基于“體驗學(xué)習(xí)圈”的小學(xué)人工智能教學(xué)實踐

王莉莉

摘要：作者在小學(xué)人工智能教學(xué)實踐中，以信息核心素養(yǎng)為目標，在“體驗學(xué)習(xí)圈”理論的基礎(chǔ)上，以《智能臺燈》為例，設(shè)計了四個層層遞進、螺旋上升的“人工智能學(xué)習(xí)圈”，實現(xiàn)了“體驗—思考—實踐—創(chuàng)新”的轉(zhuǎn)變過程，同時提出了“人工智能體驗學(xué)習(xí)圈”的框架，以期為更好地開展人工智能教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：體驗學(xué)習(xí)圈;人工智能教學(xué);核心素養(yǎng)

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）02-0030-03

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》和《教育信息化2.0行動計劃》等文件的相繼出臺，為我國人工智能教育的發(fā)展提供了新機遇，同時也對人工智能教學(xué)提出了更多挑戰(zhàn)。人工智能課程具有探究性、實踐性、綜合性的特點，注重學(xué)生親身參與、小組合作與分享。而“體驗學(xué)習(xí)圈”注重學(xué)習(xí)體驗的過程，強調(diào)從具體到抽象的思維方式。人工智能教育與體驗學(xué)習(xí)理念十分吻合，基于此，筆者把“體驗學(xué)習(xí)圈”運用到小學(xué)人工智能教學(xué)實踐中，設(shè)計了“人工智能學(xué)習(xí)圈”，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的情境，引導(dǎo)學(xué)生通過具體體驗來發(fā)現(xiàn)問題、探究交流、提出合適的問題解決方案、解決問題并歸納總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上，基于新的情境展開新一輪的體驗學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，降低人工智能教學(xué)的難度，更好地開展人工智能教學(xué)實踐。

● “體驗學(xué)習(xí)圈”簡介

美國社會心理學(xué)家、教育家大衛(wèi)·庫伯教授在杜威的經(jīng)驗中心學(xué)習(xí)模式和皮亞杰的學(xué)習(xí)認知發(fā)展模式基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了“體驗學(xué)習(xí)圈”的理論（如圖1）。這是一種注重學(xué)生實踐和體驗的學(xué)習(xí)模式，能夠引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)并親身實踐。他認為，學(xué)習(xí)是一個不斷螺旋上升的過程，包括具體體驗、反思觀察、抽象概括、行動應(yīng)用四個緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)，形成了“知識學(xué)習(xí)—知識建構(gòu)—知識應(yīng)用”的循環(huán)體系。

具體體驗即感知，是指學(xué)生在具體情境體驗中獲得的直接經(jīng)驗，是整個學(xué)習(xí)過程的基礎(chǔ)。反思觀察是指對具體的體驗所獲得的直接經(jīng)驗加以思考、分析，提出問題的過程，為概念和規(guī)律的領(lǐng)悟和內(nèi)化打好基礎(chǔ)。抽象概括即領(lǐng)悟，是指對直接經(jīng)驗進行分析和論證，繼而歸納總結(jié)、抽象出概念和理論，或者對問題進行思考，得出結(jié)論。行動應(yīng)用是指把已經(jīng)建構(gòu)的觀念應(yīng)用到新的環(huán)境中，實現(xiàn)應(yīng)用遷移的過程。若與新應(yīng)用情境發(fā)生沖突，將開啟下一輪的體驗學(xué)習(xí)，實現(xiàn)螺旋上升。

根據(jù)體驗方式的不同，可將其分為問題驅(qū)動、案例驅(qū)動和項目驅(qū)動。問題驅(qū)動是指運用一個個與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)、層層推進的問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)精神。案例驅(qū)動是指通過案例的分析解決過程，引導(dǎo)學(xué)生探究交流，從而培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和遷移創(chuàng)新能力。項目驅(qū)動是以項目為主線，以循序漸進的方式引導(dǎo)學(xué)生探究實踐，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力和探索創(chuàng)新能力。

● “體驗學(xué)習(xí)圈”在小學(xué)人工智能教學(xué)中的實踐

1.基于“人工智能體驗學(xué)習(xí)圈”的學(xué)習(xí)模式

目前，在中小學(xué)開展的人工智能教育存在側(cè)重基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，缺乏體驗實踐和應(yīng)用創(chuàng)新的問題，人工智能教育并不只是讓學(xué)生學(xué)會使用人工智能等設(shè)備或知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展和適應(yīng)未來社會的必備品格和關(guān)鍵能力（核心素養(yǎng)）。而“體驗學(xué)習(xí)圈”注重體驗和從具體到抽象的學(xué)習(xí)方式，契合小學(xué)階段學(xué)生思維的發(fā)展特點，能很好地促進學(xué)生自主體驗、探究、合作的深度學(xué)習(xí)。

基于對庫伯“體驗學(xué)習(xí)圈”的分析，結(jié)合人工智能教學(xué)實踐，以培養(yǎng)學(xué)生信息核心素養(yǎng)（信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任）為目標，筆者設(shè)計了“人工智能學(xué)習(xí)圈”的框架（如圖2）。第一個環(huán)節(jié)是情境體驗。創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的情境，激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，關(guān)注人工智能的各種問題（信息社會責(zé)任），注重學(xué)生的主體感受，培養(yǎng)學(xué)生對信息的敏感度（信息意識）。第二個環(huán)節(jié)是探究交流。以問題驅(qū)動或案例驅(qū)動，讓學(xué)生以小組為單位，通過共享信息、交流看法（信息意識）、界定問題，形成問題解決的方案（計算思維）。第三個環(huán)節(jié)是抽象概括。綜合各種信息資源，抽象特征，建立結(jié)構(gòu)模型，進行知識內(nèi)化（計算思維）。最后一個環(huán)節(jié)是應(yīng)用拓展。在掌握人工智能相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新創(chuàng)造（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新），總結(jié)解決問題的方法，并應(yīng)用遷移到與之相關(guān)的問題解決中（計算思維）。

2.基于“人工智能體驗學(xué)習(xí)圈”的小學(xué)人工智能教學(xué)實踐

《智能臺燈》是華東師范大學(xué)出版社出版的《AI上智慧生活》叢書中的主題三的課程內(nèi)容，其主要的知識和技能目標是：通過設(shè)計制作智能臺燈，了解聲音傳感器的特性和LED燈的工作原理，掌握程序中條件判斷的程序編寫。在本課教學(xué)中，筆者設(shè)計了四個層層遞進、螺旋上升的“人工智能學(xué)習(xí)圈”（如上頁表），為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了探究智能燈的真實情境，通過螺旋上升的“人工智能學(xué)習(xí)圈”，引導(dǎo)學(xué)生在真實體驗中學(xué)習(xí)，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，概括出智能聲控?zé)舻慕Y(jié)構(gòu)，歸納出條件判斷語句的使用場景和方法，應(yīng)用所學(xué)編程知識，并根據(jù)響度，為智能聲控?zé)粼O(shè)置不同燈光效果，實現(xiàn)“體驗—思考—實踐—創(chuàng)新”的轉(zhuǎn)變過程。

● “人工智能體驗圈”的教學(xué)思考

①在小學(xué)人工智能教學(xué)實踐中，要把培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)作為一條暗線貫穿其中，人工智能教學(xué)的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，使其具備適應(yīng)未來發(fā)展、終身發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

②在小學(xué)人工智能教學(xué)實踐中，要充分把握“體驗學(xué)習(xí)圈”理論的深刻內(nèi)涵。首先，“體驗學(xué)習(xí)圈”注重體驗，更強調(diào)學(xué)習(xí)的過程。其次，“體驗學(xué)習(xí)圈”理論強調(diào)處理好直接經(jīng)驗與間接經(jīng)驗的關(guān)系，把握好度，不能讓學(xué)生只學(xué)知識，也不能讓學(xué)生只是單純地觀察。

③在小學(xué)人工智能教學(xué)實踐中，經(jīng)常應(yīng)用問題驅(qū)動方式和案例驅(qū)動方式。也可以嘗試以項目為主線，歸類匯總相關(guān)的人工智能教學(xué)內(nèi)容，運用循序漸進的方式引導(dǎo)學(xué)生進行綜合性的探究實踐，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻：

[1]陳小玲，吳剛.基于“體驗學(xué)習(xí)圈”理論的高中地理實踐活動設(shè)計[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2021（12）：24-25.

[2]王曄，劉翠，莊啟亞.基于“體驗學(xué)習(xí)圈”的化學(xué)微視頻學(xué)習(xí)[J].中學(xué)教學(xué)參考，2015（32）：75-76.

[3]馬行空，王勇軍，趙文濤，等.基于學(xué)習(xí)圈理論的五步遞進教學(xué)方法設(shè)計[J].計算機教育，2017（08）：92-95.

本文系福建省教育科學(xué)規(guī)劃2020年度課題“基于Scratch+的小學(xué)創(chuàng)客校本課程的開發(fā)與研究”（課題編號：FJJKXB20-482）階段性研究成果。