AI感知课程：回归儿童学习的原点

摘要：在人工智能启蒙教育的背景下，针对小学一年级学生，作者开发了AI启蒙的系列课程。本文以“AI感知”课程为例，呈现如何通过系统的课程设计和实践活动，培养儿童的计算思维、创新能力和对AI技术的兴趣。

关键词：人工智能；启蒙教育；感知课程；儿童立场

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）22-0000-03

随着人工智能技术的飞速发展，AI逐渐渗透到人们生活的各个角落，对社会经济、教育模式产生了深远影响。在这种背景下，低龄儿童的人工智能启蒙教育变得尤为重要。尤其是小学一年级的学生，他们正处于认知发展的关键时期，对周围世界充满好奇，这一时期是培养计算思维、创新能力和人工智能应用意识的黄金时期。在此背景下，笔者开发了“爱（AI）”课程，共分“AI感知”“AI体验”“AI编程”“AI思维”“AI智造”“AI创造”六个部分，通过科普感知、智能体验、编程认知、理解应用、项目实践、融合创新等内容设计，满足一到六年级学生的需求，让他们在获得丰富的学习体验的过程中，培养计算思维，提高创新能力。本文重点呈现“AI感知”课程如何帮助一年级学生感知、认知身边的人工智能技术，使其感悟人工智能无处不在。

“AI感知”课程定位及价值指向

一年级“AI感知”课程的总体定位围绕启蒙性、基础性、实践性和伦理性展开，旨在通过生动有趣的教学活动和实践操作，激发学生对AI技术的兴趣，培养他们的基础知识和核心素养，同时引导他们关注人工智能技术的伦理和社会责任问题。

1.启蒙性与引导性

一年级学生正处于认知发展的关键期，对新鲜事物充满好奇，具有强烈的探索欲望。因此，AI感知课程的首要任务是启蒙和引导。课程设计一系列生动有趣的感知体能活动，让学生在轻松愉快的氛围中感知人工智能的存在，了解AI技术的基本概念和应用场景。通过互动体验、游戏化学习等方式，激发学生对AI技术的兴趣，为后续深入学习奠定基础。

2.基础性与系统性

“AI感知”课程注重基础知识的形成，帮助学生建立起对人工智能技术的初步认知框架。课程涵盖智能感知、智能交互等基础知识，并通过简单的实例和实验，让学生亲身体验AI技术的应用效果。同时，课程设计应具有系统性，确保学生在整个学习过程中能够循序渐进地掌握相关知识。

3.实践性与探索性

“AI感知”课程注重学生的实践操作和自主探索。通过设计一系列动手操作的项目和活动，让学生在实践中发现问题、解决问题，培养他们的动手能力和创新思维。同时，鼓励学生提出自己的疑问和见解，通过小组讨论、合作探究等方式，激发他们的探索精神和创造力。

4.伦理性与责任性

“AI感知”课程适当引入了伦理教育内容，让学生初步了解人工智能可能带来的社会影响和挑战。教师通过案例分析、角色扮演等方式，引导学生思考人工智能技术的合理使用方式和边界，初步培养他们的社会责任感和伦理意识。

“AI感知”课程内容：从儿童立场出发

“AI感知”课程以兴趣为起点，以活动为载体，在不同年龄段开展递进式分层教育的内容设置，使学生在“玩中学”“做中学”。课程采用单元设计，一学期课程共分为四个单元，12个课时各个课时逐层推进，难度呈螺旋式上升“AI感知”课程单元分别为——第一单元“走进AI”，第二单元“AI‘认识’你”，第三单元“AI‘听懂’你”，第四单元“AI慧生活”；课时分别为——第1课时：AI在身边，第2课时：AI会思考，

第3课时：AI与大数据，第4课时：AI会认人，第5课时：AI会认字，第6课时：AI会识物，第7课时：AI会“听”，第8课时：AI会“说”，第9课时：AI会聊天，第10课时：AI会驾驶，第11课时：AI会看病，第12课时：A畅想AI。。

“AI感知”课程的组织形式及实施途径

一年级的人工智能教学是从真实生活中选择经典场景，让学生沉浸式体验AI给生活带来的便利和影响，激发学生对AI的兴趣和热情。

1.以趣味元素为起点

①设计与学生同一年龄段、具有典型特征的卡通学伴“小智”。“小智”带着学生一起经历日常生活中的AI场景，在问题中感悟，在故事中成长，并通过生动有趣的动画，将生活中的AI以直观、易懂、有趣的方式展示给学生，让他们在看动画、听故事的过程中爱上AI。

②在课程教学中，教师设计一系列贴近学生生活的教学情境，如“智能家居的一天”“智能超市购物体验”等，让学生在模拟的真实场景中，通过角色扮演和互动操作，亲身体验到语音控制灯光、电视，以及智能推荐商品等人工智能应用。这种直观且富有趣味性的教学方式，能够迅速吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣。

③将人工智能知识点融入游戏中，教师设计一系列基于人工智能技术的游戏，如“语音指令大挑战”“人脸识别接力赛”等。在游戏中，学生通过发出正确的语音指令来控制角色行动，或利用人脸识别技术完成特定任务。这种游戏化的学习方式，不仅能够让学生在轻松愉快的氛围中掌握人工智能的基础知识，还能培养他们的团队协作能力和问题解决能力。

2.以感官感知为基石

（1）会听与会说：智能交互的启蒙

通过“会听”与“会说”的训练，让学生初步接触智能语音技术。例如，在课堂上引入智能音箱或语音助手，让学生发出语音指令，观察音箱的反应，体验人工智能的“听力”与“语言”能力。这种互动不仅让学生感受到科技的神奇，还能激发他们探索更多语音交互场景的兴趣。同时，鼓励学生模仿语音助手的回应，进行简单的对话练习，培养他们的语言组织和表达能力。

（2）会看与会思考：视觉感知与逻辑思维的结合

利用“会看”与“会思考”的策略，引导学生观察并理解人工智能在图像识别方面的应用。通过展示人脸识别、车牌识别等实例，让学生直观感受到人工智能如何“看”世界。在此基础上，教师还可以设计一些简单的逻辑推理任务，如让学生根据给定的图像特征判断其属于哪一类物体，或分析不同场景下的图像识别难点。这些活动不仅可以锻炼学生的观察力和判断力，还能培养他们的逻辑思维和问题解决能力。

3.以动手体验为阶梯

（1）动手体验：激发兴趣，初识AI

一年级学生好奇心强，喜欢动手操作。因此，在AI感知学习初期，教师可通过设计一系列富有趣味性的动手活动，引导学生初步接触和感知人工智能。例如，可以组织学生参与简单的机器人编程体验，让他们通过拖拽代码块来控制机器人的基本动作，如前进、后退、转弯等。这种直观的操作体验能够让学生迅速感受到人工智能的魅力，激发他们的学习兴趣。同时，教师还可以利用语音识别技术设计互动游戏，让学生在游戏中体验语音指令如何被机器识别并转化为行动，从而初步了解人工智能的语音识别功能。另外，教师可以引导学生参与更复杂的动手实践活动，如组织学生参与“智能小车制作”项目，通过“智能家居模拟”活动，让学生通过搭建智能家居模型、设置智能场景等方式，亲身体验人工智能如何改变人们的生活方式。

（2）实践深化：理解原理，掌握技能

在学生对人工智能有了基本感知后，教师可进一步通过动手实践深化他们对人工智能原理的理解，并帮助他们掌握相关技能。这一阶段的教学要注重理论与实践的结合，让学生在做中学、学中做。例如，可以利用虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术，为学生打造沉浸式的学习体验。通过佩戴VR头盔或使用手机APP等工具，学生可以在虚拟环境中与人工智能系统进行互动，深入了解人脸识别、语音识别等技术的实际应用。这种沉浸式的动手体验不仅能够激发学生的学习兴趣，还能帮助他们更直观地理解人工智能的工作原理。

（3）创新应用：激发潜能，培养能力

在掌握了人工智能的基本原理和相关技能后，教师需要进一步激发学生的潜能和创造力，引导他们将所学知识应用到解决实际问题中。这一阶段的教学应注重培养学生的创新思维和实践能力，鼓励他们提出新的想法和解决方案。例如，利用AI绘画软件，让学生输入关键词或描述，观察AI如何生成相应的图像。然后，引导学生思考如何改进或结合AI生成的图像进行二次创作，培养他们的艺术审美能力和创造力。

4.以思维表达为目标

在人工智能感知教学的初始阶段，教师应注重将感知活动与思维训练相结合，通过引导学生观察、体验并思考人工智能的应用场景，激发他们的思维活力。

例如，教师可以组织学生观看人工智能在日常生活中的应用视频或图片，如智能家居、自动驾驶等，随后引导他们提出问题，如“为什么机器人能听懂我们的指令？”“智能音箱是如何识别我们的声音的？”等。通过这些问题，激发学生的好奇心和探究欲，促使他们主动思考。然后，分组让学生围绕特定的人工智能话题展开讨论，鼓励他们表达自己的观点和疑问。这样不仅可以锻炼学生的口语表达能力，还能让他们在交流中碰撞出更多的思想火花。

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作者简介：黄伟祥，广东省中山市石岐中心小学校长，正高级教师。

基金项目：广东省教育科学“十三五”规划课题“‘五度六环’人工智能教育启蒙课程的构建与实施”（课题编号：2020YQJK234）。