基于ITtools的人工智能微項(xiàng)目學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)
——以“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目為例

盧傳奇 福建省福州教育研究院

ITtools是一個(gè)將學(xué)生、教師、課堂教學(xué)等多種模塊集于一體的免費(fèi)、開源的數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，它面向信息技術(shù)教學(xué)，有三十多項(xiàng)獨(dú)立的模塊，并具備七大功能（資源呈現(xiàn)、課堂檢測(cè)、提交展示、多元評(píng)價(jià)、協(xié)作學(xué)習(xí)、互助交流、監(jiān)控記錄）。利用ITtools平臺(tái)，教師們能夠較好地設(shè)計(jì)與開展基于微項(xiàng)目的教學(xué)，且有利于學(xué)生積極主動(dòng)地參與課堂。基于ITtools的人工智能微項(xiàng)目學(xué)習(xí)流程，體現(xiàn)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，但又略有不同，筆者認(rèn)為，微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的微型化，相對(duì)于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)而言，其開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主題項(xiàng)目相對(duì)小型，因此微項(xiàng)目可在若干個(gè)課時(shí)的微周期內(nèi)完成。筆者基于ITtools平臺(tái)的功能，結(jié)合人工智能微項(xiàng)目，以課時(shí)為單位，設(shè)計(jì)了如圖1所示的五個(gè)基本流程，下面以“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目為例進(jìn)行說(shuō)明。

● 項(xiàng)目導(dǎo)入

在項(xiàng)目導(dǎo)入環(huán)節(jié)，學(xué)生需知道微項(xiàng)目的背景情境，并通過驅(qū)動(dòng)性問題自覺主動(dòng)參與到微項(xiàng)目學(xué)習(xí)當(dāng)中?；贗Ttools提供的頁(yè)面功能，教師可將“智能語(yǔ)音燈”微項(xiàng)目的背景情境及驅(qū)動(dòng)性問題，以文字、圖片、視頻等方式進(jìn)行呈現(xiàn)，便于學(xué)生開啟微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

圖1 人工智能微項(xiàng)目學(xué)習(xí)流程

1.背景情境設(shè)計(jì)

背景情境的設(shè)計(jì)，需結(jié)合微項(xiàng)目主題及學(xué)生所在的學(xué)段進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，并注重真實(shí)性。在“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目中，結(jié)合七年級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，筆者創(chuàng)設(shè)了如下的情境：同學(xué)們，當(dāng)冬天在家時(shí)，因?yàn)橥涥P(guān)閉客廳的燈光，你是不是特別不愿意從溫暖的被窩里爬起來(lái)，然后再到客廳里去把燈關(guān)了呢？此外，每當(dāng)離家前，你是否需要走遍家中所有的房間，去檢查是否忘記關(guān)閉電源呢？

2.驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)

在背景情境下，通過設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)性問題，引發(fā)學(xué)生探究微項(xiàng)目的好奇心，并讓其主動(dòng)參與到微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中。在“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目中，結(jié)合人工智能主題，可設(shè)計(jì)如下驅(qū)動(dòng)性問題：小小的燈光，能夠智能控制嗎？如果用人工智能技術(shù)，要如何解決呢?

● 項(xiàng)目分析

項(xiàng)目分析，需要學(xué)生能針對(duì)項(xiàng)目本身進(jìn)行分析。基于ITtools提供的頁(yè)面功能，教師可以“活動(dòng)+任務(wù)”的呈現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)一定的思維支架，讓學(xué)生在參與活動(dòng)中明確在項(xiàng)目初期，要做什么，怎么做，以達(dá)到最終的目的。

1.活動(dòng)與任務(wù)設(shè)計(jì)

活動(dòng)與任務(wù)的設(shè)計(jì)，要能指引學(xué)生針對(duì)項(xiàng)目本身進(jìn)行分析，并關(guān)注學(xué)生在參與微項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中的思維變化過程。教師通過設(shè)計(jì)系列有針對(duì)性的活動(dòng)與任務(wù)，能讓學(xué)生進(jìn)一步明確項(xiàng)目學(xué)習(xí)的下一階段、要做什么及為什么要這么做。在“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目中，筆者設(shè)計(jì)了如下的活動(dòng)與任務(wù)。

活動(dòng)：人工智能“魔法”燈的分析與設(shè)計(jì)。在現(xiàn)實(shí)情境中，我們所看到的和使用的絕大多數(shù)燈是通過開關(guān)進(jìn)行控制的普通燈，要將普通燈“變身”為智能燈，就要讓普通燈擁有一些魔法。

任務(wù)一：魔法燈的分析設(shè)計(jì)。結(jié)合人工智能的（看、說(shuō)，動(dòng)、想、聽）魔法功能，設(shè)計(jì)你認(rèn)為可實(shí)現(xiàn)的人工智能燈的類型。

任務(wù)二：智能語(yǔ)音燈的功能分析。結(jié)合項(xiàng)目背景及可實(shí)現(xiàn)的難易程度考慮，試著設(shè)計(jì)智能語(yǔ)音燈的功能模塊。

任務(wù)三：了解智能語(yǔ)音燈的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合智能語(yǔ)音燈的功能分析，分析其利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的主要環(huán)節(jié)。

2.思維支架的設(shè)計(jì)

結(jié)合“活動(dòng)+任務(wù)”，教師需要為學(xué)生提供一定的思維支架，以幫助學(xué)生在項(xiàng)目分析活動(dòng)中理清思路并完成任務(wù)，對(duì)照上述的任務(wù)活動(dòng)，教師可設(shè)計(jì)下列的思維支架。任務(wù)一的思維支架如表1所示，任務(wù)二的思維支架如圖2所示，任務(wù)三的思維支架如表2所示。

圖2 智能語(yǔ)音燈的功能模塊

表1 智能燈的實(shí)現(xiàn)形式

表2 任務(wù)三的思維支架

● 項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施，是學(xué)生能否順利完成微項(xiàng)目成果作品的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過前期的分析，學(xué)生已初步具備了微項(xiàng)目實(shí)施的基本思路，但在項(xiàng)目實(shí)施過程中或許還會(huì)遇到一些問題，教師需要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的方法。基于ITtools的頁(yè)面的小組協(xié)作、資源包等功能，教師可提供豐富的結(jié)構(gòu)化的項(xiàng)目資源，通過活動(dòng)設(shè)計(jì)，結(jié)合小組團(tuán)隊(duì)的力量來(lái)幫助學(xué)生完成微項(xiàng)目作品的創(chuàng)作。

1.項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)指導(dǎo)

在項(xiàng)目實(shí)施指導(dǎo)中，教師要幫助學(xué)生建立起項(xiàng)目思維，同時(shí)要結(jié)合項(xiàng)目在計(jì)算機(jī)中的實(shí)現(xiàn)過程，針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題，提供具體的項(xiàng)目實(shí)施幫助。例如智能語(yǔ)音燈項(xiàng)目，在硬件準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，提供對(duì)麥克風(fēng)進(jìn)行測(cè)試的方法；在軟件準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，提供kittenblock添加BaiduAI模塊的方法，提供涉及關(guān)鍵指令或模塊說(shuō)明使用的方法；在編程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提供變量創(chuàng)建的方法等。

2.項(xiàng)目實(shí)施案例參考

考慮學(xué)生的個(gè)體差異性，教師可提供項(xiàng)目成果的半成品、簡(jiǎn)單的范例及相關(guān)操作的視頻等，以便為學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施提供參考，并啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造新的成果作品。

● 項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)

項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)，是學(xué)生表達(dá)微項(xiàng)目作品的創(chuàng)作過程，同時(shí)也是對(duì)作品及參與微項(xiàng)目的小組成員的評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)的過程。為了避免項(xiàng)目的展示與評(píng)價(jià)流于形式，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好項(xiàng)目的展示與評(píng)價(jià)準(zhǔn)備，讓學(xué)生明確在項(xiàng)目展示時(shí)的具體要求，并為學(xué)生提供相應(yīng)的評(píng)價(jià)量表及評(píng)價(jià)工具。利用ITtools平臺(tái)的作品提交、課堂調(diào)查及作品互評(píng)等功能，可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)。

1.前期的準(zhǔn)備

教師可以采用開展活動(dòng)的方式，要求學(xué)生制作項(xiàng)目展示時(shí)輔助演示的文稿或思維導(dǎo)圖作品，并給出評(píng)價(jià)參考量規(guī)，重點(diǎn)讓學(xué)生圍繞項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目的創(chuàng)新與改進(jìn)、體會(huì)與收獲等進(jìn)行，并通過ITtools提交輔助演示的作品，做好學(xué)生項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)活動(dòng)的前期準(zhǔn)備。

2.展示與評(píng)價(jià)

項(xiàng)目展示可采取組內(nèi)推薦小組代表等方式，結(jié)合輔助演示的文稿或思維導(dǎo)圖作品進(jìn)行。在項(xiàng)目成果展示中，學(xué)生還可通過ITtools平臺(tái)瀏覽相應(yīng)的成果作品，促進(jìn)同學(xué)間的交流。項(xiàng)目評(píng)價(jià)包括自評(píng)和互評(píng)等，教師可結(jié)合項(xiàng)目學(xué)習(xí)的全過程，設(shè)計(jì)圍繞全程的評(píng)價(jià)。通過設(shè)計(jì)作品評(píng)價(jià)量規(guī)，指導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目作品進(jìn)行創(chuàng)作、評(píng)價(jià)，并通過作品互評(píng)功能，讓學(xué)生參與項(xiàng)目成果作品評(píng)價(jià)。此外，還可基于ITtools的課堂調(diào)查功能，設(shè)計(jì)學(xué)生參與項(xiàng)目全過程的自我評(píng)價(jià)，通過小組協(xié)作功能，讓組長(zhǎng)對(duì)成員項(xiàng)目實(shí)施的全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)等。

● 項(xiàng)目總結(jié)

項(xiàng)目總結(jié)，是對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)整體過程的總結(jié)與反思，教師和學(xué)生可利用ITtools平臺(tái)的頁(yè)面功能或思維導(dǎo)圖等工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的總結(jié)、拓展，并引發(fā)學(xué)生迎接新的挑戰(zhàn)。例如，在“智能語(yǔ)音燈”項(xiàng)目中，可設(shè)計(jì)如下的挑戰(zhàn)問題：如何提高智能語(yǔ)音燈的識(shí)別效率？如何升級(jí)智能語(yǔ)音燈的功能，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音調(diào)控亮、暗的功能？

● 結(jié)束語(yǔ)

人工智能微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的流程，可根據(jù)學(xué)生所在學(xué)段的特點(diǎn)、微項(xiàng)目主題的難易程度等以課時(shí)為基本單位，參照項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的六個(gè)維度（核心知識(shí)、驅(qū)動(dòng)問題、高階認(rèn)知、學(xué)習(xí)實(shí)踐、公開成果、全程評(píng)價(jià)），在教學(xué)中以“活動(dòng)+任務(wù)”的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)?；贗Ttools的人工智能微項(xiàng)目學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)，為教師提供了一種以課時(shí)為基本單位的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施思路，也為微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施提供了可供參考的技術(shù)支撐與框架。通過形成ITtools的課程資源包，教師還可以進(jìn)行課程資源的交流與分享，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)課程進(jìn)行二次開發(fā)，使得微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施具有可遷移性，也有助于相關(guān)人工智能教育工作的開展。