小学人工智能校本课程探索

朱艳萍

【摘要】近年来，在国家政策的推动下，人工智能逐渐进入中小学课堂。对小学生来说，人脸识别是熟悉又陌生的存在，他们对于人脸识别的原理和应用并不熟悉。基于此，中山市开发区第五小学开发并实施了校本课程《探秘人脸识别——图像识别技术基础入门课程》，希望对小学人工智能教育的普及能够提供一定的参考价值。

【关键词】人工智能;图像识别;人脸识别;图形化编程;认知AI

作为引领未来的战略性新兴技术，人工智能正在影响着社会的方方面面，也将改变我们的生产生活方式。2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确指出我国应该实施全民智能教育项目，在中小学阶段开设人工智能相关课程。2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，强调要完善课程方案和课程标准，充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课内容。人工智能是什么？人工智能课程应该如何开展？课程目标应该如何确定？如何开发适合本校学生学情的人工智能校本课程？基于以上问题，学校进行了小学人工智能校本课程研究与探索，开发了图像识别技术基础入门课程，课程实施效果良好。

一、课程内容的选择

本课程面向小学五年级的学生，他们对于图形化编程学习热情高，思维活跃，动手能力较强，能够跟随教师的引导进行自主探究和自主建构，形成良好的学习氛围。立足学情，本课程以“探秘人脸识别”为课程主线，借助源码编辑器Kitten中的拓展积木“认知AI”模块，设计了基于图形化编程的图像识别基础入门课程，将小学人工智能教育和编程教育進行深度融合。如下表。

二、课程目标的确定

通过该课程的学习，学生能够了解图像识别技术的基本原理、图像识别技术在生活中的应用。学生通过程序设计思路分析，学会分析程序，探究图形化编程学习的方法和过程，逐步养成计算思维;学生在学习和体验中感受科学技术的发展给生活带来的便利，学会辩证看待图像识别技术，形成信息社会责任和信息意识。

三、课程设计思路和教学方法、教学模式的选择

以“探秘人脸识别”为主线，创设“人工智能研究所的夏博士进校园，带领学生一起“在源码世界中探究人工智能技术”的故事情境。课程以开源、开放、合作、分享为核心思想，践行“以学生为主体”的教学理念，注重学生体验、思考分析与编程思维的培养，聚焦学生计算思维、信息意识、信息社会责任、数字化学习与创新能力等核心素养的养成，渗透信息技术学科核心素养。

将教学任务与生活实际相结合，采用问题中心法、任务驱动法、现场体验法、自主探究法、小组研讨法等教学方法。

根据学生特点，结合课程内容，把传统的“教学-练习”教学模式改为“源码启航→源码解密→源码学堂→源码展示→源码总结→知识窗”。

四、课程实施案例分析

在实施过程中，利用“形色识花”“九歌写诗”等图像识别技术，引领学生在应用与探索中了解图像识别技术，从而认识人工智能，感受人工智能的魅力。本文以第四课时“人脸识别大挑战”为例进行课例分析。第一，源码启航，生活中的人脸识别。通过“刷脸支付”“刷脸时代”等词语开启课堂，进而播放本校师生刷脸进出校门的视频，从学生的兴趣出发，联系生活，调动学生的积极性，学生在情境中主动、积极地接受任务。第二，源码解密，直观感受人脸识别。以言激趣，在程序作品中上传人脸照片，直观呈现人物照片被识别出性别、眼镜佩戴情况、情绪等情况的过程，学生直观感受人脸识别。第三，源码学堂，体验人脸识别技术。此环节是夏博士的源码学堂时间，以任务驱动的方式依次抛出“判断人物性别（重点）、简化‘判断人物性别’脚本（难点）、人脸识别大挑战”等任务，提供微课和导学单，学生通过自主探究、小组合作等方式完成程序脚本搭建。第四，源码展示，演示人脸识别技术。借助点猫编程平台，师生一人一账号登录平台，教师在平台中选取学生作品进行展示和评价，创造良好的师生、生生交互平台。第五，源码总结，说说人脸识别技术。引导学生进行课堂总结，加深学生对程序设计的理解，提高学生的成就感和语言表达能力。第六，知识窗，辩证看待人脸识别。总结升华，通过新闻视频学习人脸识别的便利性和安全隐患性。

五、课程实施成效及反思

第一，多角度感受人工智能。本课程通过多种技术手段，让学生在课堂上就能体验到人工智能技术。比如，体验“拍照识花”小程序，教师借助希沃授课助手，使用手机投屏，将拍照识花的过程展示出来。第二，作品分享及评价方式多样。本课程利用点猫编程平台进行教学，教师可以直接点评学生作品，学生能自评，同学之间可以互评。此外，师生可通过链接或二维码的方式分享作品，分享形式方便而快捷，有效实现资源共享，点燃学生的创作热情。第三，升华主题，立德树人。在课程最后，点明人脸识别在现实生活中存在的安全问题，是对学生的信息意识和信息社会责任潜移默化的培养，引导学生思考图像识别技术的两面性，提高了学生的信息素养。同时，这也是技术性与人文性的统一，体现了立德树人的育人目标。第四，人工智能教育和编程教育深度融合。在教育信息化2.0的大背景下，本课程将人工智能和编程教育进行深度融合，让人工智能技术中的“人脸识别”进入了小学信息技术课堂。

小学人工智能校本课程的研究，需要教师积极探索，不断实践，积极创新教学模式。让我们共同期待小学人工智能课堂普及化，使越来越多的学生在课堂中了解到人工智能技术。

参考文献：

[1] 国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知（国发〔2017〕35号）[Z] .2017-7-8.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm

[2] 教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知（教技〔2018〕6号）[Z] .2018-4-18.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html