小学人工智能校本课程的设计与实施

沈鹏 马华彬

【摘 要】基于缺趣味、重知識、功利性的人工智能教学现状，笔者积极开展小学人工智能校本课程建设研究，聚焦人工智能课程设计与实施，构建了多趣味、重体验、广参与的人工智能校本课程。“AI上智慧古镇”校本课程以当地古镇特色文化为情境，引导学生发现实际问题，通过搭建模型与编写脚本等项目学习，引导学生深入应用人工智能技术解决实际问题，探索人工智能教学新模式。

【关键词】小学人工智能；校本课程；人工智能教育

【中图分类号】G434   【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2024）01-055-02

小学阶段人工智能教学的现状探析

1.缺趣味，方式单一

小学信息技术教材中已涉及人工智能的内容，但在实际教学中学习模式较为单一：先了解人工智能应用，再进行人工智能开放平台的体验，最后理论总结。固定的上课流程对于小学生来说，缺乏一定的趣味性，一定程度上影响学生学习的积极性。

2.重知识，实践缺失

小学信息技术中人工智能内容课时较少，老师在进行教学设计时大多重视知识点的落实，而忽略学生能力的提升和素养的培养。长此以往，导致学生在学习过程中缺乏对知识点的实践过程，进而造成学习的有效性有待提高。

3.功利性，急于求成

目前，小学人工智能教育大多是围绕区、市里的比赛项目进行，参与的学生比较有限。然而，人工智能教育需要一定的学校资源，师资需具备综合的学科专业素养，在这样的环境下，可以真正享受人工智能教育的学生就更少了。

小学人工智能校本课程设计与实施探索

国务院出台了《新一代人工智能发展规划》，从国家高度提出要重视中小学人工智能教育，人工智能由此逐渐成为新风潮。我校较早引入优必选人工智能教育项目，学生对人工智能产生了浓厚的兴趣。基于上述现状，我校结合校情依托优必选机器人器材，以项目探究学习为载体，并与学校所处的塘栖古镇特色相结合，开发校本课程——“AI上智慧古镇”。

1.情境创设生活化，延伸课堂空间

引导学生主动探究，情境创设起着至关重要的作用。我们鼓励学生走出学校和教室去观察与调查，积极思考，发现生活中的问题，培养学生的科创意识和社会责任感。

（1）融入“家乡符号”， 传承传统文化。学校所处的塘栖古镇有优美的自然环境，丰厚的人文底蕴，富有开发地方特色校本课程的资源优势。学校创设与塘栖古镇文化相关的情境，有利于学生迅速融入问题情境中，增进学生对家乡文化的热爱。例如，在“瞧一瞧，郭璞井”一课中，通过“认一认”环节引出古镇景点：郭璞井，学生们再说一说对郭璞井的认识。接着教师提出问题：光绪《塘栖镇志》记载的关于郭璞井的文言文讲述的是什么呢？谁来翻译？从而带着问题开启本课的任务：网络搜索，了解郭璞井。这让学生深入了解家乡文化，有助于培养其对家乡的热爱之情。

（2）源自生活实际，引发学生共鸣。人工智能与日常生活紧密相关。让学生在实践中发现真实问题，了解自己或他人的真实需求。例如，在“逛一逛，糕点铺”一课中，学生了解古镇糕点铺之后，让他们从游客角度出发去发现问题：由于糕点品种繁多，依次介绍十分麻烦，如何帮助游客快速了解糕点风味？此处问题的提出来自于学生，每位学生都会感同身受，同时为后续解决问题做好铺垫。基于生活实际的情境导入有助于培养学生发现问题的能力，激发学习的欲望。

2.学习方式多样化，唤醒探索兴趣

小学生好奇心强，新知识、新挑战更能激发学生的探索欲望。

（1）“软硬兼施”，横向拓宽知识领域。在小学阶段的信息科技课程中，软件类学习内容占据主导，而硬件类的内容会受到学校设备的限制而难以开展。随着编程教育、创客教育的深入，软件与硬件结合的学习形式，将虚拟和现实结合在一起，可以丰富教学形式。在此校本课程中，搭建设计模块除使用UKit积木搭建外观外，还可利用Lasermaker软件和激光雕刻机来制作古镇模型，而程序设计则可利用Ucode编程软件的人工智能模块和摄像头来解决问题。通过软硬件结合的探究性学习，学生的学习积极性提升了。

（2）应用AI，纵向提升思维深度。义务教育新课标以发展学生核心素养为育人目标。人工智能教育应对标信息科技学科核心素养，以“信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任”为培养目标。在教学中，引导学生尝试运用人工智能技术解决实际问题，在实践的过程中逐步提升学科核心素养。例如，在“慧销售的糕点铺”一课中，学习目标为机器学习应用识别不同的糕点，并尝试根据不同的糕点进行介绍。学生利用Ucode软件中的“机器学习”模块，通过摄像头采集多张图片，将不同糕点图片分别上传至对应分类标签下，再使用“机器学习训练”模块进行分类训练，最后通过识别摄像头画面来完成对糕点的识别。机器学习是人工智能领域的核心之一，是实现智能的根本途径，但在小学阶段人工智能学习当中鲜有涉及。本课例采用Ucode软件中机器学习模块，让学生认识并体验机器学习的一般过程，实现了通过应用机器学习解决相应问题，进一步激活学生学习人工智能的动力。

3.项目过程体验化，形成全面理解

本研究尝试将多个知识和操作整合成项目，让学生体验打造“智慧古镇”的过程，深入理解人工智能技术。

（1）单元整合式项目，紧紧相连。单元整合下的内容不再是零散的，而是基于情境下真实问题的学习任务群。单元大项目被分解成若干个易于突破的小项目来构成课程。学生在体验信息技术应用于项目学习中，明确学习动机，迁移方法技能，内化人工智能原理概念。

单元大项目对于学生来说学习难度比较大，引导学生进一步分解项目降低难度，把它分成若干个小项目，逐个突破，最终完成单元大项目。本课程教材把一般单元大项目分解为发现问题、搭建模型、编写脚本三个小项目，按此模式引导学生分别完成了对有关郭璞井、乾隆碑、糕点铺等项目的人工智能技术改造。

（2）台阶上升式项目，层层递进。根据小学生乐于尝试挑战性任务的心理，我们项目课程采用循序渐进的安排，将零碎的信息技术操作和知识整合为一个以综合实践与程序编写为主的人工智能课程。整个课程的项目围绕LaserMaker和Ucode两款软件来学习，将两款软件零碎的基本知识和技能整合到一起，系统地践行了数字化学习方式，有利于提升学生的人工智能素养。

4.学习评价引领化，评价贯穿始终

（1）凸显过程评价，诊断促反思。在项目式学习中开展基于“班级优化大师”软件的过程性评价，以评价引领学生进行项目式学习。小学生喜欢被表扬，也爱表现，看到别的同学拿到积分对其会有一定的激励作用，促使自身课堂行为助力更好地学习。此外，电子评价系统还可以实时地展示各个学生的积分情况、每节课完成任务的情况等。

（2）落实多元评价，反馈促发展。项目式评价主体的多元化可以更全面地呈现学生的学习情况，多元评价有利于发挥学生的主体地位。自我评价可以更好地反思自身不足，关注自我提升；小组间互评可以帮助学生见贤思齐，促进彼此发展；家长评价可以让家长和孩子多一些交流。

小  结

本研究立足地域特色开展小学人工智能校本课程建设研究，并以“AI上智慧古镇”校本课程为例，详细阐述了该校本课程的设计与实施策略。实践中发现通过该课程学习，促进了学生核心素养的发展。后续研究中，我们将着重从“提升课程普及性、增强学科融合性、提高教师专业素养”等方面进行优化升级。