小学人工智能课程与智慧课堂深度融合的实践探索

吴大钊 李梦文

信息技术学科承载着中小学生创新教育的功能，是培养创新人才的重要载体。该学科教学旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大素养。《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》将人工智能与智慧社会内容模块定为第4学段（七至九年级）教学内容，设计了“向世界介绍我的学校”“无人机互联表演”“在线数字气象站”“人工智能预测出行”“未来智能场景畅想”等跨学科主题。武汉经济技术开发区新华小学坚持“科技办学”，开展了人工智能课程与智慧课堂深度融合的一系列探索，基于课程目标和现实学情，设计了人工智能校本课程，且与智慧课堂深度融合，引导教师转变思想，主动探索，应用智慧课堂与人工智能课程融合的新模式教学。

一、借智慧教学平台，设计人工智能课程体系

（一）开发人工智能课程内容

“畅言智AI”教学软件是一个人工智能教育教学应用平台。该平台有四大板块，即资源介绍、创新探究、原理验证、特色课程。该平台上的人工智能课程资源适用于小学三至六年级，课程内容为人工智能入门知识，用以帮助学生了解人工智能在多个领域的应用，感受人工智能的神奇。开发者利用人工智能技术，支持学生综合运用知识，设计人工智能产品，解决生活中的实际问题。结合学校科技类课程教学情况，笔者将课程内容进行了二次开发，并在五年级实施。各模块教学包括体验人工智能产品、理解人工智能技术、设计人工智能产品功能、编程开发人工智能产品、交流与探讨人工智能对生活的影响五个环节。调整后的课程内容及教学安排如下（见表1）。笔者对“畅言智AI”教学软件中的课程资源进行二次开发，使人工智能校本课程更贴合于学情，也更符合课程标准。

（二）探索人工智能课程教学途径

为促进智慧课堂与教学深度融合，学校为所有学生配备了平板电脑。课程活动不局限于课堂。教师将课程资源分为课前预习、课堂资料、课后资源，定时给学生推送（资料形式有图片、文字、视频、演示文稿等），提出相应的学习要求，给出资源使用说明。

人工智能技术是近年来的热门话题，也是一个新话题，小学生很难将生活中的事物与人工智能技术联系起来。教师推送课前学习资料可以起到串联作用。学生可以在课前根据自身兴趣，选择阅读一两种资料。

课上，学生的主要学习任务是在“畅言智AI”人工智能教学平台中的原理探究板块辅助下参与感知实验和验证实验。感知实验中，平台以视频动画的形式讲解人工智能技术原理。对于验证实验，学生需要通过操作进一步了解人工智能技术原理。例如，验证实验中，学生完成车牌识别模块任务时，要按照输入图像—车牌定位—车牌校正—字符处理—字符识别五个步骤，亲自操作，一步步探究并进行信息处理的过程也是学习的过程。学生用自己的语言去描述这一过程，就可以理解并掌握有关技术原理。

课后，学生可以利用“畅言智AI”教学平台中的探究实验模块进行拓展，综合运用人工智能技术知识，按照设计、拼搭、组装、编程、优化等步骤，制作人工智能产品模型。学生参与课后实践活动，既能巩固所学知识，又可以将人工智能技术与生活相结合，学以致用。

二、构智慧互动课堂，探究人工智能课堂教学策略

（一）用情境与实例激发学生学习兴趣

信息技术课程标准倡导真实学习。教师要创新教学方式，以真实问题或项目驱动，创设真实情境，引入多元化数字资源，提高学生的学习参与度。同时，鼓励“做中学”“用中学”“创中学”，凸显学生的主体性。人工智能技术及产品已走进人们的日常生活，如智能音箱、人脸识别解锁、指纹锁等，但学生在生活中还缺乏观察和思考的意识。对于人工智能课程的教学，教师不能照本宣科，而要结合生活中的情境与实例，帮助学生提高信息感知力，增强信息意识。

（二）用图形化编程理清编程逻辑

学生应用人工智能技术实现特定功能，需要具备一定的编程能力。编程学习过程中最重要的是编程思想的培养。对于小学生而言，图形化编程简单清晰，容易接受，能直观反映学生的思维过程。除此之外，“畅言智AI”人工智能教学平台的图形化编程模块会自动检测出现问题的指令代码，并用不同颜色进行提示，如未连接机器人时，部分代码以灰色呈现。

（三）用多种互动形式达成学习目标

“科大讯飞”智慧课堂中，有多种互动形式支持课堂教学，帮助学生达成学习目标，其中，与人工智能课程相适应的互动形式有“屏幕推送”“截屏分享”“自主出题”“讨论”等。“屏幕推送”和“截屏分享”适用于课堂上程序代码等文本类内容的展示，便于学生清楚看见指令。“讨论”，即教师发起问题，让学生在讨论区进行讨论，并点评他人的回答，此功能适用于发散性问题的探讨，赋予学生自由发言的机会。“自主出题”，即教师出题，让学生作答，答题结束后平台实时生成互动报告，便于教师了解学生对知识的掌握程度，以便及时调整教学。除此之外，“畅言智AI”人工智能教学平台也存有相应的题目供学生自测。

（四）用平板电脑展示学习成果

笔者认为，人工智能课程的学习成果展示不应局限于“作品”展示，还应包括学生对人工智能技能的讲解、对人工智能产品的设计、对人工智能产品的评价与改进等。展示方式也不局限于结合“作品”分享制作心得。在人工智能课堂教学中，教师鼓励学生用平板电脑制作研究报告、研究心得、产品设计书等多样化的成果，利用平板电脑中“学生讲”功能，将被点评的学生的平板电脑实时画面共享给全班学生，展示学生的多样化学习成果，激发学生自主探究欲望与创新意识，从而提升数字化学习与创新素养。

此外，课程实施过程中，学生的优秀作品被置于学校创客“云空间”展示，和其他科技类作品一同，供全校师生观摩学习。“云空间”长时间积累资源，就能不断充实创客作品资源库。

三、推智慧多维评价，构建人工智能课程评价体系

人工智能课程与智慧课堂深度融合还体现在评价方式的转变上。教师应坚持全面性、科学性原则，做好课程评价。

（一）课堂评价与课后评价相结合

教师对学生的评价应该是多方面的，包括学生的听讲状态、学生小组合作的情况、项目的完成程度等。在人工智能课程实施过程中，教师可以通过智慧课堂，在课堂上使用“PK板”为学生或小组评分。不同教师的评分不会累加，授课教师可以通过学生名单查看评分。这样评价使得课堂教学评价相对独立且有针对性。课堂上，教师还可以“随机选人”“自由出题”等形式，在学生作答后直接加分。智慧课堂环境下科学考评，更具一致性且便于教师操作。

人工智能课程注重与生活的联系，且是一门具有实践性的课程，课堂教学远远不能满足学生的学习需求。为了激发学生对人工智能知识与技术的兴趣，笔者鼓励学生课后完成各类实践作业，如查阅资料、撰写研究报告、人工智能模型制作与改装等，布置“七彩作业”让学生以文字、图片、语音等形式提交成果在全班展示。

（二）过程性评价与学业目标评价相结合

不同于传统的课堂教学，人工智能课程以学生动手实践为主，教师评价时应做到过程性评价占比高于学业目标评价。过程性评价手段包括，课堂教学过程中作品的展示与讲解说明，以及编程竞赛、机器人比赛等实践活动。教师组织这些实践活动，可以增强学生信心，使他们具有竞争意识，从而培养科技素养与创新精神。学业目标评价是检验课程目标是否达成的重要手段。教师不能完全抛弃对学业目标的评价，宜根据学情适当弱化，重过程同时也不轻结果。

（三）学生自评、生生互评与教师评价相结合

教师对学生进行评价是促进学生学习的重要途径。在人工智能课程实施过程中，教师应多元化评价，不局限于教师评价。特别是在过程性评价时，教师很难做到全面与公平，这时就需要发挥学生自评与生生互评的重要作用。学生利用“班级圈”分享功能，可以像“朋友圈”一样发布照片展示实践成果，接受同伴的点赞、评论，让评价无障碍，这样也有利于营造和谐的学习氛围。

今后，笔者将完善评价制度，让班级优秀作品晋级至“年级圈”，面向年级教师与学生展示并接受点赞与评价。年级优秀作品则有机会晋级至学校创客“云空间”，列为展示作品并保存至“云空间”，甚至全校展示。

教学是为了学生的发展，课程要匹配学校的发展，适应社会的发展。人工智能校本课程是大部分学生喜爱的课程，是教师乐于探索的课程。智慧课堂教学是新的教学模式，与人工智能课程深度融合，两者相得益彰：人工智能课程发挥出智慧课堂教学的多元与便捷优势，智慧课堂教学让人工智能课程的教学更上一层楼。

（作者吴大钊系湖北省武汉经济技术开发区新华小学校长;李梦文系湖北省武汉经济技术开发区新华小学教师）

责任编辑：祝元志