小學人工智能校本課程探索

朱艷萍

【摘要】近年來，在國家政策的推動下，人工智能逐漸進入中小學課堂。對小學生來說，人臉識別是熟悉又陌生的存在，他們對于人臉識別的原理和應用并不熟悉。基于此，中山市開發區第五小學開發并實施了校本課程《探秘人臉識別——圖像識別技術基礎入門課程》，希望對小學人工智能教育的普及能夠提供一定的參考價值。

【關鍵詞】人工智能;圖像識別;人臉識別;圖形化編程;認知AI

作為引領未來的戰略性新興技術，人工智能正在影響著社會的方方面面，也將改變我們的生產生活方式。2017年7月，國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》明確指出我國應該實施全民智能教育項目，在中小學階段開設人工智能相關課程。2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，強調要完善課程方案和課程標準，充實適應信息時代、智能時代發展需要的人工智能和編程課內容。人工智能是什么？人工智能課程應該如何開展？課程目標應該如何確定？如何開發適合本校學生學情的人工智能校本課程？基于以上問題，學校進行了小學人工智能校本課程研究與探索，開發了圖像識別技術基礎入門課程，課程實施效果良好。

一、課程內容的選擇

本課程面向小學五年級的學生，他們對于圖形化編程學習熱情高，思維活躍，動手能力較強，能夠跟隨教師的引導進行自主探究和自主建構，形成良好的學習氛圍。立足學情，本課程以“探秘人臉識別”為課程主線，借助源碼編輯器Kitten中的拓展積木“認知AI”模塊，設計了基于圖形化編程的圖像識別基礎入門課程，將小學人工智能教育和編程教育進行深度融合。如下表。

二、課程目標的確定

通過該課程的學習，學生能夠了解圖像識別技術的基本原理、圖像識別技術在生活中的應用。學生通過程序設計思路分析，學會分析程序，探究圖形化編程學習的方法和過程，逐步養成計算思維;學生在學習和體驗中感受科學技術的發展給生活帶來的便利，學會辯證看待圖像識別技術，形成信息社會責任和信息意識。

三、課程設計思路和教學方法、教學模式的選擇

以“探秘人臉識別”為主線，創設“人工智能研究所的夏博士進校園，帶領學生一起“在源碼世界中探究人工智能技術”的故事情境。課程以開源、開放、合作、分享為核心思想，踐行“以學生為主體”的教學理念，注重學生體驗、思考分析與編程思維的培養，聚焦學生計算思維、信息意識、信息社會責任、數字化學習與創新能力等核心素養的養成，滲透信息技術學科核心素養。

將教學任務與生活實際相結合，采用問題中心法、任務驅動法、現場體驗法、自主探究法、小組研討法等教學方法。

根據學生特點，結合課程內容，把傳統的“教學-練習”教學模式改為“源碼啟航→源碼解密→源碼學堂→源碼展示→源碼總結→知識窗”。

四、課程實施案例分析

在實施過程中，利用“形色識花”“九歌寫詩”等圖像識別技術，引領學生在應用與探索中了解圖像識別技術，從而認識人工智能，感受人工智能的魅力。本文以第四課時“人臉識別大挑戰”為例進行課例分析。第一，源碼啟航，生活中的人臉識別。通過“刷臉支付”“刷臉時代”等詞語開啟課堂，進而播放本校師生刷臉進出校門的視頻，從學生的興趣出發，聯系生活，調動學生的積極性，學生在情境中主動、積極地接受任務。第二，源碼解密，直觀感受人臉識別。以言激趣，在程序作品中上傳人臉照片，直觀呈現人物照片被識別出性別、眼鏡佩戴情況、情緒等情況的過程，學生直觀感受人臉識別。第三，源碼學堂，體驗人臉識別技術。此環節是夏博士的源碼學堂時間，以任務驅動的方式依次拋出“判斷人物性別（重點）、簡化‘判斷人物性別’腳本（難點）、人臉識別大挑戰”等任務，提供微課和導學單，學生通過自主探究、小組合作等方式完成程序腳本搭建。第四，源碼展示，演示人臉識別技術。借助點貓編程平臺，師生一人一賬號登錄平臺，教師在平臺中選取學生作品進行展示和評價，創造良好的師生、生生交互平臺。第五，源碼總結，說說人臉識別技術。引導學生進行課堂總結，加深學生對程序設計的理解，提高學生的成就感和語言表達能力。第六，知識窗，辯證看待人臉識別。總結升華，通過新聞視頻學習人臉識別的便利性和安全隱患性。

五、課程實施成效及反思

第一，多角度感受人工智能。本課程通過多種技術手段，讓學生在課堂上就能體驗到人工智能技術。比如，體驗“拍照識花”小程序，教師借助希沃授課助手，使用手機投屏，將拍照識花的過程展示出來。第二，作品分享及評價方式多樣。本課程利用點貓編程平臺進行教學，教師可以直接點評學生作品，學生能自評，同學之間可以互評。此外，師生可通過鏈接或二維碼的方式分享作品，分享形式方便而快捷，有效實現資源共享，點燃學生的創作熱情。第三，升華主題，立德樹人。在課程最后，點明人臉識別在現實生活中存在的安全問題，是對學生的信息意識和信息社會責任潛移默化的培養，引導學生思考圖像識別技術的兩面性，提高了學生的信息素養。同時，這也是技術性與人文性的統一，體現了立德樹人的育人目標。第四，人工智能教育和編程教育深度融合。在教育信息化2.0的大背景下，本課程將人工智能和編程教育進行深度融合，讓人工智能技術中的“人臉識別”進入了小學信息技術課堂。

小學人工智能校本課程的研究，需要教師積極探索，不斷實踐，積極創新教學模式。讓我們共同期待小學人工智能課堂普及化，使越來越多的學生在課堂中了解到人工智能技術。

參考文獻：

[1] 國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知（國發〔2017〕35號）[Z] .2017-7-8.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm

[2] 教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知（教技〔2018〕6號）[Z] .2018-4-18.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html