小學人工智能課程與智慧課堂深度融合的實踐探索

吳大釗 李夢文

信息技術學科承載著中小學生創(chuàng)新教育的功能，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要載體。該學科教學旨在培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四大素養(yǎng)。《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》將人工智能與智慧社會內(nèi)容模塊定為第4學段（七至九年級）教學內(nèi)容，設計了“向世界介紹我的學校”“無人機互聯(lián)表演”“在線數(shù)字氣象站”“人工智能預測出行”“未來智能場景暢想”等跨學科主題。武漢經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)新華小學堅持“科技辦學”，開展了人工智能課程與智慧課堂深度融合的一系列探索，基于課程目標和現(xiàn)實學情，設計了人工智能校本課程，且與智慧課堂深度融合，引導教師轉變思想，主動探索，應用智慧課堂與人工智能課程融合的新模式教學。

一、借智慧教學平臺，設計人工智能課程體系

（一）開發(fā)人工智能課程內(nèi)容

“暢言智AI”教學軟件是一個人工智能教育教學應用平臺。該平臺有四大板塊，即資源介紹、創(chuàng)新探究、原理驗證、特色課程。該平臺上的人工智能課程資源適用于小學三至六年級，課程內(nèi)容為人工智能入門知識，用以幫助學生了解人工智能在多個領域的應用，感受人工智能的神奇。開發(fā)者利用人工智能技術，支持學生綜合運用知識，設計人工智能產(chǎn)品，解決生活中的實際問題。結合學校科技類課程教學情況，筆者將課程內(nèi)容進行了二次開發(fā)，并在五年級實施。各模塊教學包括體驗人工智能產(chǎn)品、理解人工智能技術、設計人工智能產(chǎn)品功能、編程開發(fā)人工智能產(chǎn)品、交流與探討人工智能對生活的影響五個環(huán)節(jié)。調(diào)整后的課程內(nèi)容及教學安排如下（見表1）。筆者對“暢言智AI”教學軟件中的課程資源進行二次開發(fā)，使人工智能校本課程更貼合于學情，也更符合課程標準。

（二）探索人工智能課程教學途徑

為促進智慧課堂與教學深度融合，學校為所有學生配備了平板電腦。課程活動不局限于課堂。教師將課程資源分為課前預習、課堂資料、課后資源，定時給學生推送（資料形式有圖片、文字、視頻、演示文稿等），提出相應的學習要求，給出資源使用說明。

人工智能技術是近年來的熱門話題，也是一個新話題，小學生很難將生活中的事物與人工智能技術聯(lián)系起來。教師推送課前學習資料可以起到串聯(lián)作用。學生可以在課前根據(jù)自身興趣，選擇閱讀一兩種資料。

課上，學生的主要學習任務是在“暢言智AI”人工智能教學平臺中的原理探究板塊輔助下參與感知實驗和驗證實驗。感知實驗中，平臺以視頻動畫的形式講解人工智能技術原理。對于驗證實驗，學生需要通過操作進一步了解人工智能技術原理。例如，驗證實驗中，學生完成車牌識別模塊任務時，要按照輸入圖像—車牌定位—車牌校正—字符處理—字符識別五個步驟，親自操作，一步步探究并進行信息處理的過程也是學習的過程。學生用自己的語言去描述這一過程，就可以理解并掌握有關技術原理。

課后，學生可以利用“暢言智AI”教學平臺中的探究實驗模塊進行拓展，綜合運用人工智能技術知識，按照設計、拼搭、組裝、編程、優(yōu)化等步驟，制作人工智能產(chǎn)品模型。學生參與課后實踐活動，既能鞏固所學知識，又可以將人工智能技術與生活相結合，學以致用。

二、構智慧互動課堂，探究人工智能課堂教學策略

（一）用情境與實例激發(fā)學生學習興趣

信息技術課程標準倡導真實學習。教師要創(chuàng)新教學方式，以真實問題或項目驅動，創(chuàng)設真實情境，引入多元化數(shù)字資源，提高學生的學習參與度。同時，鼓勵“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”，凸顯學生的主體性。人工智能技術及產(chǎn)品已走進人們的日常生活，如智能音箱、人臉識別解鎖、指紋鎖等，但學生在生活中還缺乏觀察和思考的意識。對于人工智能課程的教學，教師不能照本宣科，而要結合生活中的情境與實例，幫助學生提高信息感知力，增強信息意識。

（二）用圖形化編程理清編程邏輯

學生應用人工智能技術實現(xiàn)特定功能，需要具備一定的編程能力。編程學習過程中最重要的是編程思想的培養(yǎng)。對于小學生而言，圖形化編程簡單清晰，容易接受，能直觀反映學生的思維過程。除此之外，“暢言智AI”人工智能教學平臺的圖形化編程模塊會自動檢測出現(xiàn)問題的指令代碼，并用不同顏色進行提示，如未連接機器人時，部分代碼以灰色呈現(xiàn)。

（三）用多種互動形式達成學習目標

“科大訊飛”智慧課堂中，有多種互動形式支持課堂教學，幫助學生達成學習目標，其中，與人工智能課程相適應的互動形式有“屏幕推送”“截屏分享”“自主出題”“討論”等。“屏幕推送”和“截屏分享”適用于課堂上程序代碼等文本類內(nèi)容的展示，便于學生清楚看見指令。“討論”，即教師發(fā)起問題，讓學生在討論區(qū)進行討論，并點評他人的回答，此功能適用于發(fā)散性問題的探討，賦予學生自由發(fā)言的機會。“自主出題”，即教師出題，讓學生作答，答題結束后平臺實時生成互動報告，便于教師了解學生對知識的掌握程度，以便及時調(diào)整教學。除此之外，“暢言智AI”人工智能教學平臺也存有相應的題目供學生自測。

（四）用平板電腦展示學習成果

筆者認為，人工智能課程的學習成果展示不應局限于“作品”展示，還應包括學生對人工智能技能的講解、對人工智能產(chǎn)品的設計、對人工智能產(chǎn)品的評價與改進等。展示方式也不局限于結合“作品”分享制作心得。在人工智能課堂教學中，教師鼓勵學生用平板電腦制作研究報告、研究心得、產(chǎn)品設計書等多樣化的成果，利用平板電腦中“學生講”功能，將被點評的學生的平板電腦實時畫面共享給全班學生，展示學生的多樣化學習成果，激發(fā)學生自主探究欲望與創(chuàng)新意識，從而提升數(shù)字化學習與創(chuàng)新素養(yǎng)。

此外，課程實施過程中，學生的優(yōu)秀作品被置于學校創(chuàng)客“云空間”展示，和其他科技類作品一同，供全校師生觀摩學習。“云空間”長時間積累資源，就能不斷充實創(chuàng)客作品資源庫。

三、推智慧多維評價，構建人工智能課程評價體系

人工智能課程與智慧課堂深度融合還體現(xiàn)在評價方式的轉變上。教師應堅持全面性、科學性原則，做好課程評價。

（一）課堂評價與課后評價相結合

教師對學生的評價應該是多方面的，包括學生的聽講狀態(tài)、學生小組合作的情況、項目的完成程度等。在人工智能課程實施過程中，教師可以通過智慧課堂，在課堂上使用“PK板”為學生或小組評分。不同教師的評分不會累加，授課教師可以通過學生名單查看評分。這樣評價使得課堂教學評價相對獨立且有針對性。課堂上，教師還可以“隨機選人”“自由出題”等形式，在學生作答后直接加分。智慧課堂環(huán)境下科學考評，更具一致性且便于教師操作。

人工智能課程注重與生活的聯(lián)系，且是一門具有實踐性的課程，課堂教學遠遠不能滿足學生的學習需求。為了激發(fā)學生對人工智能知識與技術的興趣，筆者鼓勵學生課后完成各類實踐作業(yè)，如查閱資料、撰寫研究報告、人工智能模型制作與改裝等，布置“七彩作業(yè)”讓學生以文字、圖片、語音等形式提交成果在全班展示。

（二）過程性評價與學業(yè)目標評價相結合

不同于傳統(tǒng)的課堂教學，人工智能課程以學生動手實踐為主，教師評價時應做到過程性評價占比高于學業(yè)目標評價。過程性評價手段包括，課堂教學過程中作品的展示與講解說明，以及編程競賽、機器人比賽等實踐活動。教師組織這些實踐活動，可以增強學生信心，使他們具有競爭意識，從而培養(yǎng)科技素養(yǎng)與創(chuàng)新精神。學業(yè)目標評價是檢驗課程目標是否達成的重要手段。教師不能完全拋棄對學業(yè)目標的評價，宜根據(jù)學情適當弱化，重過程同時也不輕結果。

（三）學生自評、生生互評與教師評價相結合

教師對學生進行評價是促進學生學習的重要途徑。在人工智能課程實施過程中，教師應多元化評價，不局限于教師評價。特別是在過程性評價時，教師很難做到全面與公平，這時就需要發(fā)揮學生自評與生生互評的重要作用。學生利用“班級圈”分享功能，可以像“朋友圈”一樣發(fā)布照片展示實踐成果，接受同伴的點贊、評論，讓評價無障礙，這樣也有利于營造和諧的學習氛圍。

今后，筆者將完善評價制度，讓班級優(yōu)秀作品晉級至“年級圈”，面向年級教師與學生展示并接受點贊與評價。年級優(yōu)秀作品則有機會晉級至學校創(chuàng)客“云空間”，列為展示作品并保存至“云空間”，甚至全校展示。

教學是為了學生的發(fā)展，課程要匹配學校的發(fā)展，適應社會的發(fā)展。人工智能校本課程是大部分學生喜愛的課程，是教師樂于探索的課程。智慧課堂教學是新的教學模式，與人工智能課程深度融合，兩者相得益彰：人工智能課程發(fā)揮出智慧課堂教學的多元與便捷優(yōu)勢，智慧課堂教學讓人工智能課程的教學更上一層樓。

（作者吳大釗系湖北省武漢經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)新華小學校長;李夢文系湖北省武漢經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)新華小學教師）

責任編輯：祝元志