開展人工智能教育 助力學(xué)生快樂成長

韓玉娟

“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在日新月異地發(fā)展，教育該何去何從呢？人機圍棋大戰(zhàn)、掃地機器人、無人駕駛汽車、機器人快遞員……似乎每天這些人工智能的信息都充斥著我們的生活，對于人工智能教育的必要性和重要性已經(jīng)不言而喻。

北京第一師范學(xué)校附屬小學(xué)的快樂教育，一直致力于讓兒童快樂成長。而人工智能時代的到來，人工智能課程的開設(shè)，人工智能教育能夠使學(xué)生更有創(chuàng)造性，更好地適應(yīng)未來社會，為學(xué)生一生的幸福和快樂成長奠基。

學(xué)校硬件環(huán)境的建設(shè)

伴隨著國家一系列信息化建設(shè)教育文件與措施的出臺以及邁向教育現(xiàn)代化的信息技術(shù)融合創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)程，一師附小在1992年建設(shè)了第一個擁有25臺計算機的教室，2000年開始了校園網(wǎng)和多媒體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，2011年實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的數(shù)字化校園教學(xué)環(huán)境，完善了三大平臺。

資源共享云平臺：對校園所有區(qū)域進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，使每間教室都具有了進(jìn)行移動終端課堂教學(xué)的條件;實現(xiàn)一校多址教育教學(xué)資源的管理與共享。

即時通訊平臺：即校內(nèi)的統(tǒng)一即時溝通、信息發(fā)布、文件傳遞平臺。

校務(wù)自動化辦公平臺：包括通知公告、公文流轉(zhuǎn)、網(wǎng)上報修、支票申請、電子工資條、場館預(yù)定、電教服務(wù)、請假代課、網(wǎng)上選課、考務(wù)管理、網(wǎng)上評教、問卷調(diào)查等12個系統(tǒng)。

這三大平臺的建立與使用，方便了師生，提高了辦公效率，使復(fù)雜的事情變得簡便易行了，同時，還建設(shè)了集智慧教室、錄音室、演播室、數(shù)字化體驗區(qū)為一體的空間——“樂e家”;開辟了集數(shù)學(xué)DIY、編程、3D境界、智造高地、工匠車間為一體的空間——“樂創(chuàng)空間”，為學(xué)生樂學(xué)、會學(xué)、主動學(xué)、創(chuàng)造性學(xué)創(chuàng)造了更好的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，也為開展人工智能教育做好了充分的物質(zhì)準(zhǔn)備。

課堂教學(xué)的研究

隨著教育現(xiàn)代化的腳步，一師附小參加了多個信息化教學(xué)研究的項目，在信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合方面開展了豐富的教學(xué)研究活動。在實踐中，教師們通過軟件技術(shù)開發(fā)，制作多媒體課件，幫助學(xué)生深度理解學(xué)習(xí)內(nèi)容;利用點陣筆等互動技術(shù)，幫助學(xué)生有效探究;借助移動終端，促進(jìn)學(xué)生交互學(xué)習(xí)與個性化學(xué)習(xí);通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)和AR增強現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生多維體驗;教師們嘗試微課教學(xué)，支持學(xué)生自主學(xué)習(xí);探索數(shù)字故事教學(xué)，在一系列的行為表現(xiàn)背后發(fā)展學(xué)生綜合能力……這些課堂教學(xué)的研究，從認(rèn)識上提升教師現(xiàn)代化教育觀念、信息素養(yǎng)和信息化領(lǐng)導(dǎo)力，從實踐上促進(jìn)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提高、改進(jìn)教學(xué)能力，同時促進(jìn)學(xué)習(xí)型教研組、學(xué)習(xí)型學(xué)校建設(shè)，促進(jìn)、提升學(xué)校的內(nèi)涵發(fā)展，為人工智能教育的開展創(chuàng)造了有利的條件。

人工智能教育的發(fā)展

說起人工智能的課程教學(xué)，要追溯到2009年，學(xué)校創(chuàng)建了“機器人創(chuàng)新工作室”，開始了機器人校本課程。依據(jù)小學(xué)生的興趣特點、認(rèn)知水平與接受能力，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分成機械搭建、程序控制和綜合運用三個相對獨立又循序漸進(jìn)的部分，引導(dǎo)不同年級的學(xué)生在動手實踐的氛圍中學(xué)習(xí)物理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等綜合知識，極大地提高了學(xué)生的思維能力與創(chuàng)造能力。2012年7月，我校首次參加全國機器人比賽，獲得機器人足球項目一等獎。2014年9月，我校購置了3D打印機，第一次將3D打印創(chuàng)意課程內(nèi)容引入學(xué)生信息技術(shù)課堂中，積極進(jìn)行學(xué)科間的整合學(xué)習(xí)和超越學(xué)科邊界的主題學(xué)習(xí)，拓展學(xué)生思維，鼓勵學(xué)生大膽猜想，勇敢創(chuàng)造。

時至今日，我們認(rèn)為：在小學(xué)階段開設(shè)人工智能課程，應(yīng)重在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和編程能力，為培養(yǎng)“符合智能化社會需求的、具備良好計算思維和編程能力的創(chuàng)新人才”奠定基礎(chǔ)。課程內(nèi)容的選擇、難度等級符合小學(xué)生認(rèn)知水平，側(cè)重于人工智能技術(shù)的應(yīng)用;課程開發(fā)要遵循生活化的原則，滲透人工智能思維和技術(shù)。課程的實施采用任務(wù)式、項目式和設(shè)計學(xué)習(xí)等方式，融入多學(xué)科的學(xué)習(xí)。提升學(xué)生的探究、合作、創(chuàng)新和創(chuàng)造能力，并融合相關(guān)學(xué)科知識，進(jìn)行跨學(xué)科建構(gòu)，滲透人工智能思維和技術(shù)。

我們在三至六年級開設(shè)了人工智能相關(guān)課程，實施路徑主要有以下幾方面。

1.基礎(chǔ)類課程

在信息技術(shù)課中，刪減掉一些知識陳舊的內(nèi)容，分出課時來開展“培養(yǎng)計算思維和編程思維”的教學(xué)內(nèi)容。例如，使用Scrach2.0進(jìn)行編程教學(xué)，開展普及性學(xué)習(xí)。

2.發(fā)展類課程

《人工智能標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》（2018 版）中提到人工智能的關(guān)鍵技術(shù)有：機器學(xué)習(xí)、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、生物特征識別、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實。

因此，校本課程的開設(shè)也是基于讓學(xué)生感知理解以上人工智能的關(guān)鍵技術(shù)而進(jìn)行。我們在三四年級開設(shè)了每周一小時的自主選修校本課程，開展以興趣愛好為主的選擇性學(xué)習(xí)。

其一，以信息技術(shù)教師為主數(shù)學(xué)教師為輔，在三四年級開設(shè)了每周一小時“人工智能與3D打印課程”，針對這六項人工智能技術(shù)進(jìn)行感知、體驗、初步理解。目前，已經(jīng)開始開展的教學(xué)模塊有“知識表示與推理”“機器理解”“數(shù)據(jù)小伙伴”。其二，以科學(xué)教師為主數(shù)學(xué)教師為輔，開設(shè)了“VR人文創(chuàng)客課程”，利用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，以項目學(xué)習(xí)為主，結(jié)合了科技、人文、工程、藝術(shù)、計算思維、傳統(tǒng)文化等多個學(xué)科的跨學(xué)科綜合實踐課程。后臺的階段性測評數(shù)據(jù)收集與處理會對學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)進(jìn)行個性化的評價，并進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)。其三，依托校外培訓(xùn)機構(gòu)開設(shè)機器人課程，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神為主開展提高性學(xué)習(xí)。

3.拓展類課程

人工智能教育不僅僅是教室里的教育，更應(yīng)該讓學(xué)生在廣闊的人工智能環(huán)境中受到潛移默化的影響，我校結(jié)合科技節(jié)活動，學(xué)校的人工智能教育環(huán)境——人臉識別體驗、愛迪生機器人操作與展示、無人駕駛體驗等多個區(qū)域，讓學(xué)生近距離與智能機器人接觸，和智能機器人對話，讓每一個孩子都能擁有體驗的機會，在體驗中去了解和感受人工智能。

4.智能學(xué)科工具

在學(xué)科教學(xué)中使用智能學(xué)科工具，作為學(xué)生學(xué)習(xí)的輔助，體驗人工智能。例如，我們的科學(xué)教師利用“形色”APP（拍照識花），讓學(xué)生體驗智能植物識別，觀察、學(xué)習(xí)植物的知識;在英語課上，教師使用微軟小英，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行口語練習(xí);語文課上，教師使用九歌，讓學(xué)生進(jìn)行計算機古詩創(chuàng)作體驗……

我們的思考

1.提升教師的人工智能素養(yǎng)

提升所有教師的人工智能意識、素養(yǎng)，在學(xué)科教學(xué)、實踐活動等多種方式的教學(xué)活動中，使用人工智能學(xué)科工具，滲透人工智能的思維和思想。

2.滲透人工智能道德層面的教育

人工智能的發(fā)展越來越觸及人類的定義、思維的定義這些哲學(xué)問題，技術(shù)的威力也成倍數(shù)在提升，這就意味著掌握這些技術(shù)的人所掌握的力量變得巨大?；谶@種情況，在人工智能教育的啟蒙教育階段，更要加強道德教育，幫助學(xué)生樹立正確的道德觀念和思想情操，真正讓人工智能造福于人類。

3.關(guān)注學(xué)生全面和諧的發(fā)展

在互聯(lián)網(wǎng)和人工智能時代，我們不能僅僅關(guān)注教育的工具性追求，更要注重學(xué)生全面和諧的發(fā)展，關(guān)注精神、信仰、理想、信念，培養(yǎng)學(xué)生慈愛悲憫的人文情懷，使學(xué)生擁有善良的心靈。教育最終是以心養(yǎng)心的過程，是生命對生命的影響。這種影響可以通過信息傳遞、通過人工智能來達(dá)成，但絕不能忽略生命與生命的交流、心靈與心靈的交融。教育應(yīng)該著眼于給孩子一個健康的身體，一個智慧的頭腦，更需要給孩子一顆溫暖的心。因此，我們需要關(guān)注眼前、腳下，關(guān)注每一天，更應(yīng)該看到明天、未來、無限遠(yuǎn)。

未來已來，“快樂教育+人工智能”，會為學(xué)生插上智慧的翅膀，讓孩子們飛得更快、更高、更遠(yuǎn)！

作者單位：北京第一師范學(xué)校附屬小學(xué)