方式是以學生為主體，自行提出可供研究的項目式人工智能學習的主題。

讓學生從生活中遇到的實際問題中提出可供研究的主題。例如，學生現實生活中遇到的問題：每天我們睡覺前都會拉起窗簾，午睡和晚睡所需要的光線不同，有的家庭甚至有兩層窗簾，每層都需要手動開關。這樣一個常見的問題，我們能否作為項目式人工智能的主題呢？答案是肯定的。學生可以利用microbit 系統中的光控傳感器感知周圍的光線，感光后設計控制窗簾的開關，這就是時下流行的智能家居的一種。這個過程中涉及工程學中的設計、建模，人工智能中的編程，科學中的電路連接，數學中的計算，美學中的美觀等。通過一系列的學習，使得學生在遇到問題—分析問題—解決問題這樣反復的過程中，不斷強化培養自己解決問題的實際能力。

讓學生在感興趣的話題中提出可供研究的主題。例如，智慧農場中，學生可以利用光控傳感器來設計制造為農場補光，以Python 讀取光線數值，把它顯示在掌控板的Oled 屏幕上，同時利用物理學知識將RGB 燈條和掌控板連接起來，至此一個智慧農場的智慧感光系統部分就設計完成了。在整個智慧農場的項目中，學生從土壤的干濕度、植物的光照度、周圍CO2的濃度等方面進行設計、監測，將興趣變成實踐。

（二）多元的課程形式

目前小學綜合實踐的活動地點主要以課堂及校園為主。時代在不斷發展，學校和教師應該著眼項目式的人工智能學習方式，不斷挖掘具有前瞻性的項目式學習內容。聚集人工智能大概念，使人工智能的學習在項目的帶動下，得到不斷深化。例如，項目化的學習中，主題的形成可以采用調查問卷、網上查資料、小組討論、請專家教師幫助論證等方式，這樣的學習地點就不一定拘泥于課堂，也可以去圖書館、專業實驗室、教室、戶外等地方。而對于模擬修建場地，可以選擇戶外合適的地點等。這樣的多元形式可以使學生把興趣變成認識，把認識變成思維，從而達到探索、應用、交流、提升的目的。

（三）多目標的課題實施

以往綜合實踐課程的實施，大多數在課堂及校園中，在教師的指導下，學生將已有資料進行整理，學習的目的單一。而項目式人工智能的學習，大目標設計明確，在每次實施過程中，都會有相應的小目標為大目標的實現而努力，多元目標的設定就需要有實用性的多維度的課題實施方案。如，在智慧社區的項目中，學生以土地規劃為起點，利用已有的智慧停車場、路網監控、智慧家居、智慧醫院等設施，模修建智慧社區。在大項目下設立小的研究項目。在整個課題實施階段，學生可以突破時空限制，把探索時間從課內發展到課外，從學期中發展到假期中，從而真正地將學習做成一個項目，把學習過程發展成一個長久的、持續性的過程。同時，把學校、家庭、社會三者中能夠利用的資源有機結合起來。當然，教師則需要為學生架構一個橋梁，連接時間、空間，提升學生主動思維的能力，增強項目式人工智能學習的整體性、協作性和體驗性。

三、項目式人工智能學習的思考

利用人工智能提升學生的參與興趣是綜合實踐活動開展的重要保障，同時教師的有效指導也是促進綜合實踐活動順利、高效開展的必要條件。

（一）適合的資源支持

項目式人工智能的學習離不開合適的資源支持，學生在整個項目設計—實施—展示過程中，需要用到的技術支持非常多，如，設計用到的畫圖工具，建模用到的建模工具，模型搭建用到的搭建工具，像各種人工智能所用到的擴展板、電機驅動等開源硬件和人臉識別、語音圖像識別等編程軟件；各種加工制造所用到的激光切割、手電鉆、膠槍等。這些技術多樣、工具廣泛，需要學校社會給予大量的支持。

（二）精準的目標定位指導

一個項目式人工智能學習的確立到研究，再到成果展示這個過程，所用到的知識和實踐方法是多種多樣的，這個過程中需要更多的教師和家長乃至社會的幫助。因此在項目建立初期，教師要根據學生的學習興趣，結合學生當前的認知水平來制定確立相應的項目，確保活動的開展能夠在學生現有認知水平的基礎上得到一定提高，避免因目標設定過高，學生參與活動的難度過大而影響學生的參與積極性與參與信心；或者因目標過低而讓學生喪失挑戰感，影響學生積極性。

項目式人工智能活動在綜合實踐活動中的應用，是一個新型的學習方式，通過項目的確立和人工智能的配合，將學生的自身發展放在首位，培養學生實踐能力、動手能力、探究能力。其在學生成長及綜合素質培養中所發揮的作用是不能被忽視的。在實際教學中教師必須充分結合學生的身心發展規律，做好活動組織、引導工作，從而不斷提升綜合實踐課程的教學效果，促進學生全面發展。