與學生一起學習

【中圖分類號】G434【文獻標志碼】B【論文編號】1671-7384（2025）09-068-03

問題的由來

近年來，為推進人工智能教育在中小學階段的普及和深化，我國出臺了一系列政策。從政策導向來看，培養具備自主解決問題能力，能夠適應未來的人工智能高端人才已成為人工智能教育的迫切需求。

在教學實踐中，目前的學習內容主要集中在人工智能應用體驗、一些典型的具體算法策略學習等方面；學習方法常常以講練為主。另外，調查顯示，在中小學實行人工智能普及教育面臨的一大瓶頸是師資問題[1]。有研究對某新一線城市的師資隊伍進行調研發現，自認為不了解人工智能知識的人工智能相關課程任課教師比例達 30% 。從職前培養角度分析可知，該地區人工智能課程主要由信息技術教師擔任，缺乏人工智能（師范）專業背景的教師[2]。發達地區的人工智能師資現狀如此，那么全國范圍內的人工智能教育師資配置情況由此可見一斑。受過人工智能系統知識訓練的專業教師缺乏，絕大部分情況下由普通信息科技教師擔任相關教學工作，而在這些任教人工智能課程的教師就學期間，人工智能還沒有像現在這樣的大發展，這也意味著在最近這幾年擔任中小學人工智能教學任務的教師基本上和學生處于相同的準備狀態，教師至多比學生早學“一天”。因此，這些沒有專門的人工智能專業學習經歷的人工智能課程執教教師，可以和學生一起“共同學習”人工智能，也是實踐中可以選擇的一個選項。

在2024年的下半年，筆者選用了非指導性教學理念，結合PBL教學框架，探索和學生同樣“零起點”的教師如何在現實的學習實踐中與學生一起共同成長。

設計與實踐

1.學習流程

生活中人們因“疑惑”而生“問題”，通過解決問題的過程來形成新知。這個學習過程并不僅僅是學生的學習過程，同時也是教師的學習過程。筆者綜合分析了國內外學者提出的PBL模型，梳理出在這輪實踐中師生共學的PBL學習流程，如圖1所示。

簡而言之，教師作為一個平等的學習者，參與到學生的活動中。

2.學習目標與內容

本輪探索聚焦信息技術必修一人工智能單元，圍繞“體驗計算機視覺應用”“人工智能的發展歷程”兩大主題。初步設定的學習目標是

（1）在項目實踐中感受人工智能的應用，了解人工智能技術的底層邏輯。（2）通過人工智能問題的自主解決過程，不斷尋求知識，促進問題解決能力的發展。（3）通過體驗與實踐，激發學生學習人工智能的興趣，提高信息安全意識與責任。

3.學習過程例舉

我們說師生共學，但在課堂教學中教師基本職責之一就是學習活動的組織者。心理學家羅杰斯倡導的“非指導性教學”中的“非指導”是相對于“直接的指導”而言的，并非教師不指導，而是使用間接的、非命令性的指導方式[3]，引導學生對教學內容進行深入的探索與發現[4]。

在“計算機視覺與人臉檢測初步”這個單元，師生共學活動主要體現為以下內容。

（1）在問題提出階段，學生自己尋找“機器視覺與人臉檢測”的實例，教師也貢獻出自己的經歷。基于此，生成師生可共鳴、可參與的情境作為課堂的導入點，在該情境下，學生更易產生對后續問題的思考，便于他們對問題理解、定向。

（2）基于以上生成的教學情境，教師引導學生對該主題下的學習內容發問，例如“閘機的作用是什么？”“閘機如何看到我、認識我？”之類的問題。教師隨即加入，提出“閘機會不會認錯人？”等能夠進一步引發學生好奇的問題，和學生共同探索未知。

（3）在問題定向后，學生便有了主動探索的動力。在搜集學習資源的過程中，教師同步分享自己搜集的可用信息鏈接、視頻。此外，教師還可分享自己在搜集過程中遇到的“問題資源”，和學生一起“避雷”，提醒學生要進行批判性評估資源的可用性。

（4）學生基于獲取的資源實施解決問題的方案，例如人臉識別的邏輯過程。教師作為“流動組員”加入不同的學生小組參與探討，對于暫時沒什么思路的小組，教師充當“腳手架”，和學生一起重新解讀、拆解問題，借助自然語言、流程圖等可視化方式梳理問題；對于有初步思路的小組，教師或可以扮演啟發者角色，“你為什么會想到這么做”“你們解決方案的關鍵點是什么”，從而進一步完善方案；對于有不同想法的小組，教師可作為“小白”，向學生請教“我的想法是這樣，為什么會實現不了”等問題，引導學生思考不同范圍的參數對于識別效果的影響，從而實現不同的功能…在此過程中，教師和學生共同探尋解決方案，并在交流過程中互相補充，實現方案的迭代優化。

（5）待問題解決后，師生共同進入討論環節，對問題的解決方案進行商議討論。在此環節，教師也要提供自己的平行方案，供學生參考、質疑或學習，共同討論不同方案的優缺點，提煉出合適的問題解決方案。

在某次具體實踐過程中，筆者由于演示代碼案例缺少所需要的自定義模塊，導致運行錯誤，于是便和學生一起分析出錯原因，嘗試可能的修改方案，最終找出缺少的模塊，重新導入并實現成功運行。

人工智能課程的內容復雜，會產生多個情境問題，因此，學生在決策實施解決問題后會有循環前面步驟的可能，再次遇到新的問題并對問題定向、搜集其他資源、學生再次決策實施、師生共同討論…在此過程中，教師需要有策略且無需過多的指導，促進學生在指導下主動、富有個性地學習，在一系列子問題都得到解決后，最終整合相關學習內容并進行反思。

4.教學實踐初見成效

問題解決能力不僅是人工智能教育培養目標之一，也是支持個體“學會學習和終身學習”的關鍵素養之一。因此，為檢驗該教學活動方案對學生問題解決能力以及學習效果的影響，本研究在課前、課中與課后對學生進行了測評。筆者通過兩份配對樣本非參數檢驗，研究學生在單元教學活動前后的問題解決能力是否有差異性，分析得出實驗班問題解決能力顯著性提高；在面對問題的態度、問題解決方式等方面，實驗班也呈現顯著優勢；而問題解決品質方面無顯著性差異，我們推測可能現有的學習樣式持續時間不夠長，因為思維品質的提升需要積累更多的實踐經驗、需要更多的時間以消化吸收（表1）。

表1問題解決能力前后測分析

為了探究學習活動方案對學生學習效果的影響，我們還對學生在人臉識別、機器學習和監督學習這三個知識點方面的掌握情況進行了測評，實驗班三個知識點掌握得分（22.7）高于對照班（21.56）。此外，我們對學生的學習效果自主評價得分也做了均值分析，實驗班的得分情況（8.09）高于對照班（7.45）。綜合以上維度分析，說明在教學實驗后，實驗班的人工智能單元學習效果優于對照班（表2）。

表2學習效果情況分析

體會與反思

這輪的探索實踐，非指導性理念下的師生共學主要體現在以下方面。

一是學生的自我實現。學生本身具有自我實現的潛能，教學活動不僅要服務于學生的自我發展需求，還要圍繞其自我實現展開，例如學生的自主發現與探究問題。

二是教師的參與促進。教師并非教學活動的核心，而是和學生一樣“參與”教學活動，主要任務是和學生分享學習的思路和方法。例如，在學生問題解決的過程中探討問題求解的見解與更多可能性。

三是師生的平等協同。在基于非指導性教育理論培養學生自主學習能力的過程中，保證教師支持指導與學生自主學習的平衡性是非常重要的5。教師和學生都應該在教學連續體上找到適合自己的位置，形成“合作伙伴”的關系，成為共同的學習者。例如，在學習活動中，師生保持適當的對話、增加情感交流等。

結語

本研究構建了基于非指導性教學理念的高中人工智能單元教學活動方案，并驗證了其對高中生問題解決能力與人工智能學習效果的促進作用。但由于研究條件限制，仍存在不足，需要進一步完善，包括研究對象樣本量不足、教學實驗時間較短、教學內容設計不夠完善。希望今后能夠在更充分的教學周期以及面向更廣泛的教學對象來深入探討該方案的影響。此外，教學內容可以針對問題解決能力的各個維度，做更細致的設計，以期看到更顯著的提升效果。

參考文獻

[1]郭偉秀，吳軍其，解攀科.人工智能課程教師TPACK能力發展現狀與提升策略[JI.中國教育信息化，2023，29（11）：112-120.

[2]張志新，杜慧，高露，等．發達地區中小學人工智能課程建設現狀、問題與對策：以某“新一線”城市為例探討[J].中國電化教育，2020（9）：40-49.

[3]曹樹真．論羅杰斯的師生觀[J].外國教育研究，2000，（6）： 1-6.

[4]蓋廣燕．高效能積極人格教育視域下初中生創造力培養研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2021.

[5]沈新玥.高職教育中非指導性教育理論對學生自主學習能力培養的研究[J].現代職業教育，2024（7）：161-164.

[6]郝國元.羅杰斯自由學習思想的研究[D].上海：上海師范大學，2014.

作者單位：上海師范大學教育技術系

編輯：張曉震