基于人工智能主題的小學(xué)綜合實(shí)踐課例設(shè)計(jì)

陳彥君

摘要：人工智能課程與綜合實(shí)踐活動(dòng)課程同為近年來中小學(xué)課程體系建設(shè)的熱點(diǎn)內(nèi)容，但兩者在推進(jìn)課程建設(shè)的過程中都遇到了一些困難。本文嘗試將人工智能課程與綜合實(shí)踐活動(dòng)課程進(jìn)行結(jié)合，依托已經(jīng)相對(duì)成熟的綜合實(shí)踐課程設(shè)計(jì)課例，讓人工智能課程能更加順利地進(jìn)入小學(xué)課堂。

關(guān)鍵詞：人工智能課程 ?綜合實(shí)踐活動(dòng) ?小學(xué) ?教學(xué)設(shè)計(jì)

2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。其中明確指出了作為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，人工智能應(yīng)該逐步進(jìn)入中小學(xué)，開設(shè)人工智能學(xué)科。2018年教育部又印發(fā)了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，其中明確了人工智能課程應(yīng)該完善方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，保證中小學(xué)生能具備人工智能和編程知識(shí)以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需要。因此在小學(xué)中開展人工智能課程是一個(gè)具有前瞻性的措施。

然而人工智能課程在小學(xué)階段的發(fā)展因?yàn)槠鸩捷^晚面臨著幾大困境。一是學(xué)校的課時(shí)緊張，只能將人工智能課程放在社團(tuán)活動(dòng)中開展。最后只能服務(wù)于學(xué)校的一小部分同學(xué)難以形成普遍性教育。二是各學(xué)校之間沒有統(tǒng)一的課程內(nèi)容體系，導(dǎo)致同學(xué)了解到的人工智能知識(shí)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，給之后初中和高中的知識(shí)學(xué)習(xí)造成困擾，產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙。三是人工智能課程中涉及的理論知識(shí)較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易感到枯燥，學(xué)習(xí)興趣不足。

人工智能課程的出現(xiàn)，恰好可以為學(xué)校的綜合實(shí)踐課程提供許多優(yōu)質(zhì)主題。同時(shí)相比于傳統(tǒng)課堂，綜合實(shí)踐以活動(dòng)形式組織課程能更好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好地掌握人工智能課程中的理論知識(shí)。以講授為主的形式本文將嘗試將人工智能課程中的內(nèi)容與綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的課堂相結(jié)合，形成以人工智能為主題，綜合實(shí)踐活動(dòng)課程為教學(xué)陣地的課程實(shí)例。讓學(xué)生能夠在把握人工智能課程知識(shí)的同時(shí)，掌握綜合實(shí)踐課程中解決問題的基本方法。

一、科學(xué)分析，確定教學(xué)目標(biāo)

人工智能課程要求學(xué)生在小學(xué)階段的目標(biāo)以初步接觸程序設(shè)計(jì)與機(jī)器人，形成感性經(jīng)驗(yàn)為主。其總目標(biāo)可以描述為：培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力，讓學(xué)生以合作的形式通過觀察、設(shè)計(jì)、思考、試驗(yàn)、制作等課堂活動(dòng)獲取知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。綜合實(shí)踐課程在小學(xué)的總目標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)生能從個(gè)體生活、社會(huì)生活及與大自然的接觸中獲得豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成并逐步提升對(duì)自然、社會(huì)和自筆者之內(nèi)在聯(lián)系的整體認(rèn)識(shí)，具有價(jià)值體認(rèn)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、問題解決、創(chuàng)意物化等方面的意識(shí)和能力。兩個(gè)課程在教學(xué)目標(biāo)方面有著許多共通之處如培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)踐操作解決問題的能力等，因此在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，知識(shí)與技能方面的目標(biāo)可以更加側(cè)重于人工智能課程，過程與方法方面的目標(biāo)可以更加側(cè)重于綜合實(shí)踐課程來達(dá)到平衡。

二、以綜合實(shí)踐課堂為陣地形成教學(xué)環(huán)節(jié)

在利用綜合實(shí)踐課堂進(jìn)行人工智能課程知識(shí)傳授的過程中，筆者們可以將教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)集中在人工智能的知識(shí)與技能中，而授課形式以及同學(xué)們學(xué)習(xí)的方法可以更加側(cè)重綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的要求，多討論、多合作、多思考。由此筆者們可以將教學(xué)環(huán)節(jié)如下設(shè)計(jì)：

（一）體驗(yàn)情景、引入概念

語音測(cè)評(píng)技術(shù)對(duì)于同學(xué)們來講是一個(gè)相對(duì)陌生的技術(shù)，因此在情景引入環(huán)節(jié)，筆者邀請(qǐng)同學(xué)從他們了解的內(nèi)容——理想職業(yè)開始談起。之后引導(dǎo)到類似老師、主持人、播音員、歌手之類的職業(yè)對(duì)普通話的要求。這時(shí)候老師就可以邀請(qǐng)一位到兩位同學(xué)到講臺(tái)上進(jìn)行一場(chǎng)模擬普通話測(cè)試，為了讓臺(tái)下的同學(xué)也能參與其中，筆者邀請(qǐng)全班同學(xué)一起來做評(píng)委給參加測(cè)試的同學(xué)打分。待同學(xué)測(cè)試完成后，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)彼此的打分高分和低分差別很大，進(jìn)而引發(fā)思考：這樣的測(cè)試能保證公平公正嗎？通過這個(gè)環(huán)節(jié)，同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)人工打分存在的一個(gè)缺陷：標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，判斷不準(zhǔn)確。由此引出筆者們本節(jié)課的主題——語音評(píng)測(cè)。

（二）測(cè)評(píng)對(duì)比、感受科技

這個(gè)環(huán)節(jié)旨在通過人工測(cè)評(píng)與機(jī)器測(cè)評(píng)的類比讓同學(xué)對(duì)語音評(píng)測(cè)的工作原理有一個(gè)基本概念。為了避免教師過多灌輸相關(guān)概念，本環(huán)節(jié)可以嘗試這樣設(shè)計(jì)。

基于同學(xué)們已經(jīng)產(chǎn)生了一個(gè)問題：如何才能對(duì)一個(gè)人語言方面的能力進(jìn)行一個(gè)公平公正的打分呢？這里老師可以有兩個(gè)選擇，一個(gè)是請(qǐng)同學(xué)們來進(jìn)行方案的闡述，說說看你會(huì)怎么測(cè)來保證打分的公平公正;一個(gè)是直接請(qǐng)同學(xué)們?cè)袤w驗(yàn)一個(gè)語音評(píng)測(cè)技術(shù)支持下的語音測(cè)試軟件。相比之下，讓學(xué)生先進(jìn)行方案的思考更能夠發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。在學(xué)生們思考完自己的方案之后，老師再提供一個(gè)成熟的軟件供學(xué)生參考思考自己原本方案存在的缺陷。

有了人工測(cè)評(píng)和自己嘗試進(jìn)行語音評(píng)測(cè)編程的經(jīng)驗(yàn)，老師可以引導(dǎo)同學(xué)們思考語音評(píng)測(cè)的工作原理了。語音測(cè)評(píng)的工作原理可以總結(jié)為語料收集、特征提取、聲紋匹配、相似度得分四個(gè)步驟。老師在授課過程中可以讓同學(xué)們進(jìn)行討論與思考對(duì)語音測(cè)評(píng)的過程先進(jìn)行猜測(cè)，討論之前老師可以提醒同學(xué)們類比人類在進(jìn)行評(píng)測(cè)時(shí)會(huì)經(jīng)歷的過程。這個(gè)過程是本節(jié)課的重點(diǎn)之一，老師需要在同學(xué)們分享自己的觀點(diǎn)之后在進(jìn)行結(jié)論的歸納與總結(jié)，來保證同學(xué)們對(duì)語音評(píng)測(cè)有一個(gè)清晰概念。

（三）合作設(shè)計(jì)、思維創(chuàng)新

在本環(huán)節(jié)筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)“制作英語學(xué)習(xí)軟件”的小組合作活動(dòng)。要求同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)可以對(duì)同學(xué)們的口語能力進(jìn)行合理打分，同時(shí)可以幫助同班同學(xué)提升英語口語能力的軟件。這樣的任務(wù)需要同學(xué)們利用好語音評(píng)測(cè)功能的同時(shí)，思考怎樣的程序才能更加有效提升自身知識(shí)與能力。在設(shè)計(jì)完成之后，筆者邀請(qǐng)幾個(gè)小組對(duì)他們的成果進(jìn)行分享與展示，并邀請(qǐng)同學(xué)一同評(píng)分說說其存在的優(yōu)缺點(diǎn)，從而達(dá)到人工智能知識(shí)與綜合實(shí)踐評(píng)價(jià)能力的共同提升。

三、結(jié)語

本文通過課例《語音評(píng)測(cè)》的研討，為人工智能課程和綜合實(shí)踐課程的融合提供了一定的思路與方向。通過分析可以發(fā)現(xiàn)綜合實(shí)踐活動(dòng)的課堂可以為人工智能課程提供更為豐富的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生更加自由地學(xué)習(xí)人工智能的相關(guān)知識(shí)。當(dāng)然，人工智能課程的相關(guān)內(nèi)容也給綜合實(shí)踐活動(dòng)的課堂提供了大量?jī)?yōu)質(zhì)主題，為學(xué)校的特色綜合實(shí)踐課程體系提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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