NLP視域下培養(yǎng)計(jì)算思維的小學(xué)人工智能課程教學(xué)策略

摘要：人工智能課程作為當(dāng)今小學(xué)信息科技課程的熱點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。但在教學(xué)過(guò)程中，往往存在抽象概念理解困難等障礙，而神經(jīng)語(yǔ)言程序?qū)W（NLP）能夠有效解決此問(wèn)題，提升教學(xué)效率。本文以人工智能課《AI太平鼓》為例，闡述了NLP視域下培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的五大教學(xué)策略，以期能夠有效優(yōu)化教學(xué)實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展。

關(guān)鍵詞：NLP；人工智能；計(jì)算思維；教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）20-0000-03

人工智能課程是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的載體，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，存在抽象概念理解困難、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)容易減弱、難以綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題等困難。經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為神經(jīng)語(yǔ)言程序?qū)W（Neuro-Linguistic Programming，NLP）能夠較好地解決上述問(wèn)題。NLP提供了一套詳盡且實(shí)用的模式，用于理解和改善人類行為與交流方式。其中，N代表教師和學(xué)生的心理與生理狀態(tài)，標(biāo)志著課堂學(xué)習(xí)的開(kāi)始，也是教學(xué)過(guò)程的終點(diǎn)，構(gòu)成了教學(xué)活動(dòng)和體系的核心。L指的是教師的教學(xué)行為和言語(yǔ)，反映了教師對(duì)教學(xué)對(duì)象的正面影響和指導(dǎo)作用。P是教學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，涵蓋了教學(xué)活動(dòng)的時(shí)序進(jìn)展與空間布局，它不僅展現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中的言行舉止，最終還凝結(jié)為教學(xué)成果的實(shí)體展現(xiàn)。下面，筆者以《AI太平鼓》一課為例，展示NLP視域下培養(yǎng)計(jì)算思維的小學(xué)人工智能課程教學(xué)策略。

具象目標(biāo)，學(xué)會(huì)善問(wèn)，轉(zhuǎn)化問(wèn)題

在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師經(jīng)常會(huì)使用“制作一個(gè)作品”作為目標(biāo)描述，雖然表達(dá)簡(jiǎn)潔，但這樣的表述在實(shí)際教學(xué)中卻難以直接轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)行為。具體而言，教師要明確這個(gè)“作品”是哪種類型的人工智能作品，其制作方法是什么，制作過(guò)程中有哪些關(guān)鍵步驟？以及學(xué)生在制作過(guò)程中應(yīng)該運(yùn)用哪些策略，只有將這些籠統(tǒng)的目標(biāo)細(xì)化為具體的教學(xué)行為，才能確保教學(xué)的有效性和針對(duì)性，從而真正讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

筆者所在學(xué)校的大課間選用具有深厚歷史底蘊(yùn)的太平鼓，讓學(xué)生每天早上敲擊太平鼓鍛煉身體。因此，筆者將此作為教學(xué)元素，把傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技相結(jié)合，為學(xué)生提供一個(gè)既熟悉又新穎的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以使學(xué)生體驗(yàn)到傳統(tǒng)文化的獨(dú)特韻味與魅力。并且，以“太平鼓表演如何更有科技感和創(chuàng)新感？”進(jìn)行問(wèn)題引導(dǎo)，將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)換成編程問(wèn)題。同時(shí)，筆者對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了如下頁(yè)圖1所示的轉(zhuǎn)化。本課的核心目標(biāo)是學(xué)會(huì)制作AI太平鼓。內(nèi)圈的三維目標(biāo)（N目標(biāo)）是為什么制作、制作什么、怎么制作；中圈是對(duì)三維目標(biāo)的細(xì)化（L目標(biāo)），即使用各種工具進(jìn)行制作，交流討論；外圈為具體行為（P目標(biāo)），即通過(guò)各種形狀的組合，通過(guò)講授、體驗(yàn)、創(chuàng)造的手段掌握制作AI太平鼓的方法，制作作品進(jìn)行交流。最外圈的設(shè)計(jì)具有實(shí)踐意義，是計(jì)算實(shí)踐的部分，可轉(zhuǎn)化為教學(xué)設(shè)計(jì)。通過(guò)這種可以具化為教學(xué)行為的教學(xué)設(shè)計(jì)，從計(jì)算概念、計(jì)算實(shí)踐、計(jì)算觀念三個(gè)維度，以學(xué)生為主體，全方位落實(shí)學(xué)生計(jì)算思維的培育。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)善思，抽象建模

在教學(xué)過(guò)程中，教師可以基于活動(dòng)內(nèi)容，系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)流程，精心挑選恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，并精心營(yíng)造與之相匹配的情境。這些教學(xué)環(huán)節(jié)相互銜接、相互促進(jìn)，形成有機(jī)的整體，進(jìn)而確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠有效地支持學(xué)生的學(xué)習(xí)，共同推動(dòng)并助力實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

圖2是對(duì)《AI太平鼓》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)。中間的直線為活動(dòng)內(nèi)容，右邊為過(guò)程與方法，左邊為情感態(tài)度與價(jià)值觀。落實(shí)本課的教學(xué)目標(biāo)制作AI太平鼓，需要學(xué)生了解太平鼓的相關(guān)知識(shí)，掌握AI太平鼓的制作方法，創(chuàng)造AI太平鼓的作品，并從中體會(huì)科技賦能傳統(tǒng)文化的快樂(lè)。

在人工智能課堂中，建模是重要的一環(huán)。在教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，幫助他們從具體的生活情境中抽象出概念和問(wèn)題，如通過(guò)分析太平鼓的敲打情景，可以學(xué)習(xí)如何將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可編程的模型。這種抽象過(guò)程要求學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維，識(shí)別問(wèn)題的關(guān)鍵要素，并設(shè)計(jì)出解決問(wèn)題的策略。

具體而言，教師應(yīng)先指導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察思考，從具體情境中提煉出核心問(wèn)題，并輔以設(shè)計(jì)單、微課程等資源，制訂詳實(shí)的作品構(gòu)思方案。學(xué)生在明確任務(wù)目標(biāo)后，深入研究作品的外觀設(shè)計(jì)和功能特性，最后制訂自己小組的設(shè)計(jì)圖。

需要注意的是，教師在引導(dǎo)學(xué)生分析太平鼓的現(xiàn)實(shí)敲打情景時(shí)，要從鼓聲（聲）、鼓棒（動(dòng)）兩個(gè)方面對(duì)問(wèn)題抽象分解，引導(dǎo)學(xué)生嘗試探究藍(lán)牙音箱的錄音功能以及舵機(jī)的角模式。通過(guò)小組合作、同伴互助，綜合運(yùn)用舵機(jī)、藍(lán)牙音箱功能實(shí)現(xiàn)鼓動(dòng)起來(lái)、響起來(lái)，完成作品編程，建構(gòu)聲動(dòng)模型。最終，通過(guò)NLP理論模型的“探學(xué)·善思”活動(dòng)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生形成分析問(wèn)題、抽象建模的計(jì)算思維能力。

行為探索，拓學(xué)善用，實(shí)踐探究

在教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，引導(dǎo)他們按照設(shè)想的模型自主搭建，調(diào)試編程，提升算法思維。

算法思維屬于計(jì)算思維的重要組成部分，是一種用于解決問(wèn)題的思維方式，依賴于一系列標(biāo)準(zhǔn)化的科學(xué)方法、規(guī)則或步驟。因此，在《AI太平鼓》一課的模型搭建過(guò)程中，學(xué)生要運(yùn)用算法思維來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高搭建效率。學(xué)生根據(jù)小組設(shè)計(jì)好的模型進(jìn)行搭建。通過(guò)分析模型的結(jié)構(gòu)，確定搭建的順序和方法，以確保模型的穩(wěn)定性和功能性。

編程是培養(yǎng)學(xué)生算法思維的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生仔細(xì)分析模型的功能需求，依據(jù)需求編寫(xiě)代碼，并利用流程圖清晰地規(guī)劃編程過(guò)程。在編程時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生不斷地測(cè)試和調(diào)整代碼，以確保程序能夠達(dá)到預(yù)期的最佳效果。這種調(diào)試過(guò)程不僅能夠鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，還能夠培養(yǎng)他們的耐心和認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度。

同時(shí)，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生在模型設(shè)計(jì)和編程中發(fā)揮自己的創(chuàng)意，進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。例如，有的小組獨(dú)具創(chuàng)意，為母校的生日錄制一段校慶Rap，并配以合唱的生日歌，這種創(chuàng)意不僅能夠展示學(xué)生的編程能力，還能夠表達(dá)他們對(duì)學(xué)校的熱愛(ài)和祝福；有的小組在編程環(huán)節(jié)加上了特定節(jié)拍，獨(dú)特的節(jié)拍輔以響亮的鼓聲；有的小組加入了紅外感應(yīng)傳感器，當(dāng)人靠近時(shí)，鼓棒自動(dòng)敲擊，實(shí)現(xiàn)了鼓的智能化。

開(kāi)放環(huán)境，鼓勵(lì)善言，展示風(fēng)采

學(xué)生在面對(duì)人工智能創(chuàng)作時(shí)，有時(shí)會(huì)感到畏懼，這通常源于他們對(duì)既有習(xí)慣和行動(dòng)模式的依賴。教師需要開(kāi)放教學(xué)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生。

例如，在教學(xué)中，教師可以運(yùn)用平板電腦內(nèi)置的“學(xué)生展示”功能，即時(shí)將特定學(xué)生的屏幕內(nèi)容分享至全班視野，此舉不僅多樣地展現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還極大地激發(fā)了學(xué)生自主探索的興趣與創(chuàng)新的靈感，進(jìn)而促進(jìn)他們數(shù)字化學(xué)習(xí)技能與創(chuàng)新素養(yǎng)的提升。還可以鼓勵(lì)學(xué)生上臺(tái)展示自己的作品，向全班同學(xué)介紹自己的作品亮點(diǎn)。學(xué)習(xí)小組可以按照分工進(jìn)行專業(yè)講解：展示員負(fù)責(zé)運(yùn)行程序，展示作品；講解員負(fù)責(zé)講解作品設(shè)計(jì)緣由以及作品主要模型及功能；攝影師對(duì)作品進(jìn)行拍攝并投屏在教室屏幕上。此時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生互提建議，使其在思維碰撞中提升計(jì)算思維。

思維拓展，增能善知，模型遷移

在人工智能教學(xué)中，學(xué)生遷移的思維方式能夠得到提升，而這種思維方式也能夠解決生活中更為復(fù)雜的問(wèn)題。例如，在《AI太平鼓》一課的最后階段，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探索聲動(dòng)模型在日常生活中的實(shí)際應(yīng)用：在商場(chǎng)入口處常見(jiàn)的自動(dòng)門(mén)，通過(guò)聲控傳感器檢測(cè)顧客的到來(lái)，并自動(dòng)開(kāi)啟，既方便又節(jié)能；自動(dòng)報(bào)樓層的電梯，通過(guò)聲音識(shí)別技術(shù)確定乘客所在的樓層，并自動(dòng)報(bào)出樓層信息，為乘客提供便利；自動(dòng)抬桿的倒閘系統(tǒng)，通過(guò)聲音信號(hào)來(lái)控制桿的升降，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)管理。引導(dǎo)學(xué)生了解這些應(yīng)用，可以幫助學(xué)生進(jìn)行模型遷移，使其認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)的實(shí)際價(jià)值，并激發(fā)他們對(duì)更多人工智能技術(shù)的興趣和好奇心。

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