核心素養在人工智能教學中的有效滲透

教育應該培養什么人，怎樣培養人，這句話是實施素質教育的核心問題。如何發展學生的核心素養也是教師都在關注的問題。本文以人工智能教學為背景，結合綜合實踐活動課堂，對發展學生核心素養的方法進行研究。記憶對“教育應該培養什么人，怎樣培養人”這個問題給出詳細的回答。

一、為什么要在人工智能教學中發展學生的核心素養

學生發展核心素養，主要指學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。具體表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大素養。

2023年《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》實施中期評估報告指出，以人工智能為代表的新一代信息技術，將成為我國“十四五”期間推動經濟高質量發展、建設創新型國家的重要技術保障和核心驅動力之一。面對人工智能時代高速發展與新型人才培養趨勢，汶上縣中小學生實踐教育中心結合實際情況優化和完善了人工智能教學的相關實踐活動課程，堅持立德樹人為任務目標，發展學生的核心素養。

二、以《機器人搭建》為例探索如何在人工智能教學中發展學生的核心素養

《機器人搭建》綜合實踐活動課程屬于人工智能教學模塊。教學中，引導學生從搭建非人形機器人——智能干手機入手，學習編寫智能干手機程序和搭建硬件，由淺入深地認識智能機器人，逐步點燃學生對人工智能的熱情，提升學生科技強國的意識。

在活動設計中，我把傳感器、馬達、控制器的連接及編程中循環系統的應用設計作為重點和難點。有效的教育，必須采用學生樂于接受的方式，讓學生用眼睛去觀察，用心靈去感悟，用雙手去探究，用大腦去思考，從而發現并解決問題。為了突破重難點，我把整個教學過程分為五個環節。

1.天賜良“機”，開啟科學探索之旅；

2.靈機一動，揭開機器人的科學奧秘；

3.搭建理想，圓我科技強國夢；

4.“機”深智遠，交流總結經驗；

5.“機”往開來，肩抗責任，負重前行。

在“天賜良‘機’，開啟科學探索之旅”這一環節里，我準備一個智能干手機實物，讓學生通過靠近、觀察和觸摸，觀察它的工作規律，分享探究結果。靠近黑色點狀位置時，干手機就會工作，反之則停止工作。學生的興趣和激情一下就被調動了起來。這個時候我拋出一個問題：大家在哪里見過干手機？這個問題喚醒了學生的生活記憶，學生回答說在公共洗手間見過。接著，引出本節課活動任務，即搭建智能干手機，讓智能干手機轉起來。智能干手機屬于非人型機器人，改變了學生原先對機器人外形的認識。同時，學生也感受到智能科技已經融入了我們的生活，使我們的生活變得智能化、科技化。

那么機器人是怎樣做到的呢？帶著這個問題，我把學生帶進“靈機一動，揭開機器人的科學奧秘”這一環節。在這一環節，通過一系列提問引導、啟發學生探索問題的答案。首先，我做了一個類比。人類是靠眼睛看東西、耳朵聽聲音，即通過感官獲取外界信息，然后把信息傳給大腦去處理，最后由手腳去執行。那么，機器人是否也有類似人的感官和肢體呢？從而引發學生的思考。然后結合智能干手機模型講解其組成部件和功能。紅外傳感器是機器人的眼睛，感知外界信息；控制器是機器人的大腦，分析和處理數據；馬達是機器人的手和腳，是執行系統。從而總結出機器人具有類似人的感官和肢體功能，有一定程度的智能，在工作時可以不依賴人的操縱。隨后又拋出一個問題：我們需要做什么才能夠讓機器人為我們工作呢？引出程序就是機器人的靈魂。在這一環節里面，學生自己探尋問題的答案，提高了思考問題的能力和科學探索的素養。

在第三個環節“搭建理想，圓我科技強國夢”，我把“讓智能干手機轉起來”這一任務分為兩個子任務，分別是程序的編寫和硬件的搭建。在編程任務里，我重點演示了循環系統的應用；在硬件的搭建里，我重點強調了傳感器、控制器和馬達端口的連接。對于底板和支架的固定，我將圖紙發給學生，讓他們進行參考組裝。我還鼓勵學生大膽創新，嘗試利用現有的器材搭建不同造型的干手機，提升學生的實踐創新素養。

在“‘機’深智遠，交流總結經驗”這一環節，組長展示作品，分享搭建創意和實踐感悟。這一環節的設計，提升了學生科學解決問題和歸納總結的素養。

在最后的“‘機’往開來，肩抗責任，負重前行”這一環節里，引用習近平總書記在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上的講話結束本活動課，內容如下：“中國要強盛，要復興，就要大力發展科學技術，努力成為世界主要科學中心和創新高地。”《在同各界優秀青年代表座談時的講話》中指出：“青少年是祖國的前途、民族的希望、青年一代有理想、有本領、有擔當，科技就有前途，創新就有希望。”我國已經進入人工智能時代，希望能用習近平總書記的講話引導學生們樹立國家情懷，并用自己的實際行動為建設科技強國貢獻自己的力量，進而強化學生的責任擔當。

以上是筆者基于教學經驗提出的個人拙見。教學有法，教無定法。只要教師不斷努力探索，不斷實踐創新，一定會助力核心素養培養，從而推進教育高質量發展。