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项目式学习在小学人工智能教学中的应用——以《智能家庭生活》一课为例

发表时间：2021/8/13 来源：《文化研究》2021年9月上作者：周颖

[导读] 文章结合《智能家庭生活》一课的教学实践，分析了项目式学习在人工智能课程中的实现方法。

广州市番禺区罗家桥虹小学周颖 511450

摘要：文章结合《智能家庭生活》一课的教学实践，分析了项目式学习在人工智能课程中的实现方法。通过“创设真实情境，明确项目问题——虚实结合，实现知识构建——小组合作，执行项目——项目展示，多维评价”项目式四步教学法，辅助学生从身边的项目出发，主动学习智能家居的实现原理，运用知识设计未来智能家居，培养学生的人工智能素养，为相关课程和项目式教学提供借鉴。
关键词：项目式学习；人工智能；教学
        2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，提出实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。2019年8月，广州市遴选了147所学校作为人工智能课程改革实验校，实验小学在3－6年级安排一定课时的人工智能课程进行教学。而人工智能课程是一门新课程，至今缺乏统一的课程标准和教材；大部分学校也还没有配备人工智能实验室等场室，缺少开展人工智能课程的设备。大家都在“摸着石头过河”，如何教是一线教师迫切想知道的难题。
        一、项目式学习在小学人工智能课程教学中的应用
        项目式学习是一套具有系统性的教学方法，其是以解决真实的问题为目的，使学生在项目设计、项目探究、项目总结等过程参与中，实现设想、验证、完善，进而在动手体验中制作出某一物品，实现动手操作能力发展的教学方法。将项目式学习应用到小学人工智能课程教学中，不仅可以满足人工智能课程教学的需求，还可以使学生在自主参与过程中，了解人工智能的相关知识，增强学生探究、应用人工智能技术的积极性。笔者以《智能家庭生活》一课为例，谈一谈如何将项目式学习法应用到小学人工智能课程教学中。
        （一）创设真实情境，明确项目问题
        项目式学习强调的是以真实情境中的问题作为任务驱动。本课以学校举办的科技节为契机，创设这样的一个真实情境：学校科技节举办“智能家居小小设计师”的比赛，小明一看题目就苦恼了，实现智能家居需要哪些智能设备？智能家居是怎么传送信息的呢？你愿意帮助小明吗？通过老师的问题引领，学生也明确了本节课的项目问题。本课是一课时的项目学习，因此项目问题要简单清晰，让学生一目了然本节课该解决的问题。如果项目需要多课时，可以在提出总项目要求后，针对每节课提出对应小项目的学习任务，如此细化，学生对完成项目更加充满期望。
        （二）虚实结合，实现知识构建
        项目式学习强调以学生为中心，教师在教学过程中是学生学习的引导者。

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但由于学生在此之前对智能家居的理解不是很深刻，课堂上能实现的智能家居设备也有限制，没有一定的引导，无法执行项目。此时，需要教师引领学生在体验活动中合作探究，理解智能家居的实现过程。首先，学生小组利用平板电脑进行虚拟体验——控制智能灯，对智能家居有初步的认识后，学习智能家居需要的设备。接着，为了让学生了解智能家居传递信息的路径，教师可以挖掘生活中的案例，通过动画模拟智能家居的应用场景，帮助学生理解实现智能家居各设备的作用和智能家居的实现过程。最后，通过实践活动，学生分组参与人脸识别防盗门的实践，进一步理解智能家居的实现过程。在这整个过程中，教师不断通过流程图辅助学生的理解，强化学生对智能家居的实现原理的认识。学生在项目开展的过程中，通过小组合作、分析、推理，对智能家居实现的原理进行探讨，最后通过体验，明确智能家居的实现过程，完成主动知识建构的过程，为项目的执行打下基础。
        （三）小组合作，执行项目
        完成知识建构后，学生基本对如何执行项目已经心中有数了。在画实现智能家居的线路图的过程中，小组成员需要发挥主观能动性，结合本节课所学的和已经储备的人工智能知识，完成项目任务。虽说学生通过主动知识建构认识了智能家居的实现过程，但是时间过长难免遇上各种问题。这时需要发挥教师引导者的作用。教师在小组合作过程中，不断地巡视，发现存在的问题，并针对性地进行指导，使学生在发现问题、解决问题的过程中，得到帮助，更加积极地投身到项目的执行中去。
        （四）项目展示，多维评价
        项目的展示能让学生在讲述和评价的过程中进行思维火花的碰撞，设计的线路图可以更美妙。教师应在项目的执行前，出示项目评价的标准。同时教师需要对项目的全过程进行跟踪评价，师评、他评、自评相结合，多维度地对学生项目的结果以及完成项目的整个过程予以肯定及建议。实践后发现，学生项目的完成度很高，丰富度明显，文字图画相结合，形象地表达出自己设计的智能家居的实现过程。
        实践证明，在小学人工智能课程中，项目式学习法更能激发学生的潜能和主动性，是培养学生人工智能意识的良好载体。学生在小组合作探究中，取长补短，有益于创新思维的养成。但是由于小学生的能力有限，则需要教师在引导的过程中有预见性，充分发挥灯塔的作用，让学生成为学习的主人。
        二、结束语
        将项目式学习应用到小学人工智能课程中，可以采用“四步教学法”，组织学生在合作体验中理解人工智能相关理论知识，使学生发挥自己的主观能动性，在项目实践的过程中理解所学的知识，增强学生探究、应用人工智能技术的积极性，进而推动小学人工智能课程教学的发展。
参考文献：
[1] 国务院.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[OL].
[2] 龙佑娟. 人工智能视角下小学3D打印项目式学习的实践研究[J]. 天天爱科学(教育前沿),2020,(07):55.