上好人工智能“第一课”

程稚蔚 潘彩虹

摘 要：人工智能是当前信息技术发展中的前沿科技，在小学信息技术课程中开展人工智能教学有助于开阔学生的科学视野，帮助学生接触先进的科技。当然，小学阶段的学生，对人工智能的学习只是初步的了解，因此教师在这一教学过程中发挥的引导作用是至关重要的。文章将结合小学信息技术课程中有关人工智能的基础知识，逐步帮助学生理解人工智能发展的概貌，激发学生学习信息科学知识的主动性，初步培养学生的科学精神和实践操作能力，上好人工智能“第一课”。

关键词：人工智能;课堂变革;平衡差异

中图分类号：G633.67 文献标识码：A 收稿日期：2019-04-09 文章编号：1674-120X（2019）23-0074-02

在大数据、物联网、云技术平台等技术渐渐深入人心的时代，人们对人工智能在现代教育中的应用已经不再感到陌生。并且随着课程改革的推进，人工智能与教育领域有许多融合机会。它符合了教育信息化的要求，能通过多样的技术手段，提高课堂教学效率，被人们普遍认为是一种新兴的、前景广阔的教学方式。当人工智能作为一种教学内容在课堂中呈现时，可以帮助学生了解当前教育教学的模式。在小学信息技术课堂上，“初识人工智能”主要是为了让学生开阔科技视野，能够跟随时代发展的潮流提升自身的认知水平，树立科学探索的意识，培养探究科学规律、动手操作实验的学科素质。因而上好人工智能的“第一课”对教师和学生双方来说都是十分重要的，教师应当充分做好备课工作，逐步将学生引进人工智能学习的广阔世界，最大化地培养学生的学科能力。

一、趣味引入，了解概貌

对小学阶段的学生来说，虽然人工智能所牵涉的科学知识相当有趣，但因其是实验逻辑性较强的学科，理解时也存在一定难度。因此做好人工智能第一课的引入至关重要，要将学生真正地引入人工智能课堂学习的情境中去，而后再循序渐进。对理论性太强或学生理解有难度的部分知识，教师应尽量采取幽默活泼的语言为学生做介绍。在“初识人工智能”的教学过程中，教师不用对某一知识点展开深入讲解。为了做好第一课的教学工作，最应该做的是通过趣味引入来让学生把握即将学习的人工智能信息技术知识的轮廓，从外到内、由浅及深，至少要让学生对人工智能有一个概论上的了解。

那么在趣味导入的方式上，则需要教师结合具体的教学实际来进行一番探索。趣味引入可以利用多媒体素材来导入，而多媒体的应用本身就与人工智能技术有所关联，有助于达到寓教于乐的效果。比如学生都对机器人感兴趣，那么教师可以在网络上搜索相关视频，如科学研究机器人、有关机器人的影视片段等，打开小学生的科学视野，让他们体会人工智能技术的先进与神奇。如展示机器人模仿人类说话、即时翻译、做家务等，这些与小学生生活经验密切相关的素材有助于课堂导入的顺利进行。再如，教师也可以在课前组织学生开展模仿机器人的游戏，这时小学生可能会根据自己之前的阅览经验纷纷开始搞怪模仿。小学生思维活跃、行动力强，教师通过这种方式引入教学不仅活跃了课堂气氛，而且有助于学生加深对接下来学习的知识的理解。在对人工智能整体概貌的认识上，信息技术教师要让学生认识以下几点：一方面，人工智能优势显著，具有服务性、智能性的突出特点。人工智能以先进的信息整合搜索技术为导向，知识覆盖面广、容量庞大，且成体系化，便于对课堂知识进行梳理归纳，对学生记忆知识来说极其方便。另一方面，人工智能一直在向个性服务化方向发展，它是科学的系统，同样能和人进行情感和心理上的交互，能提高课堂教学的趣味性和可操作性。

二、教学应用，实践展示

为了更好地帮助学生理解有关人工智能方面的信息技术知识，在教学条件允许的情况下，教师可以将人工智能技术引入课堂，以实践教学的方式让学生近距离感受人工智能信息技术的便捷与高效。不过，人工智能技术渐渐走入课堂，对教师来说也是一种考验。教师若不能跟紧现代人工智能教学科技的潮流，那么教学能力则会在智能化教学上难以施展。人工智能教学对信息技术教师的素质要求普遍较高，教师需要掌握一定的信息操作技能。而且在智能化教学上，还要考虑好如何将知识和信息有效传递给学生，以及智能设备是否可以更好地促进学生的知识吸收等问题。针对现阶段课堂教学中的问题，教师应该从技术、应用个体等方面综合考虑，吸取以往课堂教学中的有益成果，深入浅出地将人工智能技术引入课堂，才能真正从信息化、智能化的方向提高课堂教学效率，保证教师、学生和智能技术的多方协调共进，促成新时期的个性化课堂变革。通过这种实践教学的方式，教师能激发学生学习信息技术的热情和主动性，营造浓厚的课堂氛围，使学生对人工智能技术有更深的了解。如在教学过程中，教师可以为学生展示中外历史上所制造出的机器人的图片，如西周时期的“机器伶人”、三国时期诸葛亮创制的“木牛流马”，还有公元前二世纪古希腊人发明的“自动机”等，为学生学习相关知识提供丰富的多媒体资源。教师教学除了需要应用人工智能技术之外，也要让学生加强实践操练，以便学生能够通过实践应用更好地理解相关核心知识。在初识人工智能的阶段，教师可以让学生自己动手操作有关机器运转方面的小实验。通过实时的实验操作，学生可以巩固教师已经讲过的理论知识，同时还能进行创新创造，探索人工智能技术方面的小规律、小问题。

三、合作探究，增进理解

在“初识人工智能”的课堂上，学生的水平、兴趣点和吸收成果参差不齐，教师很难保证让每个学生都能达到同样的学习效果。有的学生对机器人、人工智能这些事情很感兴趣，课堂上一直配合教师的教学;但是有的学生或许对机器人缺乏了解，学习上有些吃力，也不敢在信息技术课上发表自己的见解;还有的学生对人工智能缺乏兴趣，上课态度不够积极。

教师教学时需要将学生身上出现的这些问题都一一进行思考，并且针对不同的学生展开不同的教学。合作探究是一种师生互动、生生互动的有效教学方式，教师可以在课堂上让学生以小组为单位讨论有关人工智能的问题。如果涉及的信息技术知识对某些学生来说有些难度，那么教师可以提一些简单的、大多数人都能回答得上来的问题，如你觉得人工智能在未来会发展到怎样的程度、机器人的智能水平会达到怎样的高度;或者是人工智能发展得越来越迅速，你认为机器人以后会代替人类劳动吗？你在生活中见过哪些应用人工智能的事物等问题。学生即使对人工智能方面的信息技术缺乏足够知识儲备，在这些问题上也能有所创见。教师让学生以小组或同桌为单位进行讨论，自由发表意见，能够增强学生对问题的理解。最终，教师可以让学生在班级内对有关问题发表看法，无论是对是错，教师都要予以鼓励。对想象力丰富、见解独到的回答，教师也要予以充分肯定。除此之外，为了帮助小学生更好更快地理解人工智能方面的知识，教师可以通过举例说明的方式来让学生体会人工智能与生活的密切联系，如人工智能与教师教学之间的联系。人工智能技术可以结合不同学生的学习特点，因人而异地提供不同的教学方案，使课堂教学不再是一种模式的“满堂灌”，而是多种教学方式的结合交互，减轻教师的教学压力。同时，这种“私人定制”的智能教学手段也满足了不同学生的学习需求，能够实现学生学习效果的最优化。

四、重视提问，加强管理

作为一门应用科学知识，人工智能信息技术课的第一课只能是帮助学生了解有关人工智能知识的概览。对于接下来的学习，需要学生有着持之以恒的学习毅力和浓厚的学习兴趣才能不断地坚持下去，因而在第一课上教师就应当把打好学生基础作为重要的教学目标。教师要注重提问教学，考虑学生的学习实际，把问题与学生的日常生活、学生之前所学习的内容关联在一起。教师在展示机器实验的过程中，每进行一个实验步骤，都应当提出问题来启发学生的思维。如教师可以通过视频向学生展示传送带上货物运输的实验，一般安全检查、行李托运时都会用到传送带，学生对这种机器的工作方式比较熟悉，但是对传送带运转的规则比较陌生。因此教師通过播放实验视频，让学生了解日常生活中见到的传送带实际上是以链转动的方式来运转的。继而启发学生：“生活中还有哪些常见的事物也是通过链转动的方式来运转的呢？”

通过启发式的提问教学，一方面可以活跃课堂氛围，另一方面也可以帮助学生展开思考、联系实际，锻炼多角度思考问题的科学思维能力。有的学生可能就会想起来，生活中的自行车、钟表等事物都是以链转动的方式来运行的。由此不仅让学生理解了机器的工作原理，同时也加深了学生对实际生活中科学现象的理解与感悟。此外教师还需重视的是课堂的管理，上好人工智能第一课不仅要在教学内容上做好安排，同时还要做好课堂协调管理工作，保证纪律以及教学效率，促进教学的有效进行与学生知识的稳步吸收。如教师可以采取奖励管理法，奖励回答满三个问题的学生一个机器人玩具;对课堂上发言不太积极的学生，教师则可以选择适时提问，回答对了问题同样可以获得奖励;即使回答错误，教师也不能过多苛责，而是要耐心为学生讲解其错误的原因，并提醒学生认真听讲。教师通过启发提问、细致管理，有助于营造和谐的课堂氛围，促进人工智能第一课教学效率的有效提高。

五、结语

信息技术与人们生活的联系日益密切，人工智能在小学阶段的教学工作有着比较成熟的教学环境。学生从生活实际经验出发去认识人工智能，有助于达成对这一前沿信息技术的初步认识，并且能够在今后的本学科学习甚至是其他学科学习中运用这一技术来解决问题。这样才真正体现了人工智能“第一课”的教学意义，更好地达到了教学目标，同时提高了学生的知识应用能力。

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