核心素養視野下中小學人工智能教學策略探究

周忠林

摘要：培養學生信息意識是信息技術核心素養之一，人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，人工智能在科技領域的發展方興未艾，且正逐步走入普通人生活。在中小學信息技術教學過程中開展人工智能方面教學，有利于普及信息技術新知識，本文結合教學探索中小學人工智能教學策略。

關鍵詞：中小學信息技術教學;信息技術核心素養;人工智能

中圖分類號：G642.4 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）18-0200-02

一、教學現狀

《新一代人工智能發展規劃》明確指出“人工智能成為國際競爭的新焦點，應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育、建設人工智能學科，培養復合型人才，形成我國人工智能人才高地”。這對我們中小學開展信息技術教學提出新要求，也是給開展中小學信息技術教學帶來了新機會。

讓中小學生了解、感知、體驗人工智能是我們開展信息技術教學的教學目標，廣大信息技術教師教學重點難點就是如何讓學生感知、體驗人工智能環節，上人工智能方面課比較難以把握，第一相關知識儲備少。第二教學資源少。現就我市高老師執教《我身邊的人工智能》信息技術課作一些探索。

二、課例設計

教學分析：

1.圍繞身邊的人工智能應用，用貼近學生的生活案例引發學生強烈信息思考，讓學生感知、了解、體驗人工智能角度來看，激發學生興趣，通過今天這節課后，學生會在生活中自覺或不自覺地應用起今天所學生知識，教學目標達成度比度好。

2.這節課設計環節符合學生知識學習的認知規律，從了解（應用生活案例）→知識資料學習了解→人工智能產品體驗→創新知識拓展等幾個環節設計提升了學生的學習有效性。

3.教學內容科學正確，對人工智能概念、應用案例分析、高老師把握比較到位。從教學體驗環節來看，利用網上谷歌翻譯https：//translate.google.cn享受著人工智能帶來的服務。

4.教學重點難點突破就是人工智能簡單實踐環節，目前受學校的條件所限無法讓學生真正制作人工智能小產品，這也是中小學信息技術教師難處理的環節。如果高老師僅是設計一個scratch中《制作聲控燈》就認為是人工智能，那這節課就要打折扣了，所以高老師設計一個暢想人工智能環節是點睛之筆。

三、教學策略探索

筆者認為上好這類課關鍵在于處理好概念內涵、教學資源、創新體驗設計等環節，使學生密切聯系的生活案例聯系起來，使學生相關信息意識形成有現實本源性，觸發學生的認真思考。相關教學策略（1）認真學習相關知識了解人工智能的實質、發展方向。（2）利用現有教學資源，拓展視角。（3）充分利用現有公司產品（人工智能導航、智能翻譯）整合到信息技術教學。

（一）理清概念及特點

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。主要是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。研究領域包括智能機器人、語音識別、圖像識別、人機對弈、自然語言處理等。

人工智能實質：深度學習（deep learning）作為機器學習算法中的一個新興技術，其動機在于建立，模擬人腦進行分析學習的神經網絡。人工智能產品優劣程度主要看是否有深度學習算法和神經網絡的性能的優劣，它是否具有自己提高“修養”的能力。

人工智能典型案例：典型案例阿爾法圍棋（AlphaGo）系統工作原理是“深度學習”。“深度學習”是指多層的人工神經網絡和訓練它的方法。結合了數百萬人類圍棋專家的棋譜，以及強化學習的監督學習進行了自我訓練。

AlphaGo Zero在這個基礎上有了質的提升。

最大的區別是：它不再需要人類數據。也就是說，它一開始就沒有接觸過人類棋譜。研發團隊只是讓它自由隨意地在棋盤上下棋，然后進行自我博弈。經過短短3天的自我訓練，AlphaGo Zero就強勢打敗了此前戰勝李世石的舊版AlphaGo，戰績是100∶0。

（二）教學資源

（1）通過人工智能概念、發展史的理清，我們老師在選擇相關資源時要考慮這個教學資源是否更生動說明人工智能，比如選擇導航產品時，選擇能否支持客戶個性化需求的，考察它是大數據、大計算、大決策集約程度，培養學生對人工智能產品信息判別能力。

（2）在學生體驗環節，可以選擇以學生手機APP形式現場體驗，如形色，這是一個花草植物識別APP，通過在教學場所現場制作識別方式，增強學生產品體驗現場感，同時將產品工作原理分享給學生。

（三）創新體驗設計

如何設計互動體驗環節是此類主題課的難點，這節課高老師通過學生利用已學scratch知識自己制作聲控燈，插上想象的翅膀，暢想人工智能展開暢想人工智能創意想象，既培養了學生信息創新能力的培養，同時又利用學生現有知識進行拓展，達到普及人工智能的知識。

高老師在處理程序讓學生對scratch控制造型燈“開”或“關”，來引導學生對人工智能暢想，筆者認為如果這時能加上自動控制硬件設備，通過增加電腦上硬件設備攝像頭自動控制，然后讓學生暢想人工智能的信息意識會更強些。

從上述變動來看，課任老師不需要額外準備什么，但學生現場感覺會明顯不同，暢想的主題會更多一些。

參考文獻：

[1]王斐.人工智能在中學教育教學中的應用現狀分析[J].中國醫學教育技術，2013，27（04）：397-400.

Abstract： cultivating students' information awareness is one of the core qualities of information technology. Artificial intelligence is a new technology science that researches and develops theories， methods， technologies and application systems for the simulation， extension and expansion of human intelligence. Artificial intelligence is developing rapidly in the field of science and technology and is gradually entering the life of ordinary people. In the process of information technology teaching in middle and primary schools， the development of artificial intelligence teaching is conducive to popularizing new information technology knowledge. This paper explores the artificial intelligence teaching strategies in middle and primary schools by combining teaching.

Key words： information technology teaching in primary and middle schools; information technology core accomplishment; artificial intelligence