基于人工智能發展視域下的小學信息技術教學探究

黃榮

政策背景

我們知道現在國內外對人工智能教育已比較重視，到目前為止，全球已經有超過20個國家將人工智能課程設立到孩子們的義務學習科目中，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展方向。

2017年07月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，在中小學階段設置人工智能技術課程，鼓勵借助各類人工智能APP參與教學，積極開展人工智能視域下的小學信息技術教學探究。

課標背景

江蘇省義務教育信息技術課程指導綱要（2017版）指出，人工智能是一門可以模擬、加深、拓展人的智能應用的一門技術學科，我國把發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略去實施。人工智能技術作為“選擇性必修”模塊的學習內容，以滿足學生個性化知識技能發展的需要。人工智能是新時期對小學信息技術課堂的迫切要求。

實踐背景

那么如何在小學信息技術課堂中進行人工智能內容的教學呢？在小學信息技術6年級第23課《人工智能的應用》的教學中，筆者進行了思考和實踐，我創設了“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的高效課堂模式，該模式以生動的情境引領學生走進課堂，之后學生自主探究或小組合作體驗人工智能應用，這樣可以最大限度的將課堂的主動權交還給學生，突出學生的主體性。

學生通過人工智能應用軟件的功能進行自主體驗后，能夠發現問題，從而引發思考，此時教師再配以多樣化的指導、點撥，解決學生的困惑，起到輔助指導的作用，最后師生共同總結原因。

【案例敘述】

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

片段一：了解語音識別技術1- 體驗“聽歌識曲”APP

師： 播放一首歌，請學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：學生簡單交流、匯報（有的學生回答根據歌詞網上搜索）。

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

生：學生自行嘗試，交流，感受“聽歌識曲”神奇的功能。

【說明】 ：學生利用ipad體驗生活中的人工智能應用——語音識別技術，通過語音識別技術可以快速的知道未知歌曲的名字，讓學生感受到了人工智能應用技術的神奇魅力，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2- 體驗“訊飛語音”app

師：同學們，剛剛我們體驗了語音識別技術-“聽歌識曲”APP的功能，人工智能在語音識別領域還能有哪些應用？

生：思考、匯報。

師：介紹“訊飛語音”APP，利用這個APP可以將語音即時轉換成文字。

生：學生自行嘗試，交流。

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

生：小組匯報。

小組1（加快語速）匯報結果，識別正確。

小組2（提高聲調）匯報結果，識別正確。

小組3（嘗試說方言）匯報結果，識別正確較低。

小組4（使用口頭語）匯報結果，識別正確較低。

師：根據語音識別的結果，同學們可以猜想一下原因？

生：學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據。

師：這一輪體驗下來你們覺得“訊飛語音”APP的優點和不足是什么嗎？

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】：這個環節老師采用了人工智能發展視域下的“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式。教師采用了“訊飛語音”app體驗情境， 每組學生根據提示采用加快語速、提高聲調、嘗試說方言、使用口頭語等不同的說話方式去挑戰語音識別功能，根據語音識別的現象和結果，學生積極思考，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、點撥，解決學生的困惑，起到輔助指導的作用，最終師生共同分析原因，總結了語音識別技術的優缺點，達到教學相長的目標。這種人工智能發展視域下的“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式體現了學生的主動性，有助于學生思維的成長。

片段三：了解圖像識別技術-體驗“百度AI平臺車牌識別系統”

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。接下來我們就來體驗一下吧。

師：教師給每個小組的同學精心準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、手寫數字替代的，讓學生用“百度AI平臺車牌識別系統”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（手寫數字替代車牌上的數字）：正確識別。

師：想想數字模糊不清、劃傷、手寫的數字車牌仍然可以識別？

生：學生進行小組討論。

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門口的識別系統？

師：如果一張車牌的紙質圖片，就能通過小區門口的識別系統，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】：這個環節老師采用了人工智能發展視域下的“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式。教師采用了“百度AI平臺車牌識別系統”車牌識別功能的情境案例，將完好無缺、字跡模糊、劃痕明顯、手寫數字等不同類型特征的車牌分配給不同小組，讓學生自主體驗車牌識別功能，理解圖像識別技術。從而學生了解了車牌識別，他們想到生活中小區的車牌識別系統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、繼續研究、解決問題。這種人工智能發展視域下的“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式不但體現了學生的主動性，更引導學生付諸探索實踐來解決問題。

【案例反思】

1.人工智能助力學生獲得參與式的學習體驗

人工智能在我們的生活中已經有很多成熟的應用了，但是什么是人工智能，以及它們的作用呢？學生不完全知曉。對于人工智能理論知識的學習，由于小學生知識儲備不足，思考深度較為欠缺，如果教師采用傳統的信息技術教學模式，重視問答環節和上機實踐，會大大增加課堂教學難度，降低學生對新技術領域的探索欲望和學習興趣。人工智能知識理論內容難而復雜，需要聯系生活選取一些切實有趣的人工智能軟件功能應用案例，還需要我們針對學生特點并對現有教學模式進行創新，筆者采用“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式讓學生通過一些列體驗活動自然理解相關知識。

例如在本案例中我以三個體驗活動貫穿始終，學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”，協作開展學習交流的樂趣，在一系列體驗活動結束后，學生了解了人工智能的功能強大，知道人工進行智能的本質模擬人的智能，數據特征是基礎，在人工智能計算結果會出錯時就需要人工校正。

2.人工智能激發學生的學習興趣

學生學習的本質是互動，親身體驗和互動活動會讓學生更感興趣。人工智能知識理論內容難而復雜，應對枯燥乏味的理論知識學習，學生學習效率比較低。

本課通過豐富多彩的人工智能應用案例和多樣化的教學手段提高學習效果。人工智能內容豐富、形式多樣，如語音識別、圖像識別等人工智能的功能都是學生日常接觸的，以此為基礎適當擴展即可設計出趣味性的人工智能教學體驗活動，“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，學生在這些有趣的體驗活動中進行有意義的學習，并且學生的學習動力可以保持和提升。創設人工智能情境，可使學生增強對人工智能技術的認知，培養學生主動思考、積極探索的創新能力。

3.人工智能強調教與學的方式轉變

傳統教學中學生被動學習、教師課堂灌輸的方式已不能滿足信息技術課堂的要求。如今，人工智能加速了教師教學模式、學生學習方式的轉變，基于人工智能發展視域下的小學信息技術教學要引導學生主動探索問題，尊重學生個體，培養學生的創新思維。

例如在本課中，學生在進行人工智能學習時不再是單純的教師講授知識，而是通過學生自主體驗人工智能應用教學案例獲得知識，在人工智能發展視域下的“情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式中充分體現以學生為主體，教師積極調動和引導學生興趣和求知欲，兩者有機結合起來，最大限度的發揮了學生的能動性。

4.人工智能有助于學生思維的成長、創造力的培養

將人工智能中復雜的理論知識，用學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，自然理解相關知識，并能夠遷移到后續的學習中，最后用多種形式的作品進行呈現。

情境案例體驗的過程就是學生自主思考、積極探索、創新思維逐步成長的過程。教師在教學過程中注重對學生思維的培養，學生主動靈活地運用所學的知識發現、分析、解決實際問題，在學習中掌握學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，經過教學實踐，我認為基于人工智能發展視域下的 “情境導入—自主體驗—引發思考—總結原因”的教學模式的能夠有效促進學生在人工智能視域下的信息技術學習，能夠較大限度的將課堂還原給學生，發揮學生的主體性、主動性和創造性，教師應用這些不同類型貼近生活的人工智能應用技術為學生提供豐富學習案例，在這種模式下能夠使學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、學習”的技術功能特征。

參? 考? 文? 獻

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

[2] 楊宗凱，吳砥. 人工智能促進教育創新[J]. 西部大開發.

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