小學(xué)人工智能課程與智慧課堂深度融合的實(shí)踐探索

吳大釗 李夢(mèng)文

信息技術(shù)學(xué)科承載著中小學(xué)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(xué)科教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四大素養(yǎng)?！读x務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將人工智能與智慧社會(huì)內(nèi)容模塊定為第4學(xué)段（七至九年級(jí)）教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了“向世界介紹我的學(xué)?！薄盁o人機(jī)互聯(lián)表演”“在線數(shù)字氣象站”“人工智能預(yù)測(cè)出行”“未來智能場(chǎng)景暢想”等跨學(xué)科主題。武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)新華小學(xué)堅(jiān)持“科技辦學(xué)”，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(biāo)和現(xiàn)實(shí)學(xué)情，設(shè)計(jì)了人工智能校本課程，且與智慧課堂深度融合，引導(dǎo)教師轉(zhuǎn)變思想，主動(dòng)探索，應(yīng)用智慧課堂與人工智能課程融合的新模式教學(xué)。

一、借智慧教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)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(xué)軟件是一個(gè)人工智能教育教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)有四大板塊，即資源介紹、創(chuàng)新探究、原理驗(yàn)證、特色課程。該平臺(tái)上的人工智能課程資源適用于小學(xué)三至六年級(jí)，課程內(nèi)容為人工智能入門知識(shí)，用以幫助學(xué)生了解人工智能在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，感受人工智能的神奇。開發(fā)者利用人工智能技術(shù)，支持學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)，設(shè)計(jì)人工智能產(chǎn)品，解決生活中的實(shí)際問題。結(jié)合學(xué)?？萍碱愓n程教學(xué)情況，筆者將課程內(nèi)容進(jìn)行了二次開發(fā)，并在五年級(jí)實(shí)施。各模塊教學(xué)包括體驗(yàn)人工智能產(chǎn)品、理解人工智能技術(shù)、設(shè)計(jì)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(duì)生活的影響五個(gè)環(huán)節(jié)。調(diào)整后的課程內(nèi)容及教學(xué)安排如下（見表1）。筆者對(duì)“暢言智AI”教學(xué)軟件中的課程資源進(jìn)行二次開發(fā)，使人工智能校本課程更貼合于學(xué)情，也更符合課程標(biāo)準(zhǔn)。

（二）探索人工智能課程教學(xué)途徑

為促進(jìn)智慧課堂與教學(xué)深度融合，學(xué)校為所有學(xué)生配備了平板電腦。課程活動(dòng)不局限于課堂。教師將課程資源分為課前預(yù)習(xí)、課堂資料、課后資源，定時(shí)給學(xué)生推送（資料形式有圖片、文字、視頻、演示文稿等），提出相應(yīng)的學(xué)習(xí)要求，給出資源使用說明。

人工智能技術(shù)是近年來的熱門話題，也是一個(gè)新話題，小學(xué)生很難將生活中的事物與人工智能技術(shù)聯(lián)系起來。教師推送課前學(xué)習(xí)資料可以起到串聯(lián)作用。學(xué)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(xué)生的主要學(xué)習(xí)任務(wù)是在“暢言智AI”人工智能教學(xué)平臺(tái)中的原理探究板塊輔助下參與感知實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。感知實(shí)驗(yàn)中，平臺(tái)以視頻動(dòng)畫的形式講解人工智能技術(shù)原理。對(duì)于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要通過操作進(jìn)一步了解人工智能技術(shù)原理。例如，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生完成車牌識(shí)別模塊任務(wù)時(shí)，要按照輸入圖像—車牌定位—車牌校正—字符處理—字符識(shí)別五個(gè)步驟，親自操作，一步步探究并進(jìn)行信息處理的過程也是學(xué)習(xí)的過程。學(xué)生用自己的語言去描述這一過程，就可以理解并掌握有關(guān)技術(shù)原理。

課后，學(xué)生可以利用“暢言智AI”教學(xué)平臺(tái)中的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行拓展，綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)知識(shí)，按照設(shè)計(jì)、拼搭、組裝、編程、優(yōu)化等步驟，制作人工智能產(chǎn)品模型。學(xué)生參與課后實(shí)踐活動(dòng)，既能鞏固所學(xué)知識(shí)，又可以將人工智能技術(shù)與生活相結(jié)合，學(xué)以致用。

二、構(gòu)智慧互動(dòng)課堂，探究人工智能課堂教學(xué)策略

（一）用情境與實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)真實(shí)學(xué)習(xí)。教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式，以真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引入多元化數(shù)字資源，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。同時(shí)，鼓勵(lì)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，凸顯學(xué)生的主體性。人工智能技術(shù)及產(chǎn)品已走進(jìn)人們的日常生活，如智能音箱、人臉識(shí)別解鎖、指紋鎖等，但學(xué)生在生活中還缺乏觀察和思考的意識(shí)。對(duì)于人工智能課程的教學(xué)，教師不能照本宣科，而要結(jié)合生活中的情境與實(shí)例，幫助學(xué)生提高信息感知力，增強(qiáng)信息意識(shí)。

（二）用圖形化編程理清編程邏輯

學(xué)生應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)特定功能，需要具備一定的編程能力。編程學(xué)習(xí)過程中最重要的是編程思想的培養(yǎng)。對(duì)于小學(xué)生而言，圖形化編程簡(jiǎn)單清晰，容易接受，能直觀反映學(xué)生的思維過程。除此之外，“暢言智AI”人工智能教學(xué)平臺(tái)的圖形化編程模塊會(huì)自動(dòng)檢測(cè)出現(xiàn)問題的指令代碼，并用不同顏色進(jìn)行提示，如未連接機(jī)器人時(shí)，部分代碼以灰色呈現(xiàn)。

（三）用多種互動(dòng)形式達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)

“科大訊飛”智慧課堂中，有多種互動(dòng)形式支持課堂教學(xué)，幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，其中，與人工智能課程相適應(yīng)的互動(dòng)形式有“屏幕推送”“截屏分享”“自主出題”“討論”等?！捌聊煌扑汀焙汀敖仄练窒怼边m用于課堂上程序代碼等文本類內(nèi)容的展示，便于學(xué)生清楚看見指令?！坝懻摗?，即教師發(fā)起問題，讓學(xué)生在討論區(qū)進(jìn)行討論，并點(diǎn)評(píng)他人的回答，此功能適用于發(fā)散性問題的探討，賦予學(xué)生自由發(fā)言的機(jī)會(huì)?！白灾鞒鲱}”，即教師出題，讓學(xué)生作答，答題結(jié)束后平臺(tái)實(shí)時(shí)生成互動(dòng)報(bào)告，便于教師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)。除此之外，“暢言智AI”人工智能教學(xué)平臺(tái)也存有相應(yīng)的題目供學(xué)生自測(cè)。

（四）用平板電腦展示學(xué)習(xí)成果

筆者認(rèn)為，人工智能課程的學(xué)習(xí)成果展示不應(yīng)局限于“作品”展示，還應(yīng)包括學(xué)生對(duì)人工智能技能的講解、對(duì)人工智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、對(duì)人工智能產(chǎn)品的評(píng)價(jià)與改進(jìn)等。展示方式也不局限于結(jié)合“作品”分享制作心得。在人工智能課堂教學(xué)中，教師鼓勵(lì)學(xué)生用平板電腦制作研究報(bào)告、研究心得、產(chǎn)品設(shè)計(jì)書等多樣化的成果，利用平板電腦中“學(xué)生講”功能，將被點(diǎn)評(píng)的學(xué)生的平板電腦實(shí)時(shí)畫面共享給全班學(xué)生，展示學(xué)生的多樣化學(xué)習(xí)成果，激發(fā)學(xué)生自主探究欲望與創(chuàng)新意識(shí)，從而提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)。

此外，課程實(shí)施過程中，學(xué)生的優(yōu)秀作品被置于學(xué)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(xué)習(xí)?！霸瓶臻g”長時(shí)間積累資源，就能不斷充實(shí)創(chuàng)客作品資源庫。

三、推智慧多維評(píng)價(jià)，構(gòu)建人工智能課程評(píng)價(jià)體系

人工智能課程與智慧課堂深度融合還體現(xiàn)在評(píng)價(jià)方式的轉(zhuǎn)變上。教師應(yīng)堅(jiān)持全面性、科學(xué)性原則，做好課程評(píng)價(jià)。

（一）課堂評(píng)價(jià)與課后評(píng)價(jià)相結(jié)合

教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)應(yīng)該是多方面的，包括學(xué)生的聽講狀態(tài)、學(xué)生小組合作的情況、項(xiàng)目的完成程度等。在人工智能課程實(shí)施過程中，教師可以通過智慧課堂，在課堂上使用“PK板”為學(xué)生或小組評(píng)分。不同教師的評(píng)分不會(huì)累加，授課教師可以通過學(xué)生名單查看評(píng)分。這樣評(píng)價(jià)使得課堂教學(xué)評(píng)價(jià)相對(duì)獨(dú)立且有針對(duì)性。課堂上，教師還可以“隨機(jī)選人”“自由出題”等形式，在學(xué)生作答后直接加分。智慧課堂環(huán)境下科學(xué)考評(píng)，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(shí)踐性的課程，課堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。為了激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)與技術(shù)的興趣，筆者鼓勵(lì)學(xué)生課后完成各類實(shí)踐作業(yè)，如查閱資料、撰寫研究報(bào)告、人工智能模型制作與改裝等，布置“七彩作業(yè)”讓學(xué)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(píng)價(jià)與學(xué)業(yè)目標(biāo)評(píng)價(jià)相結(jié)合

不同于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，人工智能課程以學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐為主，教師評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)做到過程性評(píng)價(jià)占比高于學(xué)業(yè)目標(biāo)評(píng)價(jià)。過程性評(píng)價(jià)手段包括，課堂教學(xué)過程中作品的展示與講解說明，以及編程競(jìng)賽、機(jī)器人比賽等實(shí)踐活動(dòng)。教師組織這些實(shí)踐活動(dòng)，可以增強(qiáng)學(xué)生信心，使他們具有競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，從而培養(yǎng)科技素養(yǎng)與創(chuàng)新精神。學(xué)業(yè)目標(biāo)評(píng)價(jià)是檢驗(yàn)課程目標(biāo)是否達(dá)成的重要手段。教師不能完全拋棄對(duì)學(xué)業(yè)目標(biāo)的評(píng)價(jià)，宜根據(jù)學(xué)情適當(dāng)弱化，重過程同時(shí)也不輕結(jié)果。

（三）學(xué)生自評(píng)、生生互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合

教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要途徑。在人工智能課程實(shí)施過程中，教師應(yīng)多元化評(píng)價(jià)，不局限于教師評(píng)價(jià)。特別是在過程性評(píng)價(jià)時(shí)，教師很難做到全面與公平，這時(shí)就需要發(fā)揮學(xué)生自評(píng)與生生互評(píng)的重要作用。學(xué)生利用“班級(jí)圈”分享功能，可以像“朋友圈”一樣發(fā)布照片展示實(shí)踐成果，接受同伴的點(diǎn)贊、評(píng)論，讓評(píng)價(jià)無障礙，這樣也有利于營造和諧的學(xué)習(xí)氛圍。

今后，筆者將完善評(píng)價(jià)制度，讓班級(jí)優(yōu)秀作品晉級(jí)至“年級(jí)圈”，面向年級(jí)教師與學(xué)生展示并接受點(diǎn)贊與評(píng)價(jià)。年級(jí)優(yōu)秀作品則有機(jī)會(huì)晉級(jí)至學(xué)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(xué)是為了學(xué)生的發(fā)展，課程要匹配學(xué)校的發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。人工智能校本課程是大部分學(xué)生喜愛的課程，是教師樂于探索的課程。智慧課堂教學(xué)是新的教學(xué)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(xué)的多元與便捷優(yōu)勢(shì)，智慧課堂教學(xué)讓人工智能課程的教學(xué)更上一層樓。

（作者吳大釗系湖北省武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)新華小學(xué)校長;李夢(mèng)文系湖北省武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)新華小學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志