基于“体验学习圈”的人工智能教学实践探究

江苏省南京晓庄学院第一实验小学 滕 倩

21世纪，在教育信息化浪潮的助推下，人工智能教育逐渐成为当今教育领域的发展趋势。《新一代人工智能发展规划》《教育信息化2.0行动计划》等相关政策的出台，也为我国人工智能教育提供了新的发展机遇，各中小学陆续开展人工智能课程。但由于没有课程标准、没有教材、没有课程评价，人工智能教育也出现了如“教学模式一刀切”“以偏概全教编程”“智能理论满堂灌”等一系列问题。如何开展人工智能教学仍面临着重重困境。

一、小学人工智能教育现状

目前，人工智能教育已成为基础教育中非常重要的一部分，并且陆续在中小学开展。但人工智能作为一门融合了多学科原理的课程，对于学生来说抽象、晦涩难懂。如何在小学开展人工智能教学，仍处于摸索阶段。

（一）“三无”是现状

无课程标准、无教材、无课程评价的“三无”状态是人工智能教学的现状。教什么？怎么教？配套的教学教材是什么……一线教师面对一门新兴学科茫然无措。目前的人工智能课程的教材大多数是基于机器人大赛培训教材整理出来的，教材设置缺乏逻辑性，大多数自成体系，对于学生来说晦涩难懂、不易理解。

（二）教学模式一刀切

“搭建+编程”是当前人工智能教学的主要教学模式。学生依照搭建手册，按部就班地搭建模型，接着进行编程学习。一刀切的教学模式、机械式的灌输，从根本上遏制了学生想象力和创造力的发展，歪曲了学生对人工智能的科学认知，使学生错误地认为“人工智能=编程”，并不能从根本上培养学生的人工智能素养。

（三）教学目标底层化

小学人工智能的教学目标仅涉及对人工智能知识的理解，教师对学生的要求就是掌握课本上的知识，从而遗漏了新课标要求的对学科核心素养的培养，缺少高阶思维的目标导向，限制了学生思维品质的发展。

二、“体验学习圈”理论内涵

20世纪80年代，美国学者大卫·库伯在前人经验的基础上，开创性地提出了“体验学习圈”理论，包括具体体验、反思观察、抽象概括与行动应用四个环节。

这一理论认为，学习是基于体验的持续性过程，是一个螺旋上升的发展过程。学习者在内部经验与外部环境相互作用的过程中，不断生成新的体验，在亲身体验的同时，不断锻炼思维能力，确保掌握并理解知识理论，促进知识的迁移，最终培养解决问题的能力。

在“具体体验”环节中，学习者是感知者的角色。学生通过亲身体验或者探究活动，依靠自身感官来获取直接经验，是整个学习过程的准备与基础阶段，但是，这种直接经验是笼统和即时的。在“反思观察”环节中，学习者是观察者的角色。学习者对前期所获得的笼统的、即时的直接经验进行回忆、解构，之后再观察、再学习，将其不断内化，上升为一般、抽象的认知。“抽象概括”环节，是学习者领悟的过程，在这一环节中，学习者是思考者的角色。在这一环节中，学习者基于自身的知识经验，将“具体体验”环节的直接经验和“反思观察”环节的认知，不断地进行思考、内化，最终转化为符号语言，并概括出一般的解决方案。最后，在“行动应用”环节中，学习者是实践者的角色。学习者在全新的情境中进行实践和检验，在行动中发现不足并优化方案，实现了体验的“外延”扩展，也为下一次体验学习做准备，使学习圈得以迂回和反复。

总而言之，“体验学习圈”是一个具体的知识建构内化的过程。“具体体验”环节获得直接经验，“反思观察”和“抽象概括”环节内化知识的内涵，“行动应用”环节对知识进行实践、检验、应用，并进行进一步的延伸、发展，最终形成了“知识体验—知识建构—知识应用”的循环。

三、基于“体验学习圈”的小学人工智能教学策略

新课标明确提出，倡导真实性学习，注重创设真实情境，让学生实现“做中学”“用中学”“创中学”。基于“体验学习圈”的人工智能教学就是真实性的学习。学生通过亲身体验或者置身体验情境，获得直接经验，再在教师的引导下进行观察、反思，形成进一步的认知，然后结合自身的认知经验，不断内化，抽象概括出解决问题的方案，最后进行实践应用，对知识进行进一步的延伸。接下来，笔者以《AI上智慧生活》丛书中的“交警‘小助手’”为例进行具体阐述。

（一）具体体验，明确探究问题

具体体验主要有两种方法：一是设计体验活动，让学生在真实生活中具身体验、直接实践；二是设计体验情境，创设合理的、贴近生活的真实情境，让学生置身真实情境中体验。不论是真实的体验活动，还是创设真实情境，都要从学习者本身出发，充分调动学习者的全部感觉器官，让学生全方位地获得直接经验。在此环节中，教师要加以引导，不能让学生的思维过于发散。学生应在具体体验中定义出关键问题，然后紧紧围绕问题的发现和界定进行学习和探究，在探究过程中培养问题界定的能力。

人工智能知识对于小学生来说，晦涩难懂、不易理解。因此在具体体验阶段，教师要让学生能够动手操作或者自己探究，从而获得直观上的体验。这样获得的直接经验是调动了感官参与的过程，更加让人印象深刻，更能调动学生的学习兴趣与积极性。

例如，在“交警‘小助手’”一课中，教师要设计交警机器人来减轻交警叔叔的负担，就需要深入了解交警的工作。教师可以带领学生进行实地体验，让学生充分调动感觉器官，沉浸式地感受交警指挥交通的工作，由此获得直接经验，明确交警指挥交通的工作内容。

（二）反思观察，推动深入探究

反思观察就是为了让学生找寻直接经验和学习之间的联系。学生进行再观察、再反思，以形成进一步的认知，培养问题意识和思维习惯。在此环节中，教师要以启发式对话来帮助学生进行反思观察、解读体验，而不能用成人的想法与思考来解读体验。体验如果被成人化，就是一种“假体验”，学生不仅不能从中内化知识，还会产生抗拒心理，丧失了“体验”本来的意义。

所以，教师在此阶段可以通过如“你感受到了什么？”“发生了什么？”“为什么这样做？”等一系列启发式的问题对话，帮助学生对复杂的问题进行解构，将其划分为一个个子问题，对子问题进行分析并归纳。同时，教师还要充当学生学习过程中的脚手架，提供相应的学习资源或学习通道。

例如，在“我是小交警”一课中，学生通过体验交警叔叔的工作，对于指挥交通已经获得了直接经验。此时，学生就需要去解读交警的具体体验，对问题进行分析与细化。教师主要就是引导、启发学生，通过对话交流，一步步地拆分交警叔叔的工作，并对其进行分类、归纳。

（三）抽象概括，提高思维水平

抽象概括是教学的核心、重点，是指向思维养成的环节。本环节的重点不是学生对于知识掌握了多少，而是对于思维能力的培养。教师不能只是手把手地教，更应该让学生能够独立自主地完成从直接经验到间接经验的抽象概括。该环节中的一切思维活动都应当由学生自主完成。只有经历了这个过程，学生才能在内化和迁移其学习经验的同时，实现思维品质的充分发展。

因此，在此阶段，教师需要给学生预留足够多的时间，让学生独立地将问题进行抽象化的表达，用数学符号去表达问题及确立项目任务，在分析问题的基础上构建模型，选取并设计算法程序，制订最一般化的解决问题的方案。

例如，在“交警‘小助手’”中，学生经过前期分析，已初步进行归纳、分析。在此环节，学生需要将直接经验进行抽象概括，转换成符号语言。学生可以借助流程图或者思维导图等语言对问题进行梳理，如“交警指挥交通时，什么时候停，什么时候左转？”都是需要学生在此环节进行内化、梳理的。

（四）行动应用，支持深度体验

行动应用是将抽象概括的知识运用于新的情境中，以达到知识的拓展和延伸。新的情境应当是一个与实际生活紧密相连的情境，这是至关重要的。学生所学习的知识应该是为社会生活所服务的，而不是脱离实际的泛泛而谈。因此，怎样才能让学习再次回归真实的生活世界？它意味着对获得的经验、知识、技能或态度在现实生活中进行验证。

对此，教师可以进行跨学科活动，设计与生活紧密相连的主题探究活动，让学生在探究的活动任务中，整合知识、融会贯通。学生的学习空间不只局限于狭小的教室，还可以是整个校园，甚至可以延伸到校园外，让学生将所学知识实践于实际生活中。

例如，“交警‘小助手’”一课，经历了“体验交警工作—拆分、归纳交警工作—抽象概括交警工作”等一系列学习活动之后，学生已具备相应的知识。接下来，教师应给予学生一定的时间与空间，让学生根据自身的编程知识进行深度体验，在实际生活中进行检验，不断地修改、提升，最终发挥交警机器人的功能，减轻交警叔叔的工作压力。

“体验学习圈”不是一成不变的、死板的教学流程，不是在一节课中机械地套用四个环节。顾名思义，学习圈是一个圈、一个环形的。如学习者在“抽象概括”环节无法进行下一步时，即可再生成一个“具体体验”环节，一环套一环，降低认知难度；学习者也可以从任意环节进入学习圈，如学生前期已有相关体验，就可以直接从“反思观察”环节开始，避免浪费教学时间；一节课中也不是只有一个学习圈，可能有多个学习圈。总之，在教学实践中，一切皆从学习者本身出发，根据学习者的学习需求进行调整。