小學(xué)階段的人工智能機(jī)器人課程

杜坤 牟寧

摘要：人工智能機(jī)器人課程在簡陽市正大力開展，本文結(jié)合實(shí)際開課和教學(xué)情況，闡述了小學(xué)階段人工智能機(jī)器人課程的特點(diǎn)，探討建立良好課堂秩序的方法，摸索了教具管理方式，根據(jù)運(yùn)用“五E教學(xué)法”開展人工智能機(jī)器人教學(xué)活動的經(jīng)驗(yàn)，分享了開展《AI上神奇動物》課程的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)器人;課程;五E教學(xué)法

一、引言

2017年國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，要充分利用已有資金、基地等存量資源，發(fā)揮財(cái)政引導(dǎo)和市場主導(dǎo)作用，形成財(cái)政、金融和社會資本多方支持新一代人工智能發(fā)展的格局，并從法律法規(guī)、科學(xué)普及等方面提出相關(guān)保障措施。

簡陽市積極響應(yīng)，迅速組織，以大規(guī)模，廣覆蓋，在四川省首先開展起人工智能機(jī)器人的普及教育，讓高科技設(shè)備，高端教育資源走進(jìn)中小學(xué)，為普惠性人工智能教育事業(yè)做開路先鋒。簡陽市人工智能機(jī)器人教育規(guī)劃從2018年9月至2020年12月共分為三期實(shí)施，逐步完成。截止到2019年4月，全市公辦小學(xué)、初中和高（職）近70所學(xué)校開展了人工智能教育。新市小學(xué)屬于其中一所學(xué)校，開展力度大，在三年級開設(shè)了五個班，四年級開設(shè)了六個班。

二、人工智能課程在小學(xué)階段的特點(diǎn)

人工智能課程內(nèi)容吸引力強(qiáng)。我們簡陽的小學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)從整體上看偏弱，人工智能機(jī)器人更是初次接觸，因此，我們的學(xué)生對該課程的好奇心更強(qiáng)，探究的興趣更濃厚。優(yōu)必選公司的《AI上神奇動物》、《AI上智慧生活》、《AI在變形工坊》等系列教材聯(lián)系真實(shí)世界，能充分提高學(xué)生的好奇心、探索欲，引導(dǎo)學(xué)生走入人工智能大門，探索未知的領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)探索的方法。

人工智能課程鼓勵創(chuàng)新，培養(yǎng)開拓精神。人工智能機(jī)器人課程是一門綜合性課程，《AI上神奇動物》與生活貼近，包含大量可愛的動物圖片，有豐富的知識，還可以鍛煉技能。這些知識、技能的學(xué)習(xí)過程是一個思考、實(shí)踐、再思考、再實(shí)踐的過程，也是一個開拓創(chuàng)新精神的培養(yǎng)過程。在人工智能機(jī)器人的課堂上，學(xué)生的操作過程多樣、實(shí)踐結(jié)果也可以是百花齊放。這種開放式的課堂，師生都能輕松參與其中，大膽操作、放飛想象、自由反饋，非常有利于開拓創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。不同學(xué)生、不一樣的作品都有獨(dú)立的意義，我們都可以給予積極的評價，做有溫度的教育。比如在“誰的大嘴巴”這一節(jié)課，有的同學(xué)把造型做了適當(dāng)創(chuàng)新，眼睛上做了眉毛，有的同學(xué)做了一個長尾巴。這些都值得表揚(yáng)和鼓勵。

小學(xué)階段人工智能機(jī)器人教育的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)途徑新。為什么說新呢？因?yàn)樾略谂c時俱進(jìn)，把最適合學(xué)生的，新穎前沿的技術(shù)呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生接觸人工智能產(chǎn)品，激發(fā)對人工智能產(chǎn)品的使用興趣，了解執(zhí)行器和傳感器的使用方法，樹立尊重事實(shí)、樂于探究、與他人合作的科學(xué)態(tài)度。在積木模型方面，主要從搭建入手培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力;在編程方面，從理解循環(huán)邏輯和“如果……否則……”條件判斷邏輯等信息技術(shù)基礎(chǔ)知識;在培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣上，發(fā)展科學(xué)探究能力、學(xué)習(xí)能力，學(xué)生嘗試運(yùn)用觀察方法、記錄方法和總結(jié)方法，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，完成簡單的科學(xué)探究目標(biāo)。這能讓學(xué)生在人工智能課程中學(xué)習(xí)到終生有益的學(xué)習(xí)方法和知識。

三、人工智能機(jī)器人課程的開展

在此把我所帶的四年級人工智能機(jī)器人課堂經(jīng)驗(yàn)（我們使用的是優(yōu)必選出品的《AI上神奇動物》教材）分享出來，以共同探討。我們學(xué)校將人工智能機(jī)器人課程和信息技術(shù)課程融合。在兩門學(xué)科融合后，人工智能機(jī)器人課程就能打破40分鐘的局限性，學(xué)生就有更充分的時間來發(fā)現(xiàn)問題、探索未知、解釋現(xiàn)象、操作驗(yàn)證、分享經(jīng)驗(yàn)、評價反饋。對這種新型的課程，該如何保障課程的順利開展呢？以下從幾個方面進(jìn)行說明。

<一>、建立良好的課堂秩序

良好的課堂秩序是課堂高效的保證。人工智能機(jī)器人課實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生動手的環(huán)節(jié)很多，這對課堂秩序就有更高的要求，如何打造良好的課堂秩序就是第一個需要解答的問題。

課堂秩序的維護(hù)是師生共同的責(zé)任，在第一節(jié)課，師生要一起商討、挑選出得力的組長、小組長（注意提醒學(xué)生男女搭配），一起建立課堂秩序的共同規(guī)則。老師整體上把握課堂節(jié)奏，組長負(fù)責(zé)組內(nèi)秩序，保證課堂的有序有效。

課前教師要引導(dǎo)學(xué)生排隊(duì)，按時到人工智能機(jī)器人操作室，避免學(xué)生把大量的時間花在了排隊(duì)、走路的過程中。課中，我摸索了“五點(diǎn)規(guī)矩”：安靜有序提前到、水杯玩具先放好、加油鼓掌莫嘲笑、眼睛思維齊跟上、器材設(shè)備分類放。口令要簡單有趣好記，比如學(xué)生常玩的游戲口令：一二三木頭人。能夠很好的保障課堂秩序。課后，有序按組離開教室。

<二>、養(yǎng)成優(yōu)秀的教具管理習(xí)慣

人工智能機(jī)器人課堂，每個小組都有一套設(shè)備。比如，《AI上神奇動物》配套的設(shè)備，就有幾百個積木塊、編譯器、控制器等。這么多的教具如果凌亂，將是災(zāi)難性的后果，那如何做到規(guī)范管理呢？

1.設(shè)備清單要做好，記錄要及時，使用記錄要真實(shí)。

2.成套設(shè)備要編號，查找、記錄、維護(hù)、使用都方便。

3.課前設(shè)備充滿電，檢查教具并整理、擺放好。設(shè)備充電時一定要有人照看，避免電子設(shè)備過沖而損壞，防止火災(zāi)隱患。

4.備份設(shè)備至少準(zhǔn)備兩套。

5.上課時，引導(dǎo)學(xué)生檢查設(shè)備是否異常，及時解決問題。

6.課后要引導(dǎo)學(xué)生參與到教具的檢查、整理、擺放活動中。

<三>、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

課堂上，優(yōu)必選公司的教材《AI上神奇動物》，適合利用“五E教學(xué)法”：吸引--探究--解釋--分享--評價。每一節(jié)課學(xué)生都有相似的經(jīng)驗(yàn)積累過程，讓學(xué)生能自主的、自適應(yīng)的參與到活動當(dāng)中來。

比如：我的課堂上，每次先呈現(xiàn)一個我做的模型。吸引學(xué)生迅速參與到活動中來（3分鐘左右）。然后，學(xué)生就會主動去探究分析：我們需要什么積木才能做出這樣的模型？這個模型要實(shí)現(xiàn)什么功能（3分鐘左右）？接著，學(xué)生就會主動分工，迅速投入到活動中去（速度快的小組可以自主美化模型）。當(dāng)模型搭建結(jié)束了，時間充裕時，我可能會引導(dǎo)學(xué)生分享下作品，說說自己的心得或者自己對這個模型的功能或者希望這個模型能干什么（25分鐘）？然后，順理成章的引導(dǎo)學(xué)生，思考如何實(shí)現(xiàn)自己的希望（8分鐘左右）？師生一起學(xué)習(xí)編程控制模型。程序較難時，可以把程序分解成幾個模塊來探究。程序編譯好后，一定要操作下，看下模型是否按照我們的希望來運(yùn)行的，可以以全班分享的形式或者小組內(nèi)分享交流（注意觀察：邏輯編程運(yùn)行時黃色運(yùn)行提示框和模型的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)）（25分鐘左右）。再接著，在分享的時候，引導(dǎo)學(xué)生積極評價。根據(jù)我們的規(guī)矩，不論同學(xué)做的優(yōu)劣，我們都要先給掌聲，然后可以提出自己的新希望與同學(xué)一起分享、思考（10分鐘左右）？最后，我們一定要留出5分鐘左右的時間，回到生活中來看看，引起學(xué)生對動物對環(huán)境的愛和保護(hù)欲。

每節(jié)課都以相似的課堂結(jié)構(gòu)展開來上，師生不但可以更加自然的參與課堂當(dāng)中，大家還能積極主動的維護(hù)課堂的秩序。

四、結(jié)束語

人工智能機(jī)器人課程在簡陽市已經(jīng)開展的如火如荼。師生積極投入其中，享受人工智能機(jī)器人教育的快樂和激情。然而我們的經(jīng)驗(yàn)、方法依然不夠豐富。我們還在不斷的摸索嘗試，逐步完善人工智能機(jī)器人教學(xué)模式，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀師生。在課程開展當(dāng)中，我們將適當(dāng)?shù)慕M織人工智能機(jī)器人展示活動，保持師生參與的熱情，將人工智能機(jī)器人教育深入到教學(xué)中去，讓更多的師生加入進(jìn)來。

參考文獻(xiàn)：

[1]《AI上神奇動物》教師用書?深圳市優(yōu)必選科技有限公司

[2]《AI上神奇動物》課程大綱?深圳市優(yōu)必選科技有限公司