小学人工智能创客实验室建设的实践与思考

发表时间:2021/3/31   来源:《教育学文摘》2021年1月1期   作者:谭优生
[导读] 人工智能(英语:Artificial Intelligence,缩写为AI)即机器智能,
        谭优生
        佛山市顺德区龙江叶霖佳小学  528318

        人工智能(英语:Artificial Intelligence,缩写为AI)即机器智能,一般是指通过计算机呈现出来的扩展的人类智能技术,是一门新的科学技术。人工智能创客实验室是以计算机科学和学生创新活动结合起来,以简单的计算机编程,电路模拟和机械原理等学习为基础,通过学生的学习实践以培养学生的动手能力、逻辑思维能力和创新能力。近年来创客教育越来越多的受到教育决策者、教育者和教育研究者的重视。基于人工智能的创客实验室的建设是学校开展创客教育的基础和前提。
        一、小学人工智能创客实验室建设意义
        1.适应教育改革和发展的需要。教育部教育装备研究中心刘诗海指出“创客教育具有综合性、体验性、趣味性、协作性、艺术性、新颖性和创造性等特点,有利于学生想象力、创造思维能力、观察能力、动手能力和自学能力的培养”。构建与人工智能时代相适应的创客实验室建设,是响应和落实国家教育与发展战略,是推进教育现代化不可或缺的重点内容。对于实现教育思想、教育环境、内容和模式的全方位变革有着特殊重要的意义。
        2.满足教师成长和发展的需要。当前,义务教育阶段特别是小学阶段从事创客教育的教师只能从相近科目如信息技术、劳动技术、科学等教师转型而来。从事创客教育,终身学习成为必须,从创客教育教师到教育创客,有助于教师知识水平、技术能力、理论修养全面提升。
        3.擦亮学校特色和品牌的需要。建立创客实验室,为学校推进创客教育,开展创新教育活动,培育创新精神,激发师生潜能,打造学校特色品牌,形成创新进取的校园文化氛围提供可能。创客实验室的建设对擦亮学校创客教育特色和品牌起基础性和关键性作用。
        二、小学人工智能创客实验室建设的内容
        1.创客实验室建设现状调查与可行性分析。第一,开展场地状况情况调查。包括学校师生、家长以及相关社会人士的问卷调查,多方面征求意见以确定实验室的建设场地和实验室的面积大小。第二,实验验建设使用人员问卷调查。主要调查对象为现在实验员和参与实验学的学,包括使用频率,活动范围和使用需求等。第三,创客实验室装备仪器问卷调查。包括仪器配备和经费预算等。
        2.小学人工智能创客实验室空间布局。

完整的小学人工智能创客实验室一般由创客教学区、操作区、展示区和储物区组成,各区域空间大小应根据创客实验室空间大小和实验室的功能来确定。教学区主要是为学生传授理念知识,为创新实验作准备。交流讨论区可以充分发挥网络的功能,为开展创客教育量身定做,如查阅资料、编程、分享和经验交流等。储物区是为解决创客实验室器材多,零乱难以管理而设置的,必须实验室器件管理办法合理分类。
        3.小学人工智能创客实验室需要配备的基本仪器设备。创客实验室仪器的配备应根据创客实验室的功能来确定。一般来说,应考虑实验室的功能实现,3D建模与制作以及加工工具等方面。其中功能实现应根据创客实验室建设标准与培养目标来确定,应充分考虑基于计算机的人工智能开发,包括软件和硬件两方面。如常见的3D打印机,声、电、光学等。还应配备相应的机器人组装,加工,控制等方面的图书资料,包括光盘资源,网络互动资源。
        三、小学人工智能创客实验室建设的思考
        当下,计算机技术正改变着人们的思维和生活方式,人们普遍认识到人工智能创客教育的重要性,创客教育的发展与学生未来的成长息息相关。创客教育培养的是人的创新精神,是培养有创造能力的人才教育。开展创客教育,应爱护学生的好奇心和求知欲,应培养和爱护学生的想象力,从小种下讲科学、爱科学、学科学、用科学的种子,不断激发自己科学探索的热情。
        在小学人工智能创客实验室的创建过程中,受学生年龄特征和思维能力制约,应关注基础知识的运用,简单人工智能技术的学习以及学生思维和想象能力的开发。
        
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【该论文是全国教育科学规划课题子课题《小学人工智能创客实验室装备标准与建设研究(课题批准号:DCA190327—44067)研究成果之一】
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