开展人工智能教育 助力学生快乐成长

韩玉娟

“互联网+”、云计算、大数据等技术在日新月异地发展，教育该何去何从呢？人机围棋大战、扫地机器人、无人驾驶汽车、机器人快递员……似乎每天这些人工智能的信息都充斥着我们的生活，对于人工智能教育的必要性和重要性已经不言而喻。

北京第一师范学校附属小学的快乐教育，一直致力于让儿童快乐成长。而人工智能时代的到来，人工智能课程的开设，人工智能教育能够使学生更有创造性，更好地适应未来社会，为学生一生的幸福和快乐成长奠基。

学校硬件环境的建设

伴随着国家一系列信息化建设教育文件与措施的出台以及迈向教育现代化的信息技术融合创新发展进程，一师附小在1992年建设了第一个拥有25台计算机的教室，2000年开始了校园网和多媒体网络建设，2011年实现无线网络全覆盖的数字化校园教学环境，完善了三大平台。

资源共享云平台：对校园所有区域进行无线网络覆盖，使每间教室都具有了进行移动终端课堂教学的条件;实现一校多址教育教学资源的管理与共享。

即时通讯平台：即校内的统一即时沟通、信息发布、文件传递平台。

校务自动化办公平台：包括通知公告、公文流转、网上报修、支票申请、电子工资条、场馆预定、电教服务、请假代课、网上选课、考务管理、网上评教、问卷调查等12个系统。

这三大平台的建立与使用，方便了师生，提高了办公效率，使复杂的事情变得简便易行了，同时，还建设了集智慧教室、录音室、演播室、数字化体验区为一体的空间——“乐e家”;开辟了集数学DIY、编程、3D境界、智造高地、工匠车间为一体的空间——“乐创空间”，为学生乐学、会学、主动学、创造性学创造了更好的数字化学习环境，也为开展人工智能教育做好了充分的物质准备。

课堂教学的研究

随着教育现代化的脚步，一师附小参加了多个信息化教学研究的项目，在信息技术与学科教学深度融合方面开展了丰富的教学研究活动。在实践中，教师们通过软件技术开发，制作多媒体课件，帮助学生深度理解学习内容;利用点阵笔等互动技术，帮助学生有效探究;借助移动终端，促进学生交互学习与个性化学习;通过VR虚拟现实技术和AR增强现实技术，实现学生多维体验;教师们尝试微课教学，支持学生自主学习;探索数字故事教学，在一系列的行为表现背后发展学生综合能力……这些课堂教学的研究，从认识上提升教师现代化教育观念、信息素养和信息化领导力，从实践上促进教师信息技术应用能力提高、改进教学能力，同时促进学习型教研组、学习型学校建设，促进、提升学校的内涵发展，为人工智能教育的开展创造了有利的条件。

人工智能教育的发展

说起人工智能的课程教学，要追溯到2009年，学校创建了“机器人创新工作室”，开始了机器人校本课程。依据小学生的兴趣特点、认知水平与接受能力，将学习内容分成机械搭建、程序控制和综合运用三个相对独立又循序渐进的部分，引导不同年级的学生在动手实践的氛围中学习物理、数学、信息技术等综合知识，极大地提高了学生的思维能力与创造能力。2012年7月，我校首次参加全国机器人比赛，获得机器人足球项目一等奖。2014年9月，我校购置了3D打印机，第一次将3D打印创意课程内容引入学生信息技术课堂中，积极进行学科间的整合学習和超越学科边界的主题学习，拓展学生思维，鼓励学生大胆猜想，勇敢创造。

时至今日，我们认为：在小学阶段开设人工智能课程，应重在培养学生的计算思维和编程能力，为培养“符合智能化社会需求的、具备良好计算思维和编程能力的创新人才”奠定基础。课程内容的选择、难度等级符合小学生认知水平，侧重于人工智能技术的应用;课程开发要遵循生活化的原则，渗透人工智能思维和技术。课程的实施采用任务式、项目式和设计学习等方式，融入多学科的学习。提升学生的探究、合作、创新和创造能力，并融合相关学科知识，进行跨学科建构，渗透人工智能思维和技术。

我们在三至六年级开设了人工智能相关课程，实施路径主要有以下几方面。

1.基础类课程

在信息技术课中，删减掉一些知识陈旧的内容，分出课时来开展“培养计算思维和编程思维”的教学内容。例如，使用Scrach2.0进行编程教学，开展普及性学习。

2.发展类课程

《人工智能标准化白皮书》（2018 版）中提到人工智能的关键技术有：机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉、生物特征识别、虚拟现实和增强现实。

因此，校本课程的开设也是基于让学生感知理解以上人工智能的关键技术而进行。我们在三四年级开设了每周一小时的自主选修校本课程，开展以兴趣爱好为主的选择性学习。

其一，以信息技术教师为主数学教师为辅，在三四年级开设了每周一小时“人工智能与3D打印课程”，针对这六项人工智能技术进行感知、体验、初步理解。目前，已经开始开展的教学模块有“知识表示与推理”“机器理解”“数据小伙伴”。其二，以科学教师为主数学教师为辅，开设了“VR人文创客课程”，利用虚拟现实和增强现实技术，以项目学习为主，结合了科技、人文、工程、艺术、计算思维、传统文化等多个学科的跨学科综合实践课程。后台的阶段性测评数据收集与处理会对学生的创造性学习进行个性化的评价，并进行相应的指导。其三，依托校外培训机构开设机器人课程，以培养创新精神为主开展提高性学习。

3.拓展类课程

人工智能教育不仅仅是教室里的教育，更应该让学生在广阔的人工智能环境中受到潜移默化的影响，我校结合科技节活动，学校的人工智能教育环境——人脸识别体验、爱迪生机器人操作与展示、无人驾驶体验等多个区域，让学生近距离与智能机器人接触，和智能机器人对话，让每一个孩子都能拥有体验的机会，在体验中去了解和感受人工智能。

4.智能学科工具

在学科教学中使用智能学科工具，作为学生学习的辅助，体验人工智能。例如，我们的科学教师利用“形色”APP（拍照识花），让学生体验智能植物识别，观察、学习植物的知识;在英语课上，教师使用微软小英，带领学生进行口语练习;语文课上，教师使用九歌，让学生进行计算机古诗创作体验……

我们的思考

1.提升教师的人工智能素养

提升所有教师的人工智能意识、素养，在学科教学、实践活动等多种方式的教学活动中，使用人工智能学科工具，渗透人工智能的思维和思想。

2.渗透人工智能道德层面的教育

人工智能的发展越来越触及人类的定义、思维的定义这些哲学问题，技术的威力也成倍数在提升，这就意味着掌握这些技术的人所掌握的力量变得巨大。基于这种情况，在人工智能教育的启蒙教育阶段，更要加强道德教育，帮助学生树立正确的道德观念和思想情操，真正让人工智能造福于人类。

3.关注学生全面和谐的发展

在互联网和人工智能时代，我们不能仅仅关注教育的工具性追求，更要注重学生全面和谐的发展，关注精神、信仰、理想、信念，培养学生慈爱悲悯的人文情怀，使学生拥有善良的心灵。教育最终是以心养心的过程，是生命对生命的影响。这种影响可以通过信息传递、通过人工智能来达成，但绝不能忽略生命与生命的交流、心灵与心灵的交融。教育应该着眼于给孩子一个健康的身体，一个智慧的头脑，更需要给孩子一颗温暖的心。因此，我们需要关注眼前、脚下，关注每一天，更应该看到明天、未来、无限远。

未来已来，“快乐教育+人工智能”，会为学生插上智慧的翅膀，让孩子们飞得更快、更高、更远！

作者单位：北京第一师范学校附属小学