引入人工智能教育培养创新思维能力

宓西广 吴玉柱

习近平指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。爱因斯坦说：“要是没有独立思考和独立判断的有创造能力的个人，社会的向上发展就不可能想象。”创造性思维是解决创造问题的活动中进行的一种内部心理活动，是智慧活动中最复杂最高级的心理现象，是促进人工智能发展的关键一环。

学校作为教书育人的专门场所，必须跟上社会发展的步伐，积极学习教育新理念，大力应用教育新技术，全面提高教育质量，积极培养具有创新意识和实践能力的新型社会主义人才。随着人工智能在教育领域应用日益广泛，人工智能必将引发教育模式、教学方式、教学内容、评价方式、教育治理、教师队伍等一系列的变革和创新，助力教育流程重组与再造，推动教育生态的演化，促进教育公平、提高教育质量。习近平强调，中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。

在近年的教育教学中，本人大力引入人工智能教育，积极培养创新思维能力，多方位、多渠道融入人工智能教育因素，获得了一点点经验。

一、充分运用教室多媒体、创设课堂教学情境，培养创新思维能力

优良的课堂教学情境能引发学生强烈的好奇心和求知欲，有助于学生思维能力的提高和创造力的形成。而创设有助于思维的情境就必须倡导质疑。爱因斯坦说过：“提出问题往往比解决一个问题更重要”。爱因斯坦对牛顿定理产生怀疑建立了狭义相对论。由此可见“以科学批判力为根据的质疑精神，是科学发展的必要前提，也是我们培养人才的最可贵的思维品质”。因此教师在课堂教学过程中，一定要有意识地运用人工智能技术，创设多维度课堂教学情境，诱发学生发现疑难，提出问题，鼓励学生有目的的设问，创造性地解疑，逐步培养和发展学生的创新思维能力。

创设课堂教学情境时，还可以先通过举例加以证明，因为通过事例分析所得出的结论能够使学生的思维得到更好地锻炼，达到预定的效果。 教师在创设课堂教学情境，培养学生思维能力时，要做到有的放矢，充分注意以下问题：（1）举例要适当，要配合教材，有针对性，不可离题千里。（2） 举例应尽量生动、形象，要新颖、奇特，富有启发性。（3） 对材料分析要全面、透彻，不可蜻蜓点水。只有注意这些问题，我们在创设课堂教学情境时才会事半功倍，不至于徒劳无益，枉费心机。

二、结合信息技术教学，普及人工智能教育，训练逆向思维能力

任何教育都要围绕学生进行，人工智能教育同样如此。学校要以现行信息技術教材为基础，在开好、上好信息技术课程的同时，普及人工智能基础及编程、3D创意设计等教育，开设开源硬件应用、机器人搭建、物联网等人工智能新技术课程。结合信息技术课程要求，在五年级全面开展普及型编程教育，普及人工智能基础及编程，并初步接触开源硬件应用;在六年级开展3D创意设计和物联网应用等人工智能新技术课程。同时，为加快普及型编程教育的开展，突出编程教育在人工智能教育中的核心作用，在小学三、四年级成立计算机编程社团，为下一步在三、四年级普及智能编程教育奠定基础。

在进行智能编程教育过程中，可以适当进行逆向思维训练。所谓逆向思维就是反过来想，它能进一步激发学生的学习兴趣，启发学生积极思考，变被动接受为主动探索，对学生思维心理是一个很好的训练，可以开拓学生视野，促进学生大胆创新。

三、形成特色课程资源、营造愉悦课堂氛围，活跃学生创新思维

STEAM 教育框架将富有创造性的学习过程作为教育核心，以学科整合的方式将科学、技术、工程、数学和艺术五门学科联系起来，强调了知识与现实世界的相互联系，鼓励学生自己动手去探索。学校要积极开展各种形式的人工智能教研活动，积极参与人工智能课程资源开发和课程研究，制作符合本校特色地、多学科融合地校本课程，并在各学段开展多学科融合的课程教学工作与展示活动。同时借助云存储、云服务等技术，充分聚合学校资源，建设具有本校特色的网上平台，提供适合本校学情的优秀资源，为人工智能教育服务。

四、搭建智能教育平台，强化学生发散思维，提高学生思维技巧

人工智能教育的开展要积极搭建人工智能教育展示和竞赛活动，真正实现普及、普惠、共享，促进学生互动交流，扩大学生受益群体，不断提高创新创造能力。解决问题是一切学科都不可缺少的重要环节，只有不断地通过解决问题的训练，才可以使所学知识得以巩固和强化。有些学科，还可以进行一题多变或多题归一的方式，对知识进行深化训练，提高学生分析问题和解答技巧的能力，提高思维的灵活性、变通性和创新性。一题多变是培养学生发散思维和思维灵活的有效方法，在一个知识点的基础上，改变问法、改变材料或改变因果关系，使之变为更多的有价值的有新意的问题，可以使更多的知识得到应用，从而获得一题多解的效果，使学生的创造性思维能力随着问题的不断变换而得以提高，有效地促进了学生的思维活动。多题归一则是培养学生聚合思维的有效方式。在许多问题和试题当中，进行分类分析，抓住问题的共同特征，掌握解答相同试题的规律，做到弄通一题则解答一片的效果，从而摆脱了“应试教育”中题海的束缚，使学生的聚合思维得到了良好的培养与训练。

人工智能教育进入课堂教学，我们必须为学生构建深入浅出的知识体系，创设融科学性、先进性及趣味性于一体的课堂教学模式，让学生在充满快乐、好奇的环境中进行学习，通过解决实际问题的过程中学习编程、学会算法，培养他们的创新思维与动手实践能力。

总之，人工智能时代需要丰富的想象力和创造力的人才，我们必须紧跟时代的步伐，在教育中多给学生以广阔的驰骋想象的思维空间，引导学生养成创新的思维习惯，努力使他们成为开拓创新，善于思考的新时代人才。