場館視域下人工智能教學策略的實踐探索

侯琦 徐晨來

摘? 要：隨著智能時代的到來，人工智能教育對學生的發展具有越來越重要的意義。目前人工智能教育已逐步進入小學課堂，“人工智能如何教”已成為一線小學教師迫切關心的議題。分析目前人工智能教育的現實窘境-學生重拼搭輕賦能、教師重作品輕思維、學校重精英輕普及，提出利用場館資源，以多元合作進行普及，以項目化學習進行深化，從而推進人工智能教育，為小學人工智能教學提供參考。

關鍵詞：人工智能教育;場館教育;課程實踐

【中圖分類號】G622.0? ? ? ?【文獻標識碼】A? ? ? ? ? 【文章編號】1005-8877（2021）33-0025-02

Practical Exploration of Artificial Intelligence Teaching Strategies from the Perspective of Venues

HOU Qi? XU Chenlai? （Xiamen Minli Second Primary School，Fujian Province，China）

【Abstract】With the advent of the era of intelligence，artificial intelligence education has become more and more important to the development of students. At present，artificial intelligence education has gradually entered the primary school classroom，and "how to teach artificial intelligence" has become an urgent topic of concern for front-line primary school teachers. Analyze the current real dilemma of artificial intelligence education-students emphasize hard work and light empowerment，teachers emphasize work and light thinking，and schools emphasize elites over popularization，proposed to use venue resources to popularize with multiple cooperation，and to deepen project-based learning，so as to promote artificial intelligence education and provide a reference for primary school artificial intelligence teaching.

【Keywords】Artificial intelligence education;Venue education;Course practice

人工智能教育是我國小學教育改革的新方向。2017年，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。2018年，教育部進一步明確，要“構建人工智能多層次教育體系，在中小學階段引入人工智能普及教育”。9月，“中小學人工智能教育項目”應運而生，項目組專家對人工智能教育進行頂層設計和具體研發，為人工智能課程教學的推進提供參考標準。目前一些二線城市諸如廈門、青島等，緊跟一線城市，開展了人工智能進百校項目。在人工智能教育如火如荼的推進下，一些問題卻已經暴露出來，如學生重拼搭輕賦能、教師重作品輕思維、學校重精英輕普及。作為人工智能教育的實踐者，在探尋這些問題的癥結所在之后，從場館視域提出改進措施，在教學實踐中探索小學人工智能教育的策略。

1.現實窘境，原因探尋

（1） 學生重拼搭輕賦能

在人工智能的課堂教學實踐中發現，很多學生對搭建環節的興趣高于編程賦能環節。調查發現他們不喜歡編程的主要原因是認為編程無趣、難、無意義。究其原因，首先是課程缺乏真實有趣的驅動性問題，而使學生對人工智能課程缺乏興趣。其次是教師忽略學生能力水平的差異性，未設置分層目標，從而使教學目標超出或低于部分學生的最近發展區。以《噪聲污染檢測器》一課為例，課堂要求讓全班同學完成以下任務：隨著聲音強度的增加，噪聲污染檢測器的燈光越來越亮，當達到噪聲標準時，發出警報并旋轉。這樣統一而封閉的任務無法激發所有同學的學習興趣。

（2）教師重作品輕思維

人工智能教育除了要激發學生探索學習人工智能技術的興趣之外，重要的是培養學生的AI思維。目前很多人工智能課堂的現狀是教師的目標指向是學生的最終作品，而忽略AI思維的培養。究其原因是當前人工智能教育在大多數城市還屬于實踐初級階段，師資培養還未能到位。以廈門市的人工智能教師隊伍為例，以科學、綜合實踐教師為多，專職的人工智能教師較少。大多人工智能教師的教學采用提出任務-搭建模型-編程賦能的三階段模式，注重課堂活動線（明線），而忽視課堂思維線（暗線），學習評價也主要是看學生作品的完成度。這種指向作品的課堂，輕視了學生思維的提升，忽視了學生創造力的培養。

（3）學校重精英輕普及

目前很多學校的人工智能教育是以社團或者興趣班的形式開展，以學生競賽為抓手，未能進行普及教育。歸因分析后發現：一是有的學校并沒有認識到人工智能教育的必要性與緊迫性。二是，有的學校雖然意識到位，但是因經費、師資有限，不能全面鋪開人工智能教育。

2.問題求解，實踐探索

場館是各種與科學、藝術等教育有關的公共機構。一方面，場館承擔著公共義務，可以普及人工智能教育。另一方面，場館內真實而豐富的資源，能夠激發學生學習人工智能的興趣。利用場館資源，以多元合作進行普及，以項目化學習進行深化，從而推進人工智能教育的發展。

（1）館校融合，多元合作普及人工智能教育

針對部分學校人工智能普及教育的困境，館校融合的多元合作是破解之道。一方面，目前人工智能教育資源的開發越來越受到重視，省市級的科技館、博物館都開發了人工智能或機器人展館，同時也很欣喜的發現各種人工智能專門場館也越來越多，如青島訊飛人工智能科技館、創想機器人科技館、科沃斯機器人博物館、北京機器人博物館、國科機器人博物館、長沙機器人博物館等等。這些場館都承擔著人工智能科普的職責，學校要積極尋求與場館的合作，館校融合進行人工智能普及教育。另一方面，線上人工智能教育資源也在不斷發展，如中國科學院線上科普博覽網站、中國科協主辦的科普中國網站、中國科協青少年科技中心、中國青少年科技輔導員協會的科技輔導員在線學習中心、北京青少年科技中心學生科技網等，紛紛為教師和學生提供豐富的人工智能在線教育活動和內容。

館校融合的方式可以是學生帶著任務單走進場館，如下述的《智能機器人》課程;可以是場館培訓人員走進學校，對學生和教師進行普及人工智能教育;也可以是線上與線下的融合。

（2）資源整合，以項目化學習深化人工智能教育

項目化學習是學生在一段時間內經歷的，為解決真實驅動問題而持續探究，形成公開成果的學習。項目化學習的學習成果沒有唯一的答案，倡導學生從不同角度解決問題，能夠關注到不同層次的學生。現已研究表明項目化學習對不同類型的同學產生了積極影響。人工智能教育以項目化學習進行推進，可以讓學生在創造性的解決真實問題中，提升AI思維。整合場館資源，以項目化學習推進人工智能教育可以三方面入手：從場館中挖掘真實的驅動性問題，從場館中整合結構化的直觀體驗，從場館中延展生動的教育評價。

第一，從場館中挖掘真實的驅動性問題。

項目化學習對真實世界的關注，會讓那些對學習本來不感興趣的兒童投入學習。因此教師要學會從場館中挖掘真實的驅動性問題。

以《智能農場》為例，在去農場研學之前，人工智能教師提出驅動性問題：如何充分利用人工智能手段優化農場？同學們帶著這個問題走進農場，利用調查問卷、實地考察等方法，發現農場的問題與需求，進行智能化的改造設計。例如，有些小組發現工作人員經常要搬著東西進出雞圈，如果用手開門很不方便，所以他們設計制作了人臉識別門（模型）。有的小組通過查找資料發現音樂可以促進雞蛋和牛奶的產量，就利用藍牙音箱設計制作了智能音樂播放器，定時給雞和奶牛播放音樂。有的小組發現觸碰開關不方便，設計制作了光線感應燈，并在測試評價之后，增加定時開關功能。

在這個項目化活動中，真實的場景與問題激發了學生的內驅力，開放式的任務鼓勵了學生從自己的視角與能力出發解決問題，從而使他們在項目化學習中提升能力，收獲成長。

第二，從場館中整合結構化的直觀體驗。

根據皮亞杰的認知發展理論，小學生抽象思維的提升必須借助具體事物的支持，即對他們進行高階思維的培養是需要建立在豐富的直觀體驗上。場館中豐富的資源，可以給學生提供不同層次的互動體驗。有效利用場館資源，基于體驗式學習方式，整合出結構化的直觀體驗，讓學生在反思、實踐中創造，為AI思維的提升提供落腳點。

以《智能機器人》為例，因為學生在生活中對機器人的接觸較少，說到智能機器人，學生想到的就是像人樣子的機器人，比如銀行大廳的服務機器人，而其結構與功能的認識也比較模糊。有的人工智能教師會讓學生利用課外時間去機器人展館參觀，提升他們對機器人的認識。然而場館資源眾多，如果只是走馬觀花式地參觀體驗，學生對機器人的認識還是片面的、碎片化的。因此教師要對場館資源進行整合，利用學習單等思維工具，讓學生進行結構化的體驗與反思。

在對場館資源進行整合后，基于體驗式學習方式的機器人學習活動流程如下：1.熱身：基于經驗畫一個機器人，并小組討論“機器人”的定義。2. 活動：每組分發一個情景卡和全部的機器人卡。小組閱讀討論，根據任務情景，選擇適用于該情景的機器人。3. 第一次反思：比較并改進熱身環節中畫下的機器人。4. 參觀機器人展館，思考：機器人的用途是什么？工程師在設計一個機器人之前，需要思考哪些方面？5. 第二次反思：歸納機器人的定義。 6. 拓展應用，設計制作自己的智能機器人。7. 第三次反思：基于作品的展示評價進行反思改進。在結構化的體驗-反思活動中，學生經歷了人工智能的深度學習。

第三，從場館中延展生動的教學評價。

以評促學，以評促教，教學評價的作用不可小覷。學生基于真實情境的人工智能作品成果，也需要接受真實的評價。以《智能農場》為例，在對最終公開成果進行評價時，除了生生評價、師生評價之外，還增加了客戶評價，即增加農場人員的評價。人工智能項目化學習的成果也可以在場館中公開發表。以《智慧生活》為例，學生制作的智能家居作品或模型，可以在商場的家居館中公開展示，邀請顧客進行評價和建議。在場館中延展教學評價，為人工智能的教學評價拓展了新途徑和新空間。

3.結語

小學人工智能教學是我國深入推進人工智能教育的重要內容。實踐證明結合場館資源進行人工智能教學，是人工智能教育的一條可行路徑。館校融合，多元合作，破解了部分學校人工智能教學資源不足的問題，從而普及人工智能教育;資源整合，以項目化學習，緩解了人工智能淺層化教學的窘境，從而深化人工智能教育。

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