摘 要:2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中提出应在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。如何有效开展人工智能课程,寻找符合学情、符合教学实际的人工智能教学模式,是本文思考和探究的内容。
关键词:初中;人工智能;项目式教学法;思维导图
近几年,随着新一代人工智能技术变革热潮,各行业人工智能化大力发展同时,也促使中小学阶段的人工智能教育迎来新的发展契机。在2017年我国国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中,明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。
中小学阶段,我们对人工智能教育进行研究和开展教学,带领青少年学生去了解、学习人工智能,增加其对人工智能认识,使其产生兴趣,开拓视野,培育创新思维,提高动手实践能力,树立投身人工智能事业的志向。
探究人工智能课程教学模式,解决人工智能教育难题
对于学生来说,人工智能技术原理学习是枯燥乏味的。如果教师以简单粗暴的“满堂灌”方式进行讲授,在学生眼里就是一场难以忍受的“灾难”,无法引发思考和学习,降低学习兴趣。因此,我们对人工智能课程内容进行分析研究,结合初中学生的年龄特点、社会阅历、知识储备等学情以及学校的实际情况,采用 “项目式教学法”和“思维导图”工具分析剖解任务的方式,使学生在“玩中学”的过程中掌握知识,达到教学目的。
1、项目式(PBL)教学法构架课程主体
项目教学法(Project-based Learning),简称PBL,它是通过“项目”的形式进行教学。在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理:收集信息、设计方案、实施项目和最终评价。
我们通过使用项目教学法开展人工智能课程,先练后讲,先学后教,强调学生的自主学习,主动参与,从尝试入手,从练习开始,调动学生学习的主动性、创造性、积极性等。
2、思维导图激发思维,引导课程项目合理有序
思维导图,是表达发散性思维的有效图形思维工具,它能充分运用左右脑的机能,开启人类大脑的无限潜能,因此思维导图具有人类思维的强大功能。
我们的学生,在受提问表达对某个问题或事件的观点看法时,往往回答是“我们什么都想不到”;部分语文水平不好的学生,则非常害怕写作文,总是“大脑一片空白”……是不是都没有想法呢?其实不然,只是缺乏提取和组织想法的方法工具——思维导图,则可以帮助我们。学生通过一定的思维训练后,可以清晰的表达想法、创造思维,激发头脑风暴,让作品富有创意和个性。
3、灵活运用思维导图和项目式(PBL)教学,开展课程项目
“每个同学都要做‘司令’!”这是笔者授课常常对学生说的话。
在课程安排中,让学生进行分组,每人根据不同的项目,自主轮流担任‘司令(产品经理)’、‘通信员(数据信息收集分析反馈)’、‘小兵(程序编写、硬件搭建)’等角色,通过分工合作把项目进行分解分析,创意头脑风暴(思维导图)、数据整理、软硬件的设计,从而完成项目,完成作品。
课程模块的实现,以笔者教授米思齐(Mixly)+Arduino创客课程《快乐交通灯》为例:
(1)、了解项目,建构框架
教师初步讲授“交通灯”相关知识,帮助学生建构基本知识和项目产品实现方向,然后布置项目要求,让学生自主分组,分别担任“司令”、“通信员”、“小兵”等角色。
(2)、分析项目,头脑风暴
“司令”组织成员共同讨论,使用笔纸或软件绘画思维导图对《快乐交通灯》项目进行分解分析,激发创意和头脑风暴。下面是其中一组学生的思维导图:
(3)、分工合作,共同完成
司令:统筹规划项目,利用组成员头脑风暴的思维导图把项目内容进行分解,带领大家理清思路和开展项目实施方案,对组成员进行分工,并检查督促项目的进度。如《简易交通灯》项目,司令就必须按流程进行分工分配其他角色的任务,并撰写《快乐交通灯》的说明方案。
通信员:通过百度、知乎、论坛、网站、书籍、咨询老师等等形式,收集整理项目所需的资料,并分析分类交于相关组成员。如《快乐交通灯》项目,通信员需要收集“交通灯信号的含义”,“交通灯工作原理”,“行人、司机如何识别交通灯”,“我国的道路交通法规”,“Arduino光传感器的使用”等等信息,并和司令探讨交流后,把资料交于相关小兵。
小兵:小兵主要负责按思维导图中的实施流程实现项目。小兵在司令的规划指导下,紧密联系通信员,理清项目实施的思路,把分解的项目任务进行分工、编程、制作,最终实现完成作品。如上图思维导图中《快乐交通灯》项目,具有良好绘画能力的通信员也兼任小兵角色,负责用废弃的包裹包装盒、纸张绘画制作卡通可爱的交通灯柱,道路斑马线、行人、汽车等,精致还原了我们日常生活中道路交通的场景,让作品形成好玩、有趣的风格,让人眼前一亮;而其他的两个小兵,则通过米思齐(Mixly)软件进行编程,利用Arduino电子元件套件实现交通灯红灯(RED)、黄灯(YELLOW)、绿灯(GREEN)交替变化的效果;最后所有成员合力组合完成作品。
(4)、课程评价,总结反馈
在人工智能课程评价方式上,如《快乐交通灯》项目课程,我们应主以过程性评价进行课程评价,注重引导学生在学习、制作过程中敢于天马行空,敢于表达自己的想法和观点,予以鼓励性评价;对富有创造性、建设性问题思考、观点表达,对良好解决问题的能力,则应给予奖励性评价。人工智能课程的教学目标,不是唯一、固化的标准,应是一个弹性、自由化的标准,让学生勤思肯学多动手,才能更好地适应社会、适应时代,更好地思考和解决问题。
人工智能课程,特点是动手能力强、自主思维要求高,而其教学模式,应是百花齐放,丰富多姿。我们在研究课程讲授、活动开展的过程中,应根据不同课程特点、内容要求、学生实际情况,积极思考探索,反复研究,大胆尝试和提炼,为丰富人工智能课程教育,培养国家战略人才而努力。
参考文献
[1]百度百科[Z]