基于深度學習的小學人工智能教學策略探究

湖北省武漢市華中科技大學附屬小學 舒 翼

隨著科學技術的發展，人才作為推動社會進步的重要動力，將人工智能課程納入基礎教育體系是我國教育界提高人才培養質量的巨大創新，也是應對時代挑戰的重要對策，而深度學習作為鍛煉學生綜合能力的重要途徑，在深度學習視角下開展小學人工智能教學，對于提高人工智能課程的教學實效性具有重要意義。

一、什么是深度學習

與深度學習相關的大量研究往往都集中在計算機科學和學習科學這兩個領域，關于深度學習的概念最早是在20世紀50年代左右提出，而在深度學習理論被明確提出之前，美國已經有多位教育心理學家提出和完善了教育目標分類理論，這也為深度學習概念的推出打下了基礎。在國外學者對深度學習的實驗研究中發現，學習大致分成兩種形式，一種是深度學習，具體表現為能主動與知識進行聯系，并對當前所學知識進行更加深入的思考，另一種是淺層學習，是指只能進行機械的記憶和理解教師講解的知識，在反思與實踐運用方面較為缺乏，后續學者又從認知和元認知的視角出發，對深度學習的內涵進行拓展，認為深度學習不但指內容與觀點之間的聯系，還把學習者對學習過程的自我反思和自我檢測收入深度學習中。國內對深度學習的研究起步較晚，最早由黎加厚學者率先提出了深度學習的本土化定義，后續學者又在前人的研究基礎之上，對深度學習和淺層學習的區別進行了詳細區分。總結來看，國內對深度學習更強調在認知、思維、動作、情感這四個方面的發展。

二、影響小學人工智能教學深度學習的因素分析

深度學習以三元交互決定理論、建構主義理論等為基礎。三元交互決定理論認為，能影響個體行為的并非某個單獨的環境或個體因素，而是行為、個體和環境三者交互影響導致的，個體只有處在某種特定的社會環境中才能產生相應的行為。在三元交互決定理論中，并不強調某個單獨因素的重要性，而是認為環境、個體和行為三者缺一不可，學習作為社會生活中最基礎同時又是最不可或缺的一種行為，必然是受到個體和環境的雙重影響，而同時環境又能影響個體的行為和意識。因此本節主要從三元交互決定論出發，對深度學習的影響因素進行分析。

（一）個體因素

在個體因素中最為重要的影響因素分別是學習動機、知識基礎、學習能力和自我效能感。其中，學習動機是指學生以什么目的為導向開展學習，這里又具體分為內部動機和外部動機，內部動機是學生為了滿足個人的需要而開展學習，外部動機是指學生在追求學習以外的因素影響下開展學習，在這兩者中內部動機強的學生在深度學習上的表現更好。知識基礎是指學生在學習本課程內容前就已經完成的知識積累，知識基礎更好的學生無疑在學習活動中的表現也更好，也更容易達到深度學習。學習能力是指學生在進行學習活動時具備的行為能力，鍛煉學生的學習能力既是深度學習的目標也是影響深度學習的重要因素，以小學人工智能課程為例，該課程的學習能力包括信息整合能力、問題探究能力、自主學習能力和合作學習能力等。最后自我效能感是指個體對于自己完成某項任務的推測或判斷，當學生認為自己能完成某項學習任務時，就會產生較強的自我效能感，自我效能感對深度學習的影響十分顯著，自我效能感強的學生無疑更能實現深度學習。

（二）環境因素

在環境因素中包括教師的教學方法和學校的學習氛圍以及同伴之間的合作學習模式等，其中教師的教學方法直接影響了學生對課堂教學知識的理解程度，并且教師的教學風格是否與學生相匹配，也決定著學生能否融入這門課程的學習中，因此，教師在很大程度上決定了學生能否實現深度學習。學校的學習氛圍是指教學環境能否對學生的學習活動產生促進作用，因為良好的教學環境能影響學生在學習活動中的情感態度，從而進一步影響學生的行為活動，在深度學習中學校氛圍也是不可或缺的重要因素。最后，同伴之間的合作學習模式則是指學生能否在與他人的合作學習中實現取長補短、相互鼓勵，由于深度學習對學生的自主學習能力和合作學習能力具有一定的考驗，僅僅依靠學生自己難以實現深度學習，因此科學的小組合作學習能實現學習的事半功倍，也能幫助學生反思自己在學習活動中的不足，鍛煉學生的交流溝通能力等。

三、促進小學人工智能教學深度學習的策略

（一）注重教學趣味性提高學生學習動機

人工智能雖然因其科技化、便捷化等特點受到學生的廣泛喜愛，但是在課程內容上，由于專業性較強，一些知識點理解起來較為抽象，難以引起學生的學習興趣，而通過前文分析我們已經知道，影響深度學習的關鍵因素之一就是學生的學習動機，因此在小學人工智能教學過程中，教師要能結合學生的年齡特點和興趣愛好，對教學內容和教學方式進行創新改革，教師可以結合現階段學生的認知發展情況，引入生活實例，或者創設與生活實際相關的教學情境，設計形式多樣的教學活動，以此增添課堂教學的趣味性，從而在主觀層面上激發學生的學習興趣，促進學生內部學習動機的提升。比如，在教學前，教師可以先引入經典科幻電影中關于人工智能的電影片段，以此快速吸引學生的注意力，幫助學生從課間休息的散漫狀態轉變為課堂學習狀態，或者以視頻的形式向學生展示在我們當下的生活中，人工智能在哪些方面得到了應用，以此拉近學生與人工智能之間的距離，從而有效激發學生對人工智能的學習熱情，為深度學習做好鋪墊。

（二）促進人工智能與其他學科的融合

通過分析前人對深度學習影響因素的研究結果發現，在小學人工智能課程中，對深度學習影響最大的因素就是學生的知識基礎，因此注重對學生基礎的積累能有效實現深度學習的目標。在小學人工智能課程中，其知識基礎包括程序設計和硬件知識這兩大方面，因此，教師在教學過程中，要對知識講解的流程和時間分配做好規劃，留給基礎知識講解足夠多的時間，確保學生在徹底理解基礎知識后再進行更深層次的拓展，不要擔心過多的基礎知識講解會影響課堂教學節奏，基礎的積累就是一個量變的過程，在積累到一定程度后自然而然就會發生質變，也就代表著學生的學習開始深入。同時在課后任務的布置中，教師也要把基礎知識的鞏固作為首要目標，通過課后任務的設計，加強學生在基礎知識方面的積累和轉化，從而確保學生在基礎知識方面的積累有助于深度學習的開展。另外，人工智能課程在知識點的覆蓋范圍上十分廣泛，涉及的領域較多，課程綜合性較強，因此在整個課程體系的規劃中，教師也要避免人工智能課程的“孤軍奮戰”，而是應當積極融合其他各個學科，實現跨學科的交叉教學，并且其他學科相較于人工智能課程而言，已經有了較長時間的積累，學生的知識儲備已經較為完善，因此交叉教學的開展也有利于對學生在人工智能課程中的學習深化。

（三）強化開放性任務鍛煉學生學習能力

鍛煉學生的思維能力和探究能力也是開展深度學習的重要途徑，并且在小學人工智能課程的教學實踐中，往往綜合學習能力更強的學生更容易實現深度學習，因此在人工智能課堂上，教師要及時轉變傳統的教學方法，將學生視為課堂教學主體，以學生對知識點的自主探究取代教師的傳統講解，從而培養學生在學習活動中的主人翁意識。而在這個過程中，教師要適時對學生給予引導和幫助，不要包攬對學生探究過程的指引，避免過多干預學生的學習活動，而是要在學生的探究方向出現錯誤或探究遇到困難時再及時進行疏導，避免學生自信心受到打擊的同時，也有效鍛煉了學生對知識點的自主探究能力。對此，教師可以將項目式的教學方法引入人工智能課堂教學上，把項目任務作為知識載體，將知識蘊藏在項目中，同時為學生設計開放性的教學任務，促使學生在對項目任務的探索中挖掘和總結知識，以此提高學生在人工智能課堂上的參與感。

（四）借助賞識鼓勵教育提高學生自我效能感

人工智能課程作為近幾年新加入小學課程體系的一門學科，對于小學階段的學生而言，感到新奇的同時也有一定的學習難度，而在教育心理學中曾提到，在面對一項新的任務或挑戰時，學生在自我效能感上的表現往往在很大程度上決定著學生在處理這項任務或面對這項挑戰時能否取得成功。在人工智能課程教學中也同樣如此，自我效能感的提升，不僅能提高學生的學習效率，也是開展深度學習的重要推動力，因此，教師在教學中要注重對賞識鼓勵的應用，由于每個學生的獨特性導致學生在性格方面往往千差萬別，因此在學習過程中，學生在行為和情感上的變化也會以多樣化的形式呈現。這就要求教師必須密切關注學生在每一階段中的行為變化和情感波動，對于學生的每一個舉動盡量都作出回應，尤其對于那些學習能力較弱的學生，教師要給予充分的鼓勵和肯定，以此增添學生的自信心，進而提高學習自我效能感，對于那些學習能力較強，甚至能超額完成任務的學生，教師在給予鼓勵的同時也要注重鼓勵的尺度，避免過多的鼓勵使學生陷入驕躁、自滿的狀態中，應當以張弛有度的鼓勵方式確保學生的自信心維持在健康的范圍內，以此確保深度學習的開展。

（五）加強個性化指導營造良好的師生關系

以往研究結果顯示，教師的支持對小學生在學習人工智能課程時有著重要的影響，正如皮格馬利翁效應，教師對學生的積極期望能促使學生實現積極的發展，也就是說，教師的期望與學生的發展存在正相關，因此，教師在教學過程中應當明確地表達出自己對學生的積極期望，在布置任務的同時也要輔以積極的期望，以此鞭策學生專注于學習活動中，而在學生表現不佳或者學習過程中遭遇挫折時，教師也要以積極的期望化解學生的負面情緒，比如，當學生在學習過程中出現焦躁心理或厭學心理時，教師要更多以“我覺得這并不是你真實的能力”或“你現在表現出來的和你真實的能力相差甚遠”等話語，激發學生的內在動機，從而促使學生自發以更加積極的態度投入學習中去。

（六）科學分配小組成員發揮同伴積極影響

同伴支持系統是影響學生積極發展的重要因素，在生態系統理論中也提到，同伴的影響在個體的成長發展中發揮著至關重要的作用，在小學人工智能課程的教學中也同樣如此。深度學習的一個重要因素就是學生間的團隊合作，合理的分配小組成員對學生的學習活動能起到事半功倍的作用，因此，在小組成員分配中，教師要注重科學性和合理性，不僅要充分尊重學生的個人意愿，從學生的主觀意向出發分配組員。同時，還要確保每個小組在成績上的平均性，即每個小組都要包含各個層次的學生，并在教師的指導下實現學習能力較強的學生帶動學習能力較差的學生，以此確保學生的共同成長，教師還要在任務分配中引導學生發現彼此間的優勢和劣勢，鼓勵學生在人工智能的學習過程中實現取長補短。另外，教師還要確保每個小組中都有兩個以上學習熱情較高、組織能力較強的學生，以此確保小組內的學習氛圍濃厚，發揮小組合作學習的價值，實現深度學習。

四、結語

綜上所述，雖然人工智能課程被作為基礎教育課程開展教學的時間較晚，但是在時代變化的背景下，人工智能課程的建設刻不容緩，深度學習作為鍛煉學生綜合運用能力、提高學生學科素養的重要途徑，對于小學人工智能教學而言，深度學習是對教師的挑戰，又是對人工智能課程建設的推動，因此作為教師，我們要認識到人工智能課程建設的急迫性和深度學習的重要意義，在教學實踐中積極探索兩者的結合途徑，為打造更加高效的小學人工智能教學體系作出自己的貢獻。