基于ITtools的人工智能微项目学习流程设计——以“智能语音灯”项目为例

卢传奇 福建省福州教育研究院

ITtools是一个将学生、教师、课堂教学等多种模块集于一体的免费、开源的数字化学习平台，它面向信息技术教学，有三十多项独立的模块，并具备七大功能（资源呈现、课堂检测、提交展示、多元评价、协作学习、互助交流、监控记录）。利用ITtools平台，教师们能够较好地设计与开展基于微项目的教学，且有利于学生积极主动地参与课堂。基于ITtools的人工智能微项目学习流程，体现了项目式学习的特点，但又略有不同，笔者认为，微项目学习是项目式学习的微型化，相对于项目式学习而言，其开展项目学习的主题项目相对小型，因此微项目可在若干个课时的微周期内完成。笔者基于ITtools平台的功能，结合人工智能微项目，以课时为单位，设计了如图1所示的五个基本流程，下面以“智能语音灯”项目为例进行说明。

● 项目导入

在项目导入环节，学生需知道微项目的背景情境，并通过驱动性问题自觉主动参与到微项目学习当中。基于ITtools提供的页面功能，教师可将“智能语音灯”微项目的背景情境及驱动性问题，以文字、图片、视频等方式进行呈现，便于学生开启微项目学习。

图1 人工智能微项目学习流程

1.背景情境设计

背景情境的设计，需结合微项目主题及学生所在的学段进行创设，并注重真实性。在“智能语音灯”项目中，结合七年级学生的特点，笔者创设了如下的情境：同学们，当冬天在家时，因为忘记关闭客厅的灯光，你是不是特别不愿意从温暖的被窝里爬起来，然后再到客厅里去把灯关了呢？此外，每当离家前，你是否需要走遍家中所有的房间，去检查是否忘记关闭电源呢？

2.驱动性问题的设计

在背景情境下，通过设置相应的驱动性问题，引发学生探究微项目的好奇心，并让其主动参与到微项目学习中。在“智能语音灯”项目中，结合人工智能主题，可设计如下驱动性问题：小小的灯光，能够智能控制吗？如果用人工智能技术，要如何解决呢?

● 项目分析

项目分析，需要学生能针对项目本身进行分析。基于ITtools提供的页面功能，教师可以“活动+任务”的呈现方式，设计一定的思维支架，让学生在参与活动中明确在项目初期，要做什么，怎么做，以达到最终的目的。

1.活动与任务设计

活动与任务的设计，要能指引学生针对项目本身进行分析，并关注学生在参与微项目学习活动中的思维变化过程。教师通过设计系列有针对性的活动与任务，能让学生进一步明确项目学习的下一阶段、要做什么及为什么要这么做。在“智能语音灯”项目中，笔者设计了如下的活动与任务。

活动：人工智能“魔法”灯的分析与设计。在现实情境中，我们所看到的和使用的绝大多数灯是通过开关进行控制的普通灯，要将普通灯“变身”为智能灯，就要让普通灯拥有一些魔法。

任务一：魔法灯的分析设计。结合人工智能的（看、说，动、想、听）魔法功能，设计你认为可实现的人工智能灯的类型。

任务二：智能语音灯的功能分析。结合项目背景及可实现的难易程度考虑，试着设计智能语音灯的功能模块。

任务三：了解智能语音灯的计算机实现。结合智能语音灯的功能分析，分析其利用计算机来实现的主要环节。

2.思维支架的设计

结合“活动+任务”，教师需要为学生提供一定的思维支架，以帮助学生在项目分析活动中理清思路并完成任务，对照上述的任务活动，教师可设计下列的思维支架。任务一的思维支架如表1所示，任务二的思维支架如图2所示，任务三的思维支架如表2所示。

图2 智能语音灯的功能模块

表1 智能灯的实现形式

表2 任务三的思维支架

● 项目实施

项目实施，是学生能否顺利完成微项目成果作品的重要环节。经过前期的分析，学生已初步具备了微项目实施的基本思路，但在项目实施过程中或许还会遇到一些问题，教师需要进一步引导学生掌握发现问题和解决问题的方法。基于ITtools的页面的小组协作、资源包等功能，教师可提供丰富的结构化的项目资源，通过活动设计，结合小组团队的力量来帮助学生完成微项目作品的创作。

1.项目实施活动指导

在项目实施指导中，教师要帮助学生建立起项目思维，同时要结合项目在计算机中的实现过程，针对每个环节可能出现的问题，提供具体的项目实施帮助。例如智能语音灯项目，在硬件准备环节，提供对麦克风进行测试的方法；在软件准备环节，提供kittenblock添加BaiduAI模块的方法，提供涉及关键指令或模块说明使用的方法；在编程设计环节，提供变量创建的方法等。

2.项目实施案例参考

考虑学生的个体差异性，教师可提供项目成果的半成品、简单的范例及相关操作的视频等，以便为学生的项目实施提供参考，并启发学生创造新的成果作品。

● 项目展示与评价

项目展示与评价，是学生表达微项目作品的创作过程，同时也是对作品及参与微项目的小组成员的评价和自我评价的过程。为了避免项目的展示与评价流于形式，教师应指导学生做好项目的展示与评价准备，让学生明确在项目展示时的具体要求，并为学生提供相应的评价量表及评价工具。利用ITtools平台的作品提交、课堂调查及作品互评等功能，可实现项目展示与评价。

1.前期的准备

教师可以采用开展活动的方式，要求学生制作项目展示时辅助演示的文稿或思维导图作品，并给出评价参考量规，重点让学生围绕项目的设计思路、项目的功能实现、项目的创新与改进、体会与收获等进行，并通过ITtools提交辅助演示的作品，做好学生项目展示与评价活动的前期准备。

2.展示与评价

项目展示可采取组内推荐小组代表等方式，结合辅助演示的文稿或思维导图作品进行。在项目成果展示中，学生还可通过ITtools平台浏览相应的成果作品，促进同学间的交流。项目评价包括自评和互评等，教师可结合项目学习的全过程，设计围绕全程的评价。通过设计作品评价量规，指导学生围绕项目作品进行创作、评价，并通过作品互评功能，让学生参与项目成果作品评价。此外，还可基于ITtools的课堂调查功能，设计学生参与项目全过程的自我评价，通过小组协作功能，让组长对成员项目实施的全过程进行评价等。

● 项目总结

项目总结，是对项目学习整体过程的总结与反思，教师和学生可利用ITtools平台的页面功能或思维导图等工具，实现对整个项目的总结、拓展，并引发学生迎接新的挑战。例如，在“智能语音灯”项目中，可设计如下的挑战问题：如何提高智能语音灯的识别效率？如何升级智能语音灯的功能，实现语音调控亮、暗的功能？

● 结束语

人工智能微项目学习的流程，可根据学生所在学段的特点、微项目主题的难易程度等以课时为基本单位，参照项目式学习的六个维度（核心知识、驱动问题、高阶认知、学习实践、公开成果、全程评价），在教学中以“活动+任务”的方式进行设计。基于ITtools的人工智能微项目学习流程设计，为教师提供了一种以课时为基本单位的微项目学习的实施思路，也为微项目学习的实施提供了可供参考的技术支撑与框架。通过形成ITtools的课程资源包，教师还可以进行课程资源的交流与分享，并根据实际情况对课程进行二次开发，使得微项目学习的实施具有可迁移性，也有助于相关人工智能教育工作的开展。