人工智能时代小学教学创新模式探究--中国期刊网

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人工智能时代小学教学创新模式探究

发表时间：2021/9/2 来源：《现代中小学教育》2021年8月下作者：林逸花

[导读] 近年来，人工智能的研究获得重大突破，世界各国纷纷将人工智能研究列入国家重点项目，我国亦掀起了人工智能进校园的浪潮。

陆丰市东海镇红星小学林逸花

摘要：近年来，人工智能的研究获得重大突破，世界各国纷纷将人工智能研究列入国家重点项目，我国亦掀起了人工智能进校园的浪潮。
关键词：人工智能；小学教学；创新
        一、创设生活问题情境使人工智能教学“有的放矢”
        按照现在我国对小学学科的划分，计算机教学属于综合实践课，因此，对于人工智能教学，应参考《中小学综合实践活动课程指导纲要》，开展“从学生的真实生活和发展需要出发，从生活情境中发现问题，转化为活动主题，通过探究、服务、制作、体验等方式，培养学生综合素质的跨学科实践性课程”。我们应创设来自生活的活动主题，利用人工智能技术与资源培养学生的综合素质，而非单纯学习使用人工智能技术。“第一，学生要有一个真实的经验的情境……要有一个对活动本身感兴趣的连续的活动；第二，在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物。”同样，在人工智能教学的组织过程中，创设有效问题情境非常重要。
        二、以造福他人为目的人工智能教学需“立德”
        人工智能作为一种强大的技术手段和资源平台，可以深刻影响教育变革，但不可能改变教育的本质。教育永远不能背离“立德树人”“全面发展”的育人目标。在开展人工智能教育教学活动时，要努力引导学生树立正确的价值观。
        学生如果仅仅是为自己做风扇或台灯等设计实验，那么心中只会想着怎么方便自己，思维比较局限，但如果他们能考虑到家中的亲人乃至更多的人，明确这是为了有需要的人而做，学生对学习人工智能“为他人服务”的核心目标就会更明确。例如，班上有个女生，有个二胎的妹妹，她就很担心妹妹的手去碰电风扇，因此特别用心去查找资料，了解到很多此类的受伤案例，她会特别主动地思考解决问题的方案并积极尝试，成功后收获就会很多。
        在智能台灯的学习中，教材针对起夜开灯的不便提出夜灯可以用声控方案，学生还提出产品细分，除了针对不同年龄、甚至不同职业的人做到视力保护提醒、根据光线强度自动调整灯光亮度，还能关注到聋哑人，提出做闪光及动作提示器。显然，在这样的学习过程中，学生收获的就不仅是解决问题的能力，更滋养了善良的心灵。
        三、务实去解决问题使人工智能教学“落地”
        1.解决问题的方案应能落地扎根现实
        可能目前对于很多人来说，听到人工智能课，脑海里呈现的都是很有未来感的画面，精致非凡的机器人、各种液晶面板，在宽大明亮的实验室里，学生做出各种看似高深的作品。但教师应知道，要培养学生长程的优秀思维习惯和能力，恐怕更多需要扎根现实。在问题情境下，学生需要先研究讨论出问题解决方向，如在改造智能台灯的学习中，学生要在小组中制订改造台灯的方案并论证其有效性，由于学生想法不同，方案也不尽相同—针对不同的需求，甚至是特殊人群的特殊需求，可能会有多种改造方案，但限于目前的传感器教学条件，有一些方案需要因地制宜做修改，也有一些方案因不具备条件只能放弃。确定了方案的有效性后，学生最后成功制作出了声控开关、定时提醒休息眼睛、人离开一定时间后自动关灯、根据周边亮度调节灯光强度、自动整点报时功能等的智能台灯产品，并体验到：再好的创意也要立足现实。

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        2.知识的学习要扎实
        在看似一个简单的台灯或风扇改造主题中，学生要了解传感器的工作原理，要搜索了解相关的知识案例，要学会使用逻辑思维进行编程，应用传感器、编程等手段，将自己的改造思路落实到真实的作品里。过程中，他们通过模拟实验，来验证自己的想法是否可行，并在实验的过程中不断迭代改进。制作出的作品要与教师和同伴分享展示，听取他们的评价，发现缺陷后还要不断再做修改。
        3.作品要有创新但也要避免浮夸
        作品的设计应针对智能目标并对标执行，切忌思维跑偏，把漫无目标当成发散思维，做出偏离主题的“创新作品”。例如笔者听过个别教师上的人工智能课，学生制作的主题是智能闹钟，可最终的成品很多已经脱离了时钟的初衷，有的像火星车，有的像潜水艇，学生的精力很多耗在华而不实的拼搭上，笔者觉得这样的教学思路是不对的。应如前文所述，引导学生从闹钟功能对于不同人群的适用性出发，如针对特别爱赖床的人，设定响后隔几分钟再响一回且声音越来越大，或者针对聋哑人群体，设计出振动幅度较大并能发光的“智改”，培养学生形成创新与务实相结合的思维能力。
        四、培养团队协作能力为人工智能教学融入“雁行”思维
        1.培养团队协作的“雁行”思维
        实验室的桌子是协作式的六边形桌，从环境上就鼓励学生注重团队协作，共同进步。“雁群排列成V字形，当一只雁鸟展翅时，其余雁鸟立刻跟进，整个鸟群飞升。借着V字队形，整个雁群的飞行距离比雁鸟单飞时至少增加了71%。”在人工智能的第一节课，笔者就激励学生要学习没有尖牙利齿却能繁衍万年的大雁团队，信任彼此，轮番引领，愿意接受他人的协助，也愿意协助他人，成为学习的共同体，要学会思考问题、看待问题都从团队的角度出发。
        2.建立激励机制促进分工合作
        笔者应用班级优化大师软件，让学生组成6人大组，且相邻2人成为一小组，每一大组都由学生选出组长。每节课中的创意想法、模型搭建比赛、编程实现比赛等都能获得分数，不过都以大组记分，特别是搭建和编程的比赛，只有前三名全部完成的大组才能得分，这就促使大组内能力较强的学生在完成自己分内之事后，会主动去帮助其他小组。长期做到有效合作的大组成员，往往获得更多的自信与成就感，对团队的认同感也更强。当然，大组的建制并非一成不变，在一段时间后，对于常居每节课榜首、有着较好协作精神的大组，可以调出能力较强的学生到其他大组去，通过交流，推动其他组共同进步。并且，在二人小组中，虽然要制订搭建师和编程师每节课轮换的制度，但更要引导学生思考最合理的分工合作方式，如手巧的更多承担搭建任务，而搭档则尽力为他打下手找材料。不断帮助学生总结合作的经验，表扬奖励积极合作的学生，强化他们获得团队成绩的快乐，改掉沟通不畅、控制不了情绪等缺点，让学生渐渐习惯于共同探讨启发、互相帮助，形成团队思维。
        人工智能进入小学课堂，仿若当年的“计算机普及要从娃娃做起”，每一次新技术浪潮的风起云涌，同时也激发新思潮、新思维方式的诞生，笔者将继续深入探究人工智能教学，利用智能技术改进自己的教学理念、教学方法，引领学生追随时代的脚步，感受人工智能教学的魅力。
参考文献
[1]杜威.民主主义与教育[M].王承绪，译.北京：人民教育出版，2001.
[2]李开复，王咏刚.人工智能[M].北京：文化发展出版社，2017.