借助APP inventor在農(nóng)村小學(xué)開展人工智能教育的嘗試

孫振宏

摘?要：人工智能教育，主要通過信息技術(shù)課中的編程教學(xué)開展。目前小學(xué)信息技術(shù)課程中，與此相關(guān)的內(nèi)容為logo、scratch、機(jī)器人。由于硬件缺乏，不利于實(shí)現(xiàn)教育的公平，而采用“APP inventor+安卓手機(jī)”的方法則可以彌補(bǔ)。本文探討了如何利用APP Inventor，開展人工智能教育。

關(guān)鍵詞：人工智能教育;教育公平;APP inventor軟件;安卓手機(jī)

中圖分類號(hào)：G623.58文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ????文章編號(hào)：1992-7711（2018）24-121-1

國(guó)務(wù)院在2017年7月20日印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，要在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。在此方面，小學(xué)信息技術(shù)課程已經(jīng)先行一步?！痘A(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）》中，以“算法與程序設(shè)計(jì)”為例，其明確指出小學(xué)階段要以體驗(yàn)為主，強(qiáng)調(diào)借助積木式編程工具，通過對(duì)對(duì)象、模塊、控制、執(zhí)行等概念及作用的直觀操作體驗(yàn)，感受編程思想。蘇教版《小學(xué)信息技術(shù)》教材，從五年級(jí)開始設(shè)置與人工智能相關(guān)的內(nèi)容，如“pc logo”、“scratch”、“學(xué)生機(jī)器人”等。

其中學(xué)生機(jī)器人是學(xué)生最感興趣的內(nèi)容，因?yàn)椋?.軟件是積木式的，學(xué)生容易掌握。2.程序編制后，可以在機(jī)器人硬件上得到驗(yàn)證。3.機(jī)器人可以感知外部世界，也可以做出反應(yīng)。

但是由于學(xué)生機(jī)器人不僅硬件價(jià)格昂貴，而且還需要有專門的機(jī)器人教室，所以僅有少數(shù)學(xué)校開展了機(jī)器人教學(xué)，而且其中絕大部分是社團(tuán)的形式，僅有少數(shù)同學(xué)有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)。

現(xiàn)在筆者將“APP inventor+安卓手機(jī)”帶進(jìn)信息技術(shù)課堂，以“用‘App Inventor軟件編制手機(jī)應(yīng)用程序”作為教學(xué)內(nèi)容，用學(xué)生家里的安卓手機(jī)驗(yàn)證自己編制的程序，從而解決了這個(gè)問題。

一、選擇“APP Inventor+安卓手機(jī)”的考量

（一）智能手機(jī)和機(jī)器人非常類似，在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力方面有很大的優(yōu)勢(shì)

1.有傳感器，可以接受外界信息;2.有CPU，可以運(yùn)行編制的程序;3.能夠做出反應(yīng)（聲音，震動(dòng)，屏幕閃爍，發(fā)送信息等）。

如果再有一款面對(duì)安卓系統(tǒng)的積木式編程工具，那智能手機(jī)完全可以像學(xué)生機(jī)器人一樣，成為人工智能教育的好工具。

（二）安卓手機(jī)保有量大，學(xué)生很容易接觸到

權(quán)威市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner公布了2017年第一季度智能手機(jī)市場(chǎng)報(bào)告，數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)，智能手機(jī)在手機(jī)中的銷量占比高達(dá)96%，其中Android的市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到了86.1%。華為、小米、vivo、oppo……所有的國(guó)產(chǎn)手機(jī)品牌均為Android系統(tǒng)。筆者對(duì)全校六年級(jí)學(xué)生家庭做過調(diào)查，數(shù)據(jù)顯示，95%的學(xué)生家里至少有一部安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)。

（三）App Inventor是積木式的編程軟件

App Inventor是谷歌公司面向Android移動(dòng)平臺(tái)操作系統(tǒng)推出的移動(dòng)應(yīng)用程序開發(fā)工具，現(xiàn)在由麻省理工學(xué)院接管開發(fā)。它不僅可以編寫安卓手機(jī)軟件，還可以通過藍(lán)牙控制樂高機(jī)器人和arduino集成電路實(shí)驗(yàn)板。作為一個(gè)積木式的編程軟件，它具有入門簡(jiǎn)單、零基礎(chǔ)等顯著優(yōu)點(diǎn)，學(xué)生通過短時(shí)間學(xué)習(xí)就可以開發(fā)應(yīng)用。

（四）利用“APP inventor+安卓手機(jī)”進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試的方式多樣，降低了學(xué)生的進(jìn)入門檻

App Inventor 2的開發(fā)環(huán)境有離線和在線兩種。無論學(xué)生家中是否有網(wǎng)絡(luò)，都可以使用。調(diào)試的方式也有多種，學(xué)生可以根據(jù)需求選擇。

二、開展“APP inventor+安卓手機(jī)”教學(xué)的幾點(diǎn)做法

我們主要采用“課堂上編制程序，用手機(jī)或者模擬器驗(yàn)證，回家再用手機(jī)驗(yàn)證”的模式開展教學(xué)。開展“APP inventor+安卓手機(jī)”的教學(xué)，是一個(gè)全新的工作，我們重點(diǎn)做好了以下兩點(diǎn)：

1.做好家校聯(lián)系，確保學(xué)生能有手機(jī)使用

我們對(duì)六年級(jí)全體學(xué)生家長(zhǎng)發(fā)放了“你好，安卓手機(jī)！”的調(diào)查問卷和“致學(xué)生家長(zhǎng)的一封信”。問卷對(duì)學(xué)生家庭的手機(jī)擁有情況做了調(diào)查，如有幾部手機(jī)，品牌型號(hào)，操作系統(tǒng)，感應(yīng)器的種類等等。在“致學(xué)生家長(zhǎng)的一封信”信中，闡述了開展“APP inventor+安卓手機(jī)”教學(xué)的意義，對(duì)如何防止學(xué)生沉迷手機(jī)游戲的方法做了介紹。當(dāng)家長(zhǎng)明白孩子用手機(jī)是為了學(xué)習(xí)，安裝自己編制的程序不會(huì)感染手機(jī)病毒后，都能支持這項(xiàng)工作。

2.編制校本教材

我們根據(jù)軟件的幫助文件，借鑒了http：//www.17coding.net/網(wǎng)站上的系列教程，編制了5節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，屬于軟件操作的入門。然后征集學(xué)生的創(chuàng)意，選取其中的5個(gè)創(chuàng)意作為10節(jié)課的任務(wù)，以此形成校本教材。如果有些創(chuàng)意非常好，只是因?yàn)楝F(xiàn)在的知識(shí)能力不夠而無法實(shí)現(xiàn)，所以無法入選校本教材，教師會(huì)向?qū)W生做出說明，從而保護(hù)學(xué)生心理不受挫，以維持他們的積極心態(tài)。

3.做好教學(xué)設(shè)計(jì)

計(jì)算思維，是建立在計(jì)算機(jī)科學(xué)理論基礎(chǔ)上的一種認(rèn)識(shí)問題、分析理解問題、解決問題的思維方式。人工智能教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的這種思維，編程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一個(gè)途徑，而不是最終目的。我們的課堂教學(xué)，就是幫助學(xué)生以自己的創(chuàng)意為項(xiàng)目，認(rèn)識(shí)問題所在，分析問題涉及到哪些方面，然后找到解決問題的方法。

開展“APP inventor+安卓手機(jī)”教學(xué)，既拓展了小學(xué)人工智能教育的途徑，又解決了小學(xué)全面開展工智能教育過程中，因?yàn)槠鞑娜狈υ斐傻慕逃还膯栴}。同時(shí)，我們也讓學(xué)生重新認(rèn)識(shí)手機(jī)：手機(jī)不僅僅通訊或者游戲的工具，更是學(xué)習(xí)的好幫手;它是一個(gè)沉睡中的聰明的孩子，等待著我用編程去喚醒。