基于新課標(biāo)的小學(xué)人工智能教學(xué)設(shè)計(jì)探微

張超金

《義務(wù)教育階段信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）的施行帶來許多新的教育教學(xué)理念，給近年來備受重視的人工智能教學(xué)提供了改革契機(jī)，同時(shí)也對(duì)教師提出了新的挑戰(zhàn)。筆者在調(diào)查分析小學(xué)人工智能教學(xué)現(xiàn)狀并指出其存在的主要問題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就新課標(biāo)理念下如何做好小學(xué)人工智能教學(xué)設(shè)計(jì)這一關(guān)鍵問題展開探究。

一、新課標(biāo)內(nèi)涵：“科”與“技”并重強(qiáng)調(diào)育人功能

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)：“科”與“技”并重，實(shí)現(xiàn)育人價(jià)值，著重從信息意識(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)任四大學(xué)科核心素養(yǎng)來確定教學(xué)目標(biāo)，并以六條學(xué)科邏輯主線安排各學(xué)段課程內(nèi)容，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能。它特別倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)、跨學(xué)科融合、素養(yǎng)導(dǎo)向的多元評(píng)價(jià)等教學(xué)理念。面對(duì)新課程、新理念、新教材，如何有效開展人工智能教學(xué)，已經(jīng)成為信息科技教師必須思考、研究和解決的迫切問題。教學(xué)設(shè)計(jì)是達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的重要保證，它作為連接教學(xué)理念和教學(xué)實(shí)踐的橋梁，既是教學(xué)理念的載體又是教學(xué)實(shí)踐的依據(jù)，在教學(xué)過程中起著舉足輕重的作用。教師應(yīng)根據(jù)新課標(biāo)內(nèi)涵和具體要求，高質(zhì)量地做好教學(xué)設(shè)計(jì)，進(jìn)而為全面提高學(xué)生素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

二、小學(xué)人工智能教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查與分析：存在四點(diǎn)不足

對(duì)于信息科技中的人工智能的教學(xué)，教師應(yīng)以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向來確定教學(xué)目標(biāo)，合理地組織教學(xué)內(nèi)容、多元化開展教學(xué)評(píng)價(jià)。按照新課標(biāo)的理念，廣東省中山市將人工智能作為一門重要課程來開設(shè)，并在自編教材中設(shè)置了人工智能單元。為了掌握中山市小學(xué)人工智能教學(xué)現(xiàn)狀，有的放矢改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，2023年10月，筆者采取線上問卷、面談與課堂觀察相結(jié)合的方式，從中山市小學(xué)信息科技教師中匿名抽取126人進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在以下不足。

（一）學(xué)情分析不到位

筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)：“人工智能教學(xué)模塊學(xué)情分析的內(nèi)容和方法單一”占比高達(dá)50.8%，“小學(xué)人工智能教學(xué)模塊的學(xué)情分析很到位及較到位”分別占比卻低至23.8%、25.4%，這說明過半的教師在做相關(guān)學(xué)情分析過程中，僅關(guān)注已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)興趣等方面中的個(gè)別情況，或者在相關(guān)學(xué)情分析的方法上只滿足于觀察法、問卷法、實(shí)驗(yàn)法中的某一種。再者，筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多教師對(duì)人工智能教學(xué)模塊學(xué)情分析，不重視、欠全面或流于形式。學(xué)情分析不到位導(dǎo)致教師盲目施教、學(xué)生主體性不明顯、學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)效果不理想。

（二）教學(xué)目標(biāo)欠明確

“教學(xué)目標(biāo)定位偏差大”占62.7%，而“教學(xué)目標(biāo)定位明確或較明確”累計(jì)占比37.3%。筆者通過面談、課堂觀察等方式發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教師更多地注重知識(shí)與技能的傳授，不太注重對(duì)信息意識(shí)、計(jì)算思維、人工智能倫理道德等核心素養(yǎng)的滲透和培養(yǎng)。教師設(shè)計(jì)小學(xué)人工智能教學(xué)目標(biāo)的水平有待提高，教師的教學(xué)理念普遍比較陳舊，未能做到以新課程理念為導(dǎo)向?qū)φn堂教學(xué)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)、反思及優(yōu)化。這也是導(dǎo)致人工智能教學(xué)整體效果不佳的原因。

（三）內(nèi)容選擇欠靈活

教學(xué)內(nèi)容“能尊重差異性”“難易得當(dāng)”分別占比43.7%、38.9%，兩者所占比例也較接近，由此反映出兩者存在一定的“關(guān)聯(lián)”。再者，“缺乏跨學(xué)科融合”占比高達(dá)55.6%。教師設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該“有的放矢”，要在差異性、難度、學(xué)科融合方面下功夫，保持一定的靈活性，為有效開展課堂教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)較單一

從調(diào)查數(shù)據(jù)和考察情況來看，教學(xué)評(píng)價(jià)方面存在三個(gè)問題：一是教師普遍偏重終結(jié)性評(píng)價(jià)而忽視過程性評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、解決問題能力的及時(shí)判斷和評(píng)價(jià)；二是重實(shí)踐輕知識(shí)，這與新課標(biāo)倡導(dǎo)的“‘科學(xué)原理與‘實(shí)踐運(yùn)用并重”的理念是相悖的；三是評(píng)價(jià)方式單一，教師評(píng)價(jià)占多數(shù)。究其原因，主要是教師的課程評(píng)價(jià)觀念未得到及時(shí)更新。

三、基于新課標(biāo)的小學(xué)人工智能教學(xué)設(shè)計(jì)：四項(xiàng)優(yōu)化策略

如何彌補(bǔ)小學(xué)人工智能教學(xué)的不足？筆者以六年級(jí)“能看會(huì)認(rèn)辨”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，針對(duì)問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的主要問題，提出優(yōu)化策略。

（一）多角度分析學(xué)情

學(xué)情分析指教師在教學(xué)之前了解學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)風(fēng)格、思維方式、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等基本特征并加以分析，以便科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)。然而，在傳統(tǒng)教學(xué)中教師往往容易忽略或者僅從單一角度去了解學(xué)生和分析學(xué)情。例如，一些教師主要采取“師講生練”的方式教學(xué)，為全班學(xué)生設(shè)計(jì)一樣的問題，教授同樣的知識(shí)等，這些做法有悖于新課標(biāo)理念，往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)。在分析學(xué)情過程中，教師一定要基于新課標(biāo)理念和學(xué)生的實(shí)際，以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，多角度、多層面觀察學(xué)生，了解學(xué)情，分析學(xué)生，進(jìn)而因材施教，更好地助力人工智能教學(xué)。在“能看會(huì)認(rèn)辨”一課的教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)前置問卷，用以了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從而為他們學(xué)習(xí)新課做鋪墊。

（二）精準(zhǔn)確定教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，它為教學(xué)活動(dòng)提供方向指引，既是預(yù)期結(jié)果又是一切教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)及歸宿。筆者在新課標(biāo)理念下設(shè)計(jì)小學(xué)人工智能教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)視角進(jìn)行精準(zhǔn)深入闡述，不僅注重顯性目標(biāo)，而且重視學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、思維能力等要素。

1.信息意識(shí)

學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能模塊的知識(shí)，應(yīng)能認(rèn)識(shí)到生活中的某些情境就是人工智能應(yīng)用案例?；诎咐膶W(xué)習(xí)，理解人工智能的計(jì)算方式，這是人工智能模塊對(duì)學(xué)生信息意識(shí)培養(yǎng)的要求。

2.計(jì)算思維

學(xué)生在學(xué)習(xí)本模塊知識(shí)的過程中其計(jì)算思維應(yīng)得以具體體現(xiàn)和應(yīng)用。學(xué)生對(duì)人工智能應(yīng)用的理解和探索行為包括：在解決問題過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等活動(dòng)。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

在教師的組織引導(dǎo)下，學(xué)生用信息技術(shù)手段尋找人工智能應(yīng)用案例，在網(wǎng)絡(luò)上搜索并了解這些人工智能應(yīng)用的組成結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)、工作原理。

4.信息社會(huì)責(zé)任

以人工智能和智慧社會(huì)安全問題為例，學(xué)生認(rèn)識(shí)到控制系統(tǒng)是存在安全風(fēng)險(xiǎn)的，采用自主可控技術(shù)實(shí)現(xiàn)人工智能的應(yīng)用能更有效抵御外部入侵，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

以上四個(gè)維度的分析，可作為精準(zhǔn)確定教學(xué)目標(biāo)的主要參考。

（三）靈活選擇教學(xué)內(nèi)容

1.以新課標(biāo)為指引，做到真實(shí)有趣

新課標(biāo)倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)有趣的情境。這也是人工智能教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。只有所選教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)生生活實(shí)際且充滿趣味性，才能極大地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、探索實(shí)踐，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)人工智能課程本身的學(xué)習(xí)興趣^[1]。例如，在“能看會(huì)認(rèn)辨”一課教學(xué)設(shè)計(jì)中，為做到教學(xué)內(nèi)容的真實(shí)、有趣，筆者選取“學(xué)校人臉識(shí)別門禁”“智能導(dǎo)游”等貼近學(xué)生生活的項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.以新課標(biāo)為基準(zhǔn)，關(guān)注跨學(xué)科融合

新課標(biāo)倡導(dǎo)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，它是育人方式轉(zhuǎn)變的重要突破口，也是促進(jìn)學(xué)生“自主、探究、合作”學(xué)習(xí)的途徑，更是全面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、跨學(xué)科能力的重要手段。因此，教師設(shè)計(jì)和選擇人工智能教學(xué)內(nèi)容時(shí)要更多地關(guān)注跨學(xué)科知識(shí)的有效應(yīng)用和融入。例如，在“能看會(huì)認(rèn)辨”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，筆者設(shè)置了“運(yùn)用智能平臺(tái)體驗(yàn)人臉識(shí)別”“借助流程圖描述人臉識(shí)別系統(tǒng)的算法并編程”“拓展了解人臉識(shí)別的原理”等學(xué)習(xí)任務(wù)，便于在教學(xué)過程中“潤(rùn)物細(xì)無聲”地融入信息科技、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。

3.以新課標(biāo)為指導(dǎo)，尊重個(gè)體差異

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，注重學(xué)生的個(gè)體差異和不同需求，確保每個(gè)學(xué)生都受益。然而，目前小學(xué)人工智能教學(xué)尚處在摸索階段，尚無統(tǒng)編教材，教學(xué)內(nèi)容選擇上存在很大的彈性空間，容易出現(xiàn)所選內(nèi)容太難、太簡(jiǎn)單、太隨意、過于單一、缺乏層次性等問題。在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，教師要因地制宜，因材施教，充分考慮學(xué)生的差異性。對(duì)同一所學(xué)校不同年級(jí)段的學(xué)生，可以適當(dāng)設(shè)置不同層次的教學(xué)內(nèi)容；對(duì)同一區(qū)域的城區(qū)學(xué)校和農(nóng)村學(xué)校，如果學(xué)生存在比較大的差異，在內(nèi)容選擇上也要有所區(qū)別。具體來說，對(duì)于零基礎(chǔ)的學(xué)生，筆者從人工智能啟蒙課程（如人工智能的歷史、常識(shí)等）中選擇最基礎(chǔ)的內(nèi)容；對(duì)于已有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，適當(dāng)增加難度，選擇語音識(shí)別、人臉簽到等需要編程實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容；對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，選擇“車牌識(shí)別閘門”等綜合性項(xiàng)目開展教學(xué)。就同一節(jié)課的內(nèi)容而言，也會(huì)依據(jù)不同學(xué)校班級(jí)的學(xué)情適度調(diào)節(jié)（刪減或拓展）。

（四）多元化實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)

新課標(biāo)理念下的小學(xué)人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)具有多元化的特征，并堅(jiān)持以發(fā)展學(xué)生信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向。筆者從以下三個(gè)方面實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)：一是堅(jiān)持過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，全方位、多角度收集學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，全面而客觀有效地開展過程性評(píng)價(jià)（如前置性評(píng)價(jià)、教學(xué)過程中學(xué)生情感態(tài)度及問題策略等方面的評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)任務(wù)評(píng)價(jià)、練習(xí)評(píng)價(jià)等），將教、學(xué)、評(píng)深度融合，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)估和應(yīng)用，針對(duì)性開展終結(jié)性評(píng)價(jià)（如成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)、作品評(píng)價(jià)、教師總體評(píng)論等）；二是堅(jiān)持基本知識(shí)考核與實(shí)踐應(yīng)用考核相結(jié)合，綜合運(yùn)用筆試、操作實(shí)踐、作品創(chuàng)作等方法，全面考評(píng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況^[2]；三是堅(jiān)持自評(píng)和他評(píng)相結(jié)合，即在教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)上做到評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化，靈活選擇評(píng)價(jià)工具，采用多種評(píng)價(jià)方式（見表1）對(duì)不同層次的學(xué)生采取不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)存在的學(xué)情分析不到位、教學(xué)目標(biāo)欠明確、內(nèi)容選擇欠靈活、教學(xué)評(píng)價(jià)較單一等不足，教師應(yīng)堅(jiān)持以新課標(biāo)為引領(lǐng)，積極探索改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)的策略和方法，并大膽地付諸實(shí)踐。如此，小學(xué)人工智能教學(xué)必將煥發(fā)新的活力。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉朋娜.基于Mind+的小學(xué)人工智能課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2021.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.