人工智能走進中小學(xué)課堂實踐研究

袁君

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能時代的到來，中小學(xué)人工智能教育也受到了普遍關(guān)注。深圳將人工智能引進校園一直走在全國前列。作為南山區(qū)一所九年一貫制學(xué)校，我們積極開展人工智能教育，并進行了人工智能走進課堂的實踐研究。

2020年10月13日，我校與優(yōu)必選科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，正式開展貫通式人工智能教育建設(shè)。為了充分激發(fā)學(xué)生的興趣，我們通過優(yōu)化課程內(nèi)容及模塊，適當(dāng)增加一些趣味性活動以及適當(dāng)降低內(nèi)容地難度，循序漸進為學(xué)生揭開人工智能的神秘面紗。我們以人工智能知識普及的基石，來豐富課程形態(tài)。

我們?nèi)斯ぶ悄苷n程從小學(xué)三年級一直貫穿到八年級。在小學(xué)階段，我們設(shè)置了《AI在智慧校園》和《AI 上智慧生活》兩門課程;在初中階段，我們設(shè)置了《AI智造未來》一門課程。學(xué)生通過課程系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，小學(xué)生從人工智能的感知、體驗、討論、描述等層面實現(xiàn)對人工智能的初步認識，我們鼓勵學(xué)生用自己的思維方式去感知和熟悉人工智能;初中課程從識別、解釋、運用、主動選擇等層面實現(xiàn)學(xué)生對人工智能原理及具體實現(xiàn)的理解，讓學(xué)生能夠運用技術(shù)手段嘗試解決現(xiàn)實生活中的具體問題。

《AI在智慧校園》是面向三四年級的學(xué)生，我們主要采用了小學(xué)合作的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生綜合運用所學(xué)知識搭建模型并實現(xiàn)模型功能。通過項目驅(qū)動式學(xué)習(xí)，依托“智能垃圾桶”、“智慧花園”、“智能晾衣架”、“智能掃地車”等多個項目，讓學(xué)生了解科技給生活帶來的變化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力與合作溝通能力。通過編程的方式，讓學(xué)生了解各種傳感器、舵 機、直流電機等設(shè)備的應(yīng)用場景，并學(xué)會其使用方法。

《AI在智慧校園》是面向五六年級學(xué)生，從真實生活出發(fā)，緊扣“智慧校園”主題，將人工智能與多學(xué) 科有機地融為一體，以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向，開展的輕松、有趣的人工智能課程。體驗生活中的人工智能（視覺識別、姿勢識別、語音識別等），直觀地了解人工智能的特點，激發(fā)探究人工智能的熱情與積極性，初步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、工程素養(yǎng)與協(xié)同能力。

《AI智造未來》是面向七八年級學(xué)生，我們將生活情境中發(fā)現(xiàn)的垃圾分類、快遞分揀、快遞運輸、快遞 寄存、聾啞人溝通、失蹤兒童、老人跌倒等問題，轉(zhuǎn)化為活動主題，引導(dǎo)學(xué)生通過合作探究、 制作、體驗等方式，運用人工智能相關(guān)技術(shù)（語音識別、圖像識別、機器學(xué)習(xí)等）解決問題。

課后，我們會及時和學(xué)生溝通，進一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進度及他們的想法。針對學(xué)生在編程過程中，會感覺到枯燥或者是挫敗感等問題，我們則采用了課堂實踐教學(xué)與趣味活動相結(jié)合的方式，結(jié)合學(xué)生熟悉又感興趣的競賽性活動來進行，如分組對抗、班級對抗等形式，活動內(nèi)容 包括發(fā)布對抗型任務(wù)，爭奪寶座等，激發(fā)學(xué)生的對抗意識。同時我們緊密結(jié)合生活實際，選取學(xué)生感興趣的活動，例如，在疫情時期，我們每天進入校園都需要檢查是否佩戴口罩，因此，我們提出問題，我們是否能用我們所學(xué)人工智能的相關(guān)知識，設(shè)計一個檢查是否佩戴口罩的機器人。學(xué)生對于這個項目非常感興趣，大家在設(shè)計的過程中遇到問題，解決問題，氣氛特別好，這也激發(fā)學(xué)生無限的創(chuàng)造力與想象力，讓 AI 助力未來成為可能。

在教學(xué)過程中，學(xué)生的水平、學(xué)習(xí)進度及興趣點的差異也慢慢呈現(xiàn)出來，針對這個問題，我們再次進行分組，根據(jù)小組的具體情況，進行分層教學(xué)，并設(shè)計機器人互動等特色活動課程，拓寬學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

通過一年的教學(xué)實踐，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)興趣高，通過不斷改進教學(xué)方式，教學(xué)效果良好，學(xué)生逐漸能夠運用所學(xué)技術(shù)去解決現(xiàn)實中的問題，激發(fā)了學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)新思維。