科技辉映智慧的光芒

陈雅婷

创新整合点

（1）本节课采用STEAM教育的方式，融合多学科知识，在培养学生综合能力的同时，让枯燥的知识变得易学，提高了学生发现问题、解决问题的能力。在成功实践的过程中，增强学生的自信心，在“玩”的过程中，更容易帮助学生探索和体验属于自己的世界。

（2）利用“智慧课堂”互动学习平台，提前下发微课，充分发挥学生学习的自主性，根据学生个体需求和学习进度，使每个学生都能够在自己的学习节奏下自主学习，提高学习质量和效率。

（3）通过无人机这种新型的人工智能教具，激发学生对信息科技的兴趣，锻炼手眼脑协调能力，促进学生的思维发展，促成主动实践的习惯养成，达到手脑并用的目的，以及科技素养的提升，为适应未来社会发展做铺垫。

教材分析

《萤火虫》是中小学人工智能教学平台AI+航空中的学习内容，教材内容是让学生通过操作实践，初步掌握编程控制无人机的基本技能，能尝试设计并编程实现无人机表演。随着自然环境的过度开发，夏夜的萤火虫越来越少见了，但当今，在夜晚的天空中，有了无人机这种科技之美。现代科技的高速发展，使生活发生了翻天覆地的变化，习近平总书记在《论科技自立自强》中提出，应当发挥科技创新的支撑引领作用，推动实现有质量、有效益、可持续的绿色发展。因此，笔者将能灵活运用编程模块解决问题，发展逻辑思维与合作能力作为本节课的重点内容，将能灵活且逻辑严谨地运用编程模块，提高信息素养作为本节课的难点。小学生学习人工智能不仅能让他们更好地理解生活中人工智能应用的原理和功能，还能提高科技素养和信息责任意识，实现科技、自然共赢共生，让水更清、天更蓝。

学情分析

基于以上背景，笔者将本课的教学对象定为小学五年级学生，将整个STEAM课程划分为3个板块：导学认知、实践体验、梦想起飞。本节课的课堂活动是项目计划的第二个板块：无人机模拟萤火虫。小学生学习人工智能更多是从体验出发，他们通过前一板块的学习，了解了萤火虫的发光原理和意义，学会了无人机飞行，现在是在此基础上的进一步深化，发现可以借助大自然中萤火虫带来的灵感，让无人机来模拟萤火虫。通过本节课的学习，实现夜空无人机编队飞行表演，还原翩翩起舞的“萤火虫”之美丽景象。

教学目标

信息意识：了解无人机萤火虫发光的原理和意义，掌握操控无人机飞行和灯光的方法，尝试动手制作“萤火虫”。

计算思维：能灵活运用编程模块解决编程问题，通过小组反复实践编程与试飞，发展逻辑思维能力。

数字化学习与创新：通过感知、体验、实践、创新，了解人工智能在生活中的應用，养成利用信息科技开展数字化学习和交流的行为习惯。

信息社会责任：通过体验编程操控无人机表演的过程，激发对现代科技和人工智能的兴趣。

教学环境与准备

教学环境：多媒体教室、超脑网络、触控一体机、平板电脑安装畅言智AI、平板电脑安装智慧课堂、F600无人机、配套二维码地图、学生地垫。

教学准备：下发微课视频至学生平板、平板设备充电、无人机设备充电。

教学过程

1.视频导入，激发兴趣

用视频导入新课，给学生们展示一群闪烁着点点星光的萤火虫。会发光的动物令学生们耳目一新，激发了对本课的浓厚兴趣，回顾萤火虫发光的原理和意义，铺垫本节课新课内容。

2.着重观察，抓住特点

引导学生观察动图，看看萤火虫具备哪些特点，不难发现可以用简单的两个词来归纳，分别是发光和闪烁。那么，本节课就将利用无人机模拟萤火虫作为重点内容。

3.新手上路，自学发光

在上节课，学生已初步认识了无人机，对无人机的种类、用途和构造有了一定的了解，结合数学知识学习了地垫三维坐标，掌握了利用三维坐标来确定空间某一定点位置的方法，知道了如何操作平板编写代码使无人机飞行，并且明白了萤火虫发光是因为它独特的生理结构，且不同品种的萤火虫发光的频率、亮度、方式、颜色等都不相同。萤火虫发光的意义在于发送信号，用于求偶、警戒、诱捕等。因此在本节课中，学生先根据下发的微课，观看并自学操控无人机发光操作，然后以小组为单位，动手实践让无人机发光。

4.发现问题，反复调试

出示萤火虫动图，引导学生将无人机的发光效果与萤火虫的发光效果相比较，不难发现存在明显差异，萤火虫的灯光是忽明忽暗，一闪一闪的，而无人机目前灯光却是常亮。在观察到不同后，学生进行小组讨论，找到改变发光的办法，再次调试，请一个小组作为代表上台，利用代码拼图向全班展示调试成功的实践办法。

5.共同优化，迭代完善

引导学生观察代码（如图1），发现灯光反复亮和暗，导致代码大量重复，那么如何优化呢？这里就需要学习一个新的语句，重复执行命令，学生用此语句优化代码。优化后，会发现代码清晰、简洁，呈现的逻辑思路简单易懂（如图2）。

6.轮流体验，翩翩起舞

结合上节课的飞行，与本节课的发光，让无人机真正还原飞舞的萤火虫。A组自行分工，把无人机的闪烁和飞行整合到一起。B组保障安全，帮忙提出合理建议。随后，两组互换，提高难度，把四个小组合并到一起，共用一张地图，让无人机翩翩起舞。最终，全班一起展示1分钟的无人机编队表演，记录员利用平板记录下精彩瞬间。在整个过程中小组自主选择玩法与表演姿态，学生们在合作中体验和感受到编程操控无人机带来的乐趣，激发对现代科技的探索与憧憬。

7.总结提炼，领悟精髓

学生们畅谈收获与感悟，畅想未来。

教学反思

1.基于新课标，落实人工智能教育的逻辑主线

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》遵循学生身心发展规律，力图构建提升数字素养，培育数字时代创新力、学习力和迁移力的完整信息科技教育体系。新课标以人工智能教育为逻辑主线，人工智能课程的学习与实现从智能设备的体验开始，到认识、理解，再到尝试设计，最后进行创新设计。本课的学习，按照入门、迁移、数据基础、实践创新的逻辑主线，让学生逐步提高，不断创新，最终制作出“萤火虫”（如图3）。

2.抓住兴趣点，开展多学科融合的项目式学习

无人机作为一种新型的人工智能教具，既接轨了国家科技发展战略，也深受学生喜爱，大大提高了课堂趣味性，让理论与实际有趣结合。本活动融合了科学、美术、音乐、数学、人工智能等学科，打破了学科边界，拓宽了研究视野，在感受自然美、创造科技美的同时，不忘让科技与自然交相辉映。通过学科融合的教学模式，培养学生的综合素质和跨学科思维能力，使其能够更好地适应社会发展的需要。在未来，跨学科的人才具备多领域的知识和技能，能够更好地应对复杂多变的社会问题。

3.运用编程思维，改革传统教学模式

要想让人工智能技术切切实实“落地”到信息科技课堂教学中，教师需要明白，人工智能技术的应用是建立在智慧控制系统的基础上实现的，而人工智能对各项任务的有效执行，来源于对各个指令的精准分析和正确判断。在教学过程中，可以利用编程教学培养学生逻辑思维能力，逻辑思维又正是解决问题的基础。通过对逻辑思维的培养，学生能逐渐学会分析问题的本质，确定关键因素，并找到最佳的解决方法。

因此，教师在课堂教学的过程中应重点对学生的编程思维进行锻炼与培养，通过合理应用编程教学的方式，实现对传统教学路径的改革。

4.充分发挥课程育人功能，反映数字时代正确育人方向

“科”“技”并重的人工智能教学实践需要增强课程的思想性，贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务。本课将大自然中的萤火虫和无人机进行有机结合，使自然与科技碰撞出新的火花。在教学过程中，教师需培养自己的教学智慧，立足于学生的认知特点，挖掘人工智能里的教学原理，调整教学中心，既注重科学原理，也注重思想习惯培养。

“察势者明，趋势者智，驭势者独步天下”。相信只要坚持以人为本、以智御智，协同辩证推动人工智能的技术更新和社会治理，就一定能够在构建安全可信的人工智能过程中，实现人工智能让未来生活更美好的理想。