小學人工智能教學策略探究

楊扣喜

摘要：隨著中小學人工智能教育的逐步推廣與開展，如何為學生的人工智能學習奠定堅實的基礎成為教師關注的重點。本文以《成語接龍》一課為例，探索了人工智能模塊教學的策略，以期能夠從不同角度、不同維度培養學生的探索能力及創新能力。

關鍵詞：課程標準；人工智能；成語接龍

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2024）12-0051-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的頒布，使得人工智能教學成為信息科技課程的內容。隨著中小學人工智能教育的逐步推廣與開展，如何能夠為學生的人工智能學習奠定堅實的基礎成為教師關注的重點。基于此，筆者嘗試以《成語接龍》一課為載體，進行小學人工智能教學策略探索，促進學生人工智能素養的提升。

活動規劃分步呈現

1.定義目標，明確活動內容

（1）情境導入，提出問題

教師創設真實情境，提出有關生活的問題，引導學生積極主動有效地開展學習。筆者創設了課堂互動情境——成語接龍，并提問：該游戲的制作運用了什么技術？這樣以問題驅動學生思考，激發學生的好奇心，讓他們對學習主題產生興趣。

（2）范例體驗，明確任務

傳統的教學設計強調知識與技能的固定傳授，而在新課標的引導下，課堂教學更注重在真實環境下發現真實問題并重塑目標的問題導向探討，通過活動體驗分析問題，明確后續的學習任務。

2.設計探究，生成迭代思維

（1）探秘系統原理，提升認知

在體驗成語接龍游戲后，教師以視覺識別系統原理分析（如圖1）為主，引發學生的思考，進而提升學生的認知。整個視覺識別系統的原理是先數據輸入再模型訓練，最后進行驗證識別，從而形成一個有效的運行系統。學生在分析成語接龍游戲運行的活動中，要分析一個個具體的問題，進而提升了原有的認知。

（2）梳理系統框架圖，理清思路

教師帶領學生從視覺識別系統原理出發進行有效的認識與分析，并結合成語接龍的教學課例，演示“創設體驗—任務研學—實踐反饋—拓展嘗試—研習總結”五大課堂環節（如下頁圖2），使學生學習AI的思路更加清晰透徹。

3.驗證結果，梳理流程步驟

（1）驗證執行代碼

教師帶領學生從認識模塊腳本出發，通過相應操作進行有效的素材收集，再搭建整個功能模塊，并進行實驗檢測。

首先，要求學生從開啟攝像頭到截取視頻幀的一系列操作都要標注“為什么做”，讓學生感受程序收集素材的實踐過程。

其次，通過點擊相應腳本進行素材模型訓練（如圖3），使腳本程序能夠更加“智能”。在此過程中，梳理腳本、搭建邏輯順序能夠有效培養學生計算思維的整體性和有序性。

（2）展示結果

教師出示提前打印好的成語并將其放置在攝像頭可以識別的中間位置，這樣屏幕上的角色就能識別并說出相應的成語（如圖4）。這是一個直觀有效的驗證過程，直接將思維從腳本模塊化轉為可視化，不僅提高了學生的智能意識，而且促進了學生的知識遷移及應用。

4.遷移應用，鞏固素養習得

（1）實例替換，驗證效果

教師提出問題“視覺識別技術還可以在哪些方面進行有效利用”，促使學生發散性思考，進行知識遷移。例如，在《成語接龍》一課的學習中，學生體驗到了視覺識別技術，以及腳本實現的結果，因此，有學生提出了“水果識別”，利用已有水果的圖片讓模型進行訓練學習，然后幫助提高分辨能力（如下頁圖5），這就是思維迭代的高階收獲。

（2）應用歸納，深化認知

歸納能力的提升可以幫助學生更好地理解知識之間的聯系和邏輯關系，加深思維的深度，拓寬思維的廣度。在《成語接龍》一課的學習中，學生能夠把成語替換成水果，說明通過人工智能的學習提升了學生的認知，促進了學生的思維迭代與創新展示。

5.評價學習，提升環節效能

（1）展示總結，拓展效能

在課堂學習活動中，教師鼓勵學生積極展示作品，并通過作品的介紹，闡述后續的拓展效能。在介紹作品的過程中，學生可能會產生新的想法，如可以添加其他的傳感器（聲音傳感器、光線傳感器等）實現一些新的功能。通過拓展效能，學生能夠跨學科、跨領域地應用所學知識，培養創新思維和解決問題的能力。

（2）多元評價，改進教學

在課堂教學過程中，多元評價是對出現的客體對象從不同的維度、不同的角度進行評價，這樣的評價能夠產生不同的學習成效。從評價主體來看，評價可以分為教師評價和學生評價。教師評價是依據現有的評價標準或者采用新的權衡評價對各個方面進行點評，無論是學生還是作品生成都是有效的評價對象。學生評價則是利用學生互評或者小組評議等方式進行有效的活動點評。每個評價對象注重的評價維度都是一個有利的視角，可以幫助教師改進教學方式、教學內容等，也可以幫助學生拓寬思路、改進作品。在促進個性化發展中，通過多元評價，可以更好地了解學生的個性特點和學習需求，促進個性化學習和發展。另外，還可以增強批判性思維，提高學生的問題解決能力和決策能力。

收獲與反思

1.收獲：重塑內容，理清概念

在傳統的信息科技課堂教學中，大部分的教學時間都放在學生對知識點的消化與技能的練習中，這雖然能夠確保學生“學有所獲”，但卻是一種機械地被動接受。而在素養導向的課堂中，教學是從真實的現象、問題出發，促使學生進行真實性的學習思考。所以，人工智能模塊的學習可以理論結合實踐，讓學生除了理解概念，還要通過實際操作來應用所學知識。尤其是通過課程學習中的案例分析和項目實踐，學生可以在實際問題中應用所學的AI知識，加深對AI原理和方法的理解。這種實踐性學習可以培養學生解決問題的能力和創新思維。

2.反思：研學課堂，樣態構建

新課標明確指出，“面向數字時代經濟、社會和文化發展要求，吸納國外信息科技的前沿成果，基于數字素養與技能培育要求，遴選課程內容”。研學課堂可以通過“項目化”主題活動展開，利用問題、現象等因素引導學生，從單一的知識層面走向多元的內容整體與素養導向，并在“真情境+真問題”的解決主線上進行未知領域的探究及拓展。通過這個過程，不僅可以幫助學生認識信息科技課程的魅力所在，還可以在一系列活動之后促使學生深化認知，提升知識遷移能力和學科思維水平，讓學科核心素養真正落地生根。

研學課堂可以通過實地考察、實驗觀察等方式，讓學生親身體驗信息獲取的過程，培養他們獲取、篩選和處理信息的能力。學生可以通過實踐探究信息科技背后的原理和應用，提升信息獲取與處理的核心素養。課堂學習可以以小組合作的形式展開，學生在團隊中協作完成任務，進而培養團隊合作的能力，提升信息科技核心素養。

結語

在中小學逐步推廣人工智能教育教學內容的當下，教師應從不同的理念中嘗試尋找新的突破點，改進信息科技教學模式，在真實性學習情境下發現真實問題，以此促進學生學習，進而生成迭代式的有意義、有成效的學習。

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