基于人工智能發(fā)展視域下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)探究

黃榮

政策背景

我們知道現(xiàn)在國內(nèi)外對人工智能教育已比較重視，到目前為止，全球已經(jīng)有超過20個國家將人工智能課程設(shè)立到孩子們的義務(wù)學(xué)習(xí)科目中，我們從中可以感受到人工智能是一個非常熱門及重要的發(fā)展方向。

2017年07月，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能技術(shù)課程，鼓勵借助各類人工智能APP參與教學(xué)，積極開展人工智能視域下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)探究。

課標(biāo)背景

江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（2017版）指出，人工智能是一門可以模擬、加深、拓展人的智能應(yīng)用的一門技術(shù)學(xué)科，我國把發(fā)展人工智能提升為增強國家競爭力、維護國家安全的重大戰(zhàn)略去實施。人工智能技術(shù)作為“選擇性必修”模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以滿足學(xué)生個性化知識技能發(fā)展的需要。人工智能是新時期對小學(xué)信息技術(shù)課堂的迫切要求。

實踐背景

那么如何在小學(xué)信息技術(shù)課堂中進行人工智能內(nèi)容的教學(xué)呢？在小學(xué)信息技術(shù)6年級第23課《人工智能的應(yīng)用》的教學(xué)中，筆者進行了思考和實踐，我創(chuàng)設(shè)了“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的高效課堂模式，該模式以生動的情境引領(lǐng)學(xué)生走進課堂，之后學(xué)生自主探究或小組合作體驗人工智能應(yīng)用，這樣可以最大限度的將課堂的主動權(quán)交還給學(xué)生，突出學(xué)生的主體性。

學(xué)生通過人工智能應(yīng)用軟件的功能進行自主體驗后，能夠發(fā)現(xiàn)問題，從而引發(fā)思考，此時教師再配以多樣化的指導(dǎo)、點撥，解決學(xué)生的困惑，起到輔助指導(dǎo)的作用，最后師生共同總結(jié)原因。

【案例敘述】

每個小組將有一個 ipad，并將根據(jù)活動表分成小組，請每組需在體驗結(jié)束后派代表來分享大家的體驗結(jié)果。

片段一：了解語音識別技術(shù)1- 體驗“聽歌識曲”APP

師： 播放一首歌，請學(xué)生說一說你們認識這首歌嗎？叫什么名字？

生：思考、匯報。

師：同學(xué)們，如果你們沒有聽過這首歌，有什么方法可以快速知道這首歌的名字嗎？

生：學(xué)生簡單交流、匯報（有的學(xué)生回答根據(jù)歌詞網(wǎng)上搜索）。

師：介紹網(wǎng)易云音樂的人工智能聽歌識曲功能，使用該應(yīng)用功能可以快速識別未知音樂的名字。

生：學(xué)生自行嘗試，交流，感受“聽歌識曲”神奇的功能。

【說明】 ：學(xué)生利用ipad體驗生活中的人工智能應(yīng)用——語音識別技術(shù)，通過語音識別技術(shù)可以快速的知道未知歌曲的名字，讓學(xué)生感受到了人工智能應(yīng)用技術(shù)的神奇魅力，體驗了人工智能的快捷性和方便性。

片段二：了解語音識別技術(shù)2- 體驗“訊飛語音”app

師：同學(xué)們，剛剛我們體驗了語音識別技術(shù)-“聽歌識曲”APP的功能，人工智能在語音識別領(lǐng)域還能有哪些應(yīng)用？

生：思考、匯報。

師：介紹“訊飛語音”APP，利用這個APP可以將語音即時轉(zhuǎn)換成文字。

生：學(xué)生自行嘗試，交流。

師：下面我們來玩?zhèn)€“語音識別挑戰(zhàn)賽”，即給語音識別技術(shù)增加點難度，各組根據(jù)活動單上的提示進行操作，可以加快語速、提高聲調(diào)、嘗試說方言、使用口頭語等不同的方式說話，看看語音識別的結(jié)果如何。

生：小組匯報。

小組1（加快語速）匯報結(jié)果，識別正確。

小組2（提高聲調(diào)）匯報結(jié)果，識別正確。

小組3（嘗試說方言）匯報結(jié)果，識別正確較低。

小組4（使用口頭語）匯報結(jié)果，識別正確較低。

師：根據(jù)語音識別的結(jié)果，同學(xué)們可以猜想一下原因？

生：學(xué)生思考語音識別失敗的原因？

師生共同討論分析原因：人工智能背后的大數(shù)據(jù)。

師：這一輪體驗下來你們覺得“訊飛語音”APP的優(yōu)點和不足是什么嗎？

生1：它很方便，能夠提高效率，但是對讀音要求苛刻。

生2：識別過程中也會有錯誤。

生3：還需要檢查糾正。

【說明】：這個環(huán)節(jié)老師采用了人工智能發(fā)展視域下的“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式。教師采用了“訊飛語音”app體驗情境， 每組學(xué)生根據(jù)提示采用加快語速、提高聲調(diào)、嘗試說方言、使用口頭語等不同的說話方式去挑戰(zhàn)語音識別功能，根據(jù)語音識別的現(xiàn)象和結(jié)果，學(xué)生積極思考，為什么有的小組語音識別正確率較低呢？此時教師再配以多樣化的指導(dǎo)、點撥，解決學(xué)生的困惑，起到輔助指導(dǎo)的作用，最終師生共同分析原因，總結(jié)了語音識別技術(shù)的優(yōu)缺點，達到教學(xué)相長的目標(biāo)。這種人工智能發(fā)展視域下的“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式體現(xiàn)了學(xué)生的主動性，有助于學(xué)生思維的成長。

片段三：了解圖像識別技術(shù)-體驗“百度AI平臺車牌識別系統(tǒng)”

師：如今的生活，隨著車輛的普及，大家在車輛進出及停車方面越來越依賴車牌識別技術(shù)。接下來我們就來體驗一下吧。

師：教師給每個小組的同學(xué)精心準(zhǔn)備了不同類型特征的車牌，比如完好無缺的、字跡模糊的，劃痕明顯的、手寫數(shù)字替代的，讓學(xué)生用“百度AI平臺車牌識別系統(tǒng)”去識別。

小組1（完好無缺）：正確識別。

小組2（字跡模糊）：正確識別。

小組3（劃痕明顯）：正確識別。

小組4（手寫數(shù)字替代車牌上的數(shù)字）：正確識別。

師：想想數(shù)字模糊不清、劃傷、手寫的數(shù)字車牌仍然可以識別？

生：學(xué)生進行小組討論。

生1：如果識別功能這么強大，可否用一張手寫的車牌圖片通過小區(qū)門口的識別系統(tǒng)？

師：如果一張車牌的紙質(zhì)圖片，就能通過小區(qū)門口的識別系統(tǒng)，你們能不能想到解決方法？

師生共同討論嘗試提出解決方案。

【說明】：這個環(huán)節(jié)老師采用了人工智能發(fā)展視域下的“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式。教師采用了“百度AI平臺車牌識別系統(tǒng)”車牌識別功能的情境案例，將完好無缺、字跡模糊、劃痕明顯、手寫數(shù)字等不同類型特征的車牌分配給不同小組，讓學(xué)生自主體驗車牌識別功能，理解圖像識別技術(shù)。從而學(xué)生了解了車牌識別，他們想到生活中小區(qū)的車牌識別系統(tǒng)是不是用一張手寫的車牌圖片，也能通過？如果也能通過，這種人工智能技術(shù)下的漏洞該怎么解決呢？這些問題也激起了他們探索求知的欲望，使他們積極思考、繼續(xù)研究、解決問題。這種人工智能發(fā)展視域下的“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式不但體現(xiàn)了學(xué)生的主動性，更引導(dǎo)學(xué)生付諸探索實踐來解決問題。

【案例反思】

1.人工智能助力學(xué)生獲得參與式的學(xué)習(xí)體驗

人工智能在我們的生活中已經(jīng)有很多成熟的應(yīng)用了，但是什么是人工智能，以及它們的作用呢？學(xué)生不完全知曉。對于人工智能理論知識的學(xué)習(xí)，由于小學(xué)生知識儲備不足，思考深度較為欠缺，如果教師采用傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)模式，重視問答環(huán)節(jié)和上機實踐，會大大增加課堂教學(xué)難度，降低學(xué)生對新技術(shù)領(lǐng)域的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣。人工智能知識理論內(nèi)容難而復(fù)雜，需要聯(lián)系生活選取一些切實有趣的人工智能軟件功能應(yīng)用案例，還需要我們針對學(xué)生特點并對現(xiàn)有教學(xué)模式進行創(chuàng)新，筆者采用“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式讓學(xué)生通過一些列體驗活動自然理解相關(guān)知識。

例如在本案例中我以三個體驗活動貫穿始終，學(xué)生在課堂上體驗人工智能小程序 “聽歌識曲”APP 、“訊飛語音”app、 “百度AI平臺車牌識別系統(tǒng)”，協(xié)作開展學(xué)習(xí)交流的樂趣，在一系列體驗活動結(jié)束后，學(xué)生了解了人工智能的功能強大，知道人工進行智能的本質(zhì)模擬人的智能，數(shù)據(jù)特征是基礎(chǔ)，在人工智能計算結(jié)果會出錯時就需要人工校正。

2.人工智能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生學(xué)習(xí)的本質(zhì)是互動，親身體驗和互動活動會讓學(xué)生更感興趣。人工智能知識理論內(nèi)容難而復(fù)雜，應(yīng)對枯燥乏味的理論知識學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)效率比較低。

本課通過豐富多彩的人工智能應(yīng)用案例和多樣化的教學(xué)手段提高學(xué)習(xí)效果。人工智能內(nèi)容豐富、形式多樣，如語音識別、圖像識別等人工智能的功能都是學(xué)生日常接觸的，以此為基礎(chǔ)適當(dāng)擴展即可設(shè)計出趣味性的人工智能教學(xué)體驗活動，“聽歌識曲”“訊飛語音”“車牌識別”等這些體驗活動興趣性強、易于上手，學(xué)生在這些有趣的體驗活動中進行有意義的學(xué)習(xí)，并且學(xué)生的學(xué)習(xí)動力可以保持和提升。創(chuàng)設(shè)人工智能情境，可使學(xué)生增強對人工智能技術(shù)的認知，培養(yǎng)學(xué)生主動思考、積極探索的創(chuàng)新能力。

3.人工智能強調(diào)教與學(xué)的方式轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動學(xué)習(xí)、教師課堂灌輸?shù)姆绞揭巡荒軡M足信息技術(shù)課堂的要求。如今，人工智能加速了教師教學(xué)模式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，基于人工智能發(fā)展視域下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生主動探索問題，尊重學(xué)生個體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

例如在本課中，學(xué)生在進行人工智能學(xué)習(xí)時不再是單純的教師講授知識，而是通過學(xué)生自主體驗人工智能應(yīng)用教學(xué)案例獲得知識，在人工智能發(fā)展視域下的“情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式中充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師積極調(diào)動和引導(dǎo)學(xué)生興趣和求知欲，兩者有機結(jié)合起來，最大限度的發(fā)揮了學(xué)生的能動性。

4.人工智能有助于學(xué)生思維的成長、創(chuàng)造力的培養(yǎng)

將人工智能中復(fù)雜的理論知識，用學(xué)生能夠接受并愿意參與的體驗活動完成感知，從而抽絲剝繭，自然理解相關(guān)知識，并能夠遷移到后續(xù)的學(xué)習(xí)中，最后用多種形式的作品進行呈現(xiàn)。

情境案例體驗的過程就是學(xué)生自主思考、積極探索、創(chuàng)新思維逐步成長的過程。教師在教學(xué)過程中注重對學(xué)生思維的培養(yǎng)，學(xué)生主動靈活地運用所學(xué)的知識發(fā)現(xiàn)、分析、解決實際問題，在學(xué)習(xí)中掌握學(xué)生更好的解決這些問題的方法和主動進行獲取新知識的能力。

綜上所述，經(jīng)過教學(xué)實踐，我認為基于人工智能發(fā)展視域下的 “情境導(dǎo)入—自主體驗—引發(fā)思考—總結(jié)原因”的教學(xué)模式的能夠有效促進學(xué)生在人工智能視域下的信息技術(shù)學(xué)習(xí)，能夠較大限度的將課堂還原給學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生的主體性、主動性和創(chuàng)造性，教師應(yīng)用這些不同類型貼近生活的人工智能應(yīng)用技術(shù)為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)案例，在這種模式下能夠使學(xué)生充分感受到人工智能的魅力，體會到人工智能具有“聽、說、看、學(xué)習(xí)”的技術(shù)功能特征。

參? 考? 文? 獻

[1] 譚 平. 人工智能時代課堂教學(xué)的機遇、挑戰(zhàn)與對策[J]. 云南開放大學(xué)學(xué)報，2020-11（22）.

[2] 楊宗凱，吳砥. 人工智能促進教育創(chuàng)新[J]. 西部大開發(fā).

[3] 吳沁宇，王承紅. 人工智能促進教育改革的思考[J]. 教育現(xiàn)代化，2018-09（36）.