以人工智能课程为依托，培养学生科普实践能力

戴兵亚

摘 要：在中小学信息技术教材中加入的人工智能课程，让极具挑战性的综合科普教育活动更易落到实处，真正开辟出“学以致用、用以促学、学用相长” 的科普活动新模式，走出创新特色的综合科普教育之路。以教材中的人工智能课程为依托，能促进学生参与科普学习、探索、研究和实践，激发学生科学兴趣，提高科学素养，培养科普实践能力。

关键词：人工智能;科普教育;中小学信息技术

【中图分类号】G622.0 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2020）09-0020-01

国务院、教育部多次指示重视青少年的综合素养教育，如《中小学信息技术课程指导纲要》、《中小学综合实践活动课程指导纲要》和《新一代人工智能发展规划》等等一系列文件，都鲜明的提出了要重视学生的信息技术素养的培养、科普创新思维的培育、动手实践能力的训练和人工智能的應用等。

在中小学阶段设置人工智能课程，有利于从小加强青少年的科普实践能力和提升创新思维意识，从小培育“国之匠人”精神，实现科技兴国之理想和树立强我中华之梦。

1.提高科普意识，挖掘学生潜力

在中小学阶段加强人工智能的教育，可以让孩子们从小加强了解这种新生事物，培养一种亲近感。

（1）培养意识、提高科普

人工智能教育不是天才教育，而是提升孩子科技素质。例如，我在人工智能教学时，通过以下方法利用物联创新的机器人套件进行体验介绍：一是向学生展示资源包里机器人创作必备的零部件，让学生了解人工智能必需的硬件基础;二是演示并指导学生动手搭建机器人;三是演示并指导学生开展创意编程;四是编程完成后，测试同学们的机器人的实际功能。通过实物观察体验，让学生直观地了解机器人的工作原理和方式，从而让学生认识人工智能的实质：机器的思维是人通过编写程序给予的。

（2）提高兴趣、挖掘潜力

人工智能走进课堂，让孩子们零距离的感受和掌握人工智能的神奇，学习中能够灵活运用人工智能的科技思维，去发现问题、定义问题和解决问题，提升孩子们的知识结构和科技素质。例如，指导学生“湿地营救”项目时，其任务的背景是一只丹顶鹤在迁徙盐城湿地的过程中发生了危险，亟待营救，比赛是通过机器人模拟现实营救受伤丹顶鹤的过程。需要参赛选手制作一个由计算机程序控制的机器人，在模拟湿地环境的地图中，找到受伤的丹顶鹤，并把它带回基地。项目通过超声波、红外线、光传感器解决寻迹和躲避障碍的问题，结合所学的语言程序编写，解决转移受伤丹顶鹤等复杂问题。这些项目活动不仅能提高学生学习兴趣，还挖掘在人工智能方面的潜力。

2.树立人机协同理念、 改变思维模式

（1）树立人机协同理念

人工智能课程在树立人机协同理念时也改变着学生的思维模式。例如，每年都举办青少年机器人竞赛，是科普宣传普及的重要内容，大赛基本设有机器人综合技能、机器人创意比赛、FLL工程挑战赛、WER能力挑战赛等竞赛项目，并严格按照国赛标准进行。比赛现场，选手们紧张进行着机器人计算机编程、机械组装、现场调试等，各种各样的机器人在选手们的操控下按照不同比赛项目的规则执行着各项任务。不少项目还要求参赛选手对机器人现场组装、现场编程、现场调试，完成泊车、急救、送道具、分拣、起重等动作项目。这不仅考验机器人动作的精准度和协同能力，还锻炼了小选手们的科学思维、创新思维、动手实践能力和团队精神。

（2）改变思维模式

人工智能相关课程有可能改变学生们对数学这门“枯燥”学科的看法。如果从心智启蒙阶段就接收到 AI 的熏陶，那这帮‘新人类看待数学这颗又枯又高的树，与我们这帮老古董的视角、高度就完全不同了。他们在潜移默化中，见证也参与了数学与算法奇妙的交融，并且他们与生活的结合是如此亲密，看得见摸得着。可以说，AI 提升了他们对数学和科学的认知，从而可以展望，以数学为基础的现代科学教育有望实现质的飞跃。

人工智能课程，主要是能让中小学生们对“算法”等技术有一个概念，为未来更加深入学习相关知识奠定基础，让中小学生对人工智能课程有一个直观的了解，等到进入大学之后，学习大学物理、高等数学等方面的精深的知识的时候就能相互促进，水到渠成。

3.撷科技之灵，育创新之才

以人工智能课程为依托，培养学生科普实践能力，学生在自己的创意下动手将其转化为独具特色的作品，从而不断提升我国未来人才的原创精神和原创能力，增强学生未来竞争力。人工智能将在未来不断向教育领域赋能，激发国内人工智能教育的全新升级，带动中国整个人工智能产业体系内人才实力的集聚和释放，人工智能教育必将帮助孩子们在未来拥有更强的竞争力。

中小学信息技术教材中的人工智能、3D 打印、AR（VR）虚拟现实技术等新技术已全面融入到人们工作和生活中，使人们的学习和思维方式也发生了巨大转变，以人工智能课程为依托，培养学生科普实践能力是一次教学改革的尝试。教师应该在信息技术课堂中深入摸索，让信息技术课堂变得生动、活泼，从而让学生能够在愉悦的学习氛围中不断的探索科学知识，培养科学实践的精神，最终使得学生个人科学素养、信息技术能力专业素养均得到较好的提升。

参考文献

[1]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知，2017

[2]盐科协〔2019〕12号 关于举办第三届盐城市青少年机器人竞赛活动的通知，2019

[3]赵玉鹏 ，刘则渊.情感 、机器 、认知—斯洛曼的人工智能哲学思想探析[J].自然辩证法通讯，2009（02）：94-98

[4]杨状元 ，林建中.人工智能的现状及今后发展趋势展望[J].科技信息，2009（04）：524-525

[5]倪晨旭.浅谈人工智能未来发展趋势[J].科技创新与应用，2016（23）：70