智能素養(yǎng)視域下人工智能在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

項(xiàng)琴燕 浙江省寧波市北侖區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)

●智能素養(yǎng)

“智能素養(yǎng)”是近幾年基于人工智能時(shí)代背景而衍生的概念，“智能素養(yǎng)”在學(xué)術(shù)界的定義尚未統(tǒng)一。《人工智能思維與人工智能素養(yǎng)的認(rèn)識》中提出：人工智能作為有一定獨(dú)立學(xué)科性質(zhì)的課程，其核心培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為“人工智能素養(yǎng)”，人工智能素養(yǎng)也應(yīng)包含意識、思維、方法、創(chuàng)新應(yīng)用、人工智能倫理等方面內(nèi)容。[1]《人工智能時(shí)代中小學(xué)生智能素養(yǎng)框架構(gòu)建及其培養(yǎng)機(jī)制探討》一文中提出從智能意識、智能態(tài)度、智能倫理、智能知識、智能技能、智能思維、智能創(chuàng)新七個(gè)維度構(gòu)建智能素養(yǎng)金字塔模型（如右圖）。[2]

●教學(xué)實(shí)踐

筆者將人工智能技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)教學(xué)，從“自言語言處理（AI寫詩）、語音識別技術(shù)、文字識別技術(shù)”三個(gè)方面，把具有“內(nèi)容相近，工具性明顯，實(shí)踐性強(qiáng)”的教學(xué)內(nèi)容與人工智能進(jìn)行有效整合，圍繞“智能素養(yǎng)金字塔模型”的七個(gè)維度，構(gòu)建現(xiàn)有課程與人工智能教育的聯(lián)系，擴(kuò)展延伸人工智能前沿知識與內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有信息技術(shù)課程中滲透人工智能教育的目的。

案例1：AI寫詩創(chuàng)新詩畫創(chuàng)作

四年級的《給詩配畫》是一節(jié)綜合課，教學(xué)內(nèi)容為：用“寫字板”和“畫圖軟件”形成一幅“詩配畫”圖。本課將人工智能中的“自然語言處理技術(shù)”應(yīng)用于課堂。自然語言處理是指計(jì)算機(jī)分析和處理人類自然語言的技術(shù)，包括機(jī)器寫作、機(jī)器翻譯等。本課通過人工智能創(chuàng)新寫詩，可分兩種形式進(jìn)行。

形式一：AI寫詩學(xué)生作畫。

①進(jìn)入人工智能詩歌寫作平臺，選擇詩歌樣式，如七言絕句；②在輸入框里輸入關(guān)鍵詞，如陽光；③單擊“作詩”（幾秒就會寫出一首有關(guān)陽光的詩）；④單擊“換一首”（同一個(gè)關(guān)鍵詞可以作出多首不重復(fù)的詩）。

形式二：看圖寫詩大比拼。

人工智能“詩人”微軟小冰看圖寫詩非常流行，教師在不改變教學(xué)目標(biāo)的前提下，將教學(xué)內(nèi)容順序進(jìn)行調(diào)換，改為“畫配詩”，并將學(xué)生寫的詩和人工智能寫的詩做對比。①學(xué)生寫詩：打開第1課時(shí)的畫，根據(jù)畫中的元素作一首詩，記錄在“寫字板”中。②AI寫詩：打開網(wǎng)站“少女詩人小冰”，上傳畫的圖片。人工智能寫的詩和學(xué)生寫的詩的對比如表1所示。

表1

從詩意上看，小冰創(chuàng)作的都是現(xiàn)代詩歌，和學(xué)生的詩歌相比，缺少了具體的情感態(tài)度，詩歌沒有故事性，用意象詞較多，意境比較朦朧。而學(xué)生創(chuàng)作的詩歌通常前后句子互相關(guān)聯(lián)，具有故事性、趣味性，能體現(xiàn)情感。

案例2：語音識別助力文字輸入

四年級的《計(jì)算機(jī)寫作》一課要求學(xué)生在Word中寫一篇作文，平時(shí)學(xué)生多以鍵盤拼音輸入，而“語音識別技術(shù)”能讓字句直接“讀”入計(jì)算機(jī)。為了更好地體驗(yàn)人工智能支持下的語音輸入法，教師要求學(xué)生寫一篇以中文為主，中間穿插英文的作文，因?yàn)檎Z音識別不僅能識別普通話還能識別多地方言及多種外語，此外還增加了翻譯功能。

通過本課的學(xué)習(xí)，旨在讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中，不僅能選擇適合自己的輸入法高效地完成各項(xiàng)事務(wù)，還能盡可能地發(fā)揮輸入法強(qiáng)大的功能解決更多的問題，即能有智能意識和智能思維。

案例3：文字識別解決文檔錄入

四年級的《匯編作文集》一課要求學(xué)生把紙質(zhì)作文錄入到Word中進(jìn)行編輯。人工智能中的“文字識別技術(shù)”可以解決問題。文字識別技術(shù)就是計(jì)算機(jī)能根據(jù)字符的特征，將其識別并轉(zhuǎn)換成可編輯的文本。

課上教師提供三種文字識別的方法：①百度AI開放平臺；②轉(zhuǎn)易俠OCR文字識別；③搜狗輸入法智能助手圖片識別。

文字的識別率受拍照環(huán)境、分辨率、字跡清晰度等因素的影響。本次體驗(yàn)活動，教師用同一部手機(jī)在同樣環(huán)境下拍攝手寫作文，發(fā)現(xiàn)手寫文字的識別率以字跡為最主要因素，教師將字跡最清晰和字跡最潦草的兩份作文所識別的字?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)得出識別率百分比。本課的教學(xué)內(nèi)容是文檔的修改，將識別后的文字復(fù)制粘貼到Word中，教師對識別錯(cuò)誤部分進(jìn)行文檔修改教學(xué)，并分別對字跡清晰和字跡潦草的學(xué)生完成修改進(jìn)行計(jì)時(shí)（如下頁表2）。通過分析表2可知，除了搜狗輸入法的圖片識別工具對潦草字跡識別率較低外，AI開放平臺和專業(yè)OCR軟件的識別率都比較高，修改時(shí)間均比直接用拼音輸入短，大大縮短輸入用時(shí)，為后期的文檔修改和編輯提供了極大的便利。

表2

本課文檔修改和編輯是教學(xué)重點(diǎn)，而文檔錄入是前提，此時(shí)應(yīng)用文字識別技術(shù)恰到好處地解決了大量文檔錄入這一實(shí)際需求，讓課堂教學(xué)更加高效，也讓學(xué)生切身感受了文字識別技術(shù)的價(jià)值和人工智能帶來的便捷，形成了初步意識，萌發(fā)了應(yīng)用人工智能解決需求的動機(jī)。

文字識別技術(shù)在生活中還有許多應(yīng)用，如識別車牌號、票據(jù)、證件等。教師可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行拓展延伸，讓學(xué)生掌握用文字識別技術(shù)解決實(shí)際問題的方法和能力，培養(yǎng)智能思維和技術(shù)。

●收獲與反思

1.收獲：課程環(huán)節(jié)與智能素養(yǎng)框架表

經(jīng)過多次案例實(shí)踐，筆者梳理了教學(xué)過程中融入人工智能的各個(gè)環(huán)節(jié)，結(jié)合智能素養(yǎng)，歸納總結(jié)出基本的框架結(jié)構(gòu)，如表3所示。

表3

2.反思：人工智能融入課堂的關(guān)鍵

人工智能不僅僅是工具，也是重要的教學(xué)內(nèi)容。在人工智能時(shí)代，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法仍然是非常有價(jià)值的，關(guān)鍵在于教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注人工智能與教學(xué)策略的深度融合，將智能技術(shù)以更加靈活和創(chuàng)新的方式應(yīng)用到教學(xué)中，以豐富教學(xué)資源、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)性與探索性，從而更好地賦能學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。[3]