人工智能绘画：生成式人工智能教学启蒙的实践研究

张蝶嫔 王怡婷

课程设计背景

当前小学阶段的人工智能教育往往聚焦于高年级学生，而针对中低年段学生的需求常被忽视。在小学阶段的人工智能启蒙教育中，认知体验是不可或缺的一环。人工智能绘画作为一种新兴技术，其操作简便直观，既能激发中低年段学生的创造力，又能让他们在体验中感受科技的魅力。本单元课程设计选择“人工智能绘家人”主题，运用人工智能绘画工具，引导学生发挥创意，运用图像生成技术描绘家人的形象，在培养学生创新思维和实践能力的同时，帮助他们更加深入地理解家庭成员的特质，强化情感纽带。

课程目标

使用合适的描述词刻画同桌和家人的形象，掌握人物描述词的提炼方法；体验拼音、手写、语音等多种输入方式，体会科技给生活带来的便利；结合一系列演示和体验活动，了解人工智能绘画的基本原理；在教师的引导下合理地使用人工智能绘画工具，通过输入描述词创作出家人形象的数字作品，激发学生对生成式人工智能的好奇及深入学习的兴趣；在进一步使用人工智能绘图工具创作“30 年后的家人”过程中，逐步产生创新思维并提升动手能力。此外，德育也是本课程的重要目标，通过描述词绘制家人的画作，加深对家人的了解；通过与家人分享所绘画作，增强与家人的情感联系；通过绘制“30 年后的家人”，激发学生对亲情的珍惜及感恩之情。

课程内容

本课程主要分为3 个课时，以“说说我的家人—画画我的家人—30 年后的家人”为主线，按照“主题提出—基础学习—实践操作—迭代提升”顺序推进。

课时 1. 说说我的家人

主要为课程的引入和基础学习，让学生认识描述词，通过让学生描述同桌、描述家人，结合语文知识，借助跨学科学习理解描述词的提炼方法，感受与家人的情感联系，加深对家人的了解。学生在课堂中尝试使用手写、拼音和语音等多种输入方式，体会科技给生活带来的便利。

课时 2. 画画我的家人

继续进行人工智能基础学习，了解人工智能绘画原理，掌握使用人工智能绘画工具和描述词生成图像的基本方法，并使用人工智能绘制家人。通过实践操作加深学生对人工智能绘画技术原理的理解，并深化该技术的应用。最后，学生对生成的作品进行分享交流和评价。

课时 3.30 年后的家人

使用人工智能绘画工具中的图生图，以前一课时生成的家人形象作为基础，结合恰当的描述词让人工智能演算生成30 年后的家人形象。通过人工智能绘制的“30 年后的家人”画作，引导学生思考个人与家庭成员之间关系的变化，特别是父母随着时间推移的衰老过程，激发学生对个人成长产生深刻的理解。

教学实施过程

实践任务 1.使用描述词描述家人

本任务属于第1 课时内容，以氛围相对轻松的谈话导入，和学生一起聊一聊小时候与家人一起相处的趣事，通过教师的亲身经历和学生的分享，激发学生对家人的情感。通过提问的方式，了解学生平时是如何描述家人的，从学生的回答中提炼出描述词（图2），为后续使用人工智能绘画工具奠定基础。

实践任务 2.学习人工智能绘画原理和方法

任务2 为第2 课时的重点内容。本模块以讲授和演示的方法，向学生介绍人工智能绘画的基础理论知识和技术原理。由于中低年段的学生还处于具象思维向抽象思维过渡的阶段，对抽象的概念理解存在困难，因此使用卡通小机器人配音吸引学生注意力，结合图文动画，用通俗易懂的语言将人工智能绘画基本原理简化为“描述词输入—特征匹配—特征融合—生成图片”的流程。

了解基本原理后，结合上节课提炼的描述词，教师借助浦育平台的人工智能绘画工具及平台的使用方法，帮助学生快速上手。并通过实例深入浅出地让学生感受到描述词增减对画面的影响（表1）。

实践任务 3. 使用人工智能绘家人与交流评价

本任务以创作实践和互动交流为主，旨在通过实际操作和讨论交流，加深学生对人工智能绘画原理的理解并深化对人工智能绘画的应用。学生将在教师的指导下，运用所学的知识和技能进行人工智能绘画创作实践，并通过分享作品、交流心得等方式，相互学习，共同进步。

人工智能绘画作品的评价和一般的学生作品评价不同，一般电脑制作作品为设定评分标准后实施教师评价、自评和互评。但人工智能绘画的作品是人工智能画的，评价只需看描述词是否准确，生成的画面是否与家人特征接近。因此，让学生自己作为小老师对人工智能进行评价。表面上是对人工智能打分的他评，实际上是对自己提供的描述词准确性进行自评。

实践任务 4. 使用人工智能画 30 年后的家人

德育是贯穿整个课程的内线，也是第3 课时的重点内容之一。在第3 课时，主要实践任务为通过人工智能的进一步演算，生成30 年后的照片。学生在了解图生图原理后，上传参考图，结合上节课描述词相关知识，进一步优化描述词，在参考图的基础上完成新图片的生成（表2）。在描述词的输入过程中，学生直观地感受到了“变老、60 多岁、老人”等字样，让孩子们意识到：“自己长大了，而爸爸妈妈变老了。到那时，我们又能为家人做些什么呢？”引发更多思考和讨论，以此赋予人工智能更多的人文情感和伦理教育，将德育融入人工智能教学。

学习成果

首先，学生对人工智能绘画的基本原理和操作流程有了初步了解，能够独立完成简单的人工智能绘画作品。其次，通过创作实践和互动交流，培养了学生的创新思维和动手能力，帮助他们更好地了解了家庭成员的特点，深化了对家人的情感，创作出了各具特色的作品。

反思与提高

虽然本次人工智能绘画教学启蒙活动取得了一定的成效，但也存在一些不足。中低年段学生在理解噪声图像去噪生成的概念上存在一定难度。为了提高他们的理解能力，教学中可以设计一些活动，引导学生关注描述性词汇所指向的视觉属性，识别和整合图像中的特定特征，从而更好地理解图像的生成过程。此外，本课适用于二三年级的学生，孩子们未学习或者初学输入法，输入能力较弱，因此采用了拼音和手写相结合的输入方法，原本准备使用语音输入，但机房环境条件限制，实施效果不理想，后期可在硬件上实现进一步的改善，语音输入和手写输入也可以让学生体验到人工智能另外一方面的应用。