场馆视域下人工智能教学策略的实践探索

侯琦 徐晨来

摘  要：随着智能时代的到来，人工智能教育对学生的发展具有越来越重要的意义。目前人工智能教育已逐步进入小学课堂，“人工智能如何教”已成为一线小学教师迫切关心的议题。分析目前人工智能教育的现实窘境-学生重拼搭轻赋能、教师重作品轻思维、学校重精英轻普及，提出利用场馆资源，以多元合作进行普及，以项目化学习进行深化，从而推进人工智能教育，为小学人工智能教学提供参考。

关键词：人工智能教育;场馆教育;课程实践

【中图分类号】G622.0       【文献标识码】A          【文章编号】1005-8877（2021）33-0025-02

Practical Exploration of Artificial Intelligence Teaching Strategies from the Perspective of Venues

HOU Qi  XU Chenlai  （Xiamen Minli Second Primary School，Fujian Province，China）

【Abstract】With the advent of the era of intelligence，artificial intelligence education has become more and more important to the development of students. At present，artificial intelligence education has gradually entered the primary school classroom，and "how to teach artificial intelligence" has become an urgent topic of concern for front-line primary school teachers. Analyze the current real dilemma of artificial intelligence education-students emphasize hard work and light empowerment，teachers emphasize work and light thinking，and schools emphasize elites over popularization，proposed to use venue resources to popularize with multiple cooperation，and to deepen project-based learning，so as to promote artificial intelligence education and provide a reference for primary school artificial intelligence teaching.

【Keywords】Artificial intelligence education;Venue education;Course practice

人工智能教育是我國小学教育改革的新方向。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。2018年，教育部进一步明确，要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”。9月，“中小学人工智能教育项目”应运而生，项目组专家对人工智能教育进行顶层设计和具体研发，为人工智能课程教学的推进提供参考标准。目前一些二线城市诸如厦门、青岛等，紧跟一线城市，开展了人工智能进百校项目。在人工智能教育如火如荼的推进下，一些问题却已经暴露出来，如学生重拼搭轻赋能、教师重作品轻思维、学校重精英轻普及。作为人工智能教育的实践者，在探寻这些问题的症结所在之后，从场馆视域提出改进措施，在教学实践中探索小学人工智能教育的策略。

1.现实窘境，原因探寻

（1） 学生重拼搭轻赋能

在人工智能的课堂教学实践中发现，很多学生对搭建环节的兴趣高于编程赋能环节。调查发现他们不喜欢编程的主要原因是认为编程无趣、难、无意义。究其原因，首先是课程缺乏真实有趣的驱动性问题，而使学生对人工智能课程缺乏兴趣。其次是教师忽略学生能力水平的差异性，未设置分层目标，从而使教学目标超出或低于部分学生的最近发展区。以《噪声污染检测器》一课为例，课堂要求让全班同学完成以下任务：随着声音强度的增加，噪声污染检测器的灯光越来越亮，当达到噪声标准时，发出警报并旋转。这样统一而封闭的任务无法激发所有同学的学习兴趣。

（2）教师重作品轻思维

人工智能教育除了要激发学生探索学习人工智能技术的兴趣之外，重要的是培养学生的AI思维。目前很多人工智能课堂的现状是教师的目标指向是学生的最终作品，而忽略AI思维的培养。究其原因是当前人工智能教育在大多数城市还属于实践初级阶段，师资培养还未能到位。以厦门市的人工智能教师队伍为例，以科学、综合实践教师为多，专职的人工智能教师较少。大多人工智能教师的教学采用提出任务-搭建模型-编程赋能的三阶段模式，注重课堂活动线（明线），而忽视课堂思维线（暗线），学习评价也主要是看学生作品的完成度。这种指向作品的课堂，轻视了学生思维的提升，忽视了学生创造力的培养。

（3）学校重精英轻普及

目前很多学校的人工智能教育是以社团或者兴趣班的形式开展，以学生竞赛为抓手，未能进行普及教育。归因分析后发现：一是有的学校并没有认识到人工智能教育的必要性与紧迫性。二是，有的学校虽然意识到位，但是因经费、师资有限，不能全面铺开人工智能教育。

2.问题求解，实践探索

场馆是各种与科学、艺术等教育有关的公共机构。一方面，场馆承担着公共义务，可以普及人工智能教育。另一方面，场馆内真实而丰富的资源，能够激发学生学习人工智能的兴趣。利用场馆资源，以多元合作进行普及，以项目化学习进行深化，从而推进人工智能教育的发展。

（1）馆校融合，多元合作普及人工智能教育

针对部分学校人工智能普及教育的困境，馆校融合的多元合作是破解之道。一方面，目前人工智能教育资源的开发越来越受到重视，省市级的科技馆、博物馆都开发了人工智能或机器人展馆，同时也很欣喜的发现各种人工智能专门场馆也越来越多，如青岛讯飞人工智能科技馆、创想机器人科技馆、科沃斯机器人博物馆、北京机器人博物馆、国科机器人博物馆、长沙机器人博物馆等等。这些场馆都承担着人工智能科普的职责，学校要积极寻求与场馆的合作，馆校融合进行人工智能普及教育。另一方面，线上人工智能教育资源也在不断发展，如中国科学院线上科普博览网站、中国科协主办的科普中国网站、中国科协青少年科技中心、中国青少年科技辅导员协会的科技辅导员在线学习中心、北京青少年科技中心學生科技网等，纷纷为教师和学生提供丰富的人工智能在线教育活动和内容。

馆校融合的方式可以是学生带着任务单走进场馆，如下述的《智能机器人》课程;可以是场馆培训人员走进学校，对学生和教师进行普及人工智能教育;也可以是线上与线下的融合。

（2）资源整合，以项目化学习深化人工智能教育

项目化学习是学生在一段时间内经历的，为解决真实驱动问题而持续探究，形成公开成果的学习。项目化学习的学习成果没有唯一的答案，倡导学生从不同角度解决问题，能够关注到不同层次的学生。现已研究表明项目化学习对不同类型的同学产生了积极影响。人工智能教育以项目化学习进行推进，可以让学生在创造性的解决真实问题中，提升AI思维。整合场馆资源，以项目化学习推进人工智能教育可以三方面入手：从场馆中挖掘真实的驱动性问题，从场馆中整合结构化的直观体验，从场馆中延展生动的教育评价。

第一，从场馆中挖掘真实的驱动性问题。

项目化学习对真实世界的关注，会让那些对学习本来不感兴趣的儿童投入学习。因此教师要学会从场馆中挖掘真实的驱动性问题。

以《智能农场》为例，在去农场研学之前，人工智能教师提出驱动性问题：如何充分利用人工智能手段优化农场？同学们带着这个问题走进农场，利用调查问卷、实地考察等方法，发现农场的问题与需求，进行智能化的改造设计。例如，有些小组发现工作人员经常要搬着东西进出鸡圈，如果用手开门很不方便，所以他们设计制作了人脸识别门（模型）。有的小组通过查找资料发现音乐可以促进鸡蛋和牛奶的产量，就利用蓝牙音箱设计制作了智能音乐播放器，定时给鸡和奶牛播放音乐。有的小组发现触碰开关不方便，设计制作了光线感应灯，并在测试评价之后，增加定时开关功能。

在这个项目化活动中，真实的场景与问题激发了学生的内驱力，开放式的任务鼓励了学生从自己的视角与能力出发解决问题，从而使他们在项目化学习中提升能力，收获成长。

第二，从场馆中整合结构化的直观体验。

根据皮亚杰的认知发展理论，小学生抽象思维的提升必须借助具体事物的支持，即对他们进行高阶思维的培养是需要建立在丰富的直观体验上。场馆中丰富的资源，可以给学生提供不同层次的互动体验。有效利用场馆资源，基于体验式学习方式，整合出结构化的直观体验，让学生在反思、实践中创造，为AI思维的提升提供落脚点。

以《智能机器人》为例，因为学生在生活中对机器人的接触较少，说到智能机器人，学生想到的就是像人样子的机器人，比如银行大厅的服务机器人，而其结构与功能的认识也比较模糊。有的人工智能教师会让学生利用课外时间去机器人展馆参观，提升他们对机器人的认识。然而场馆资源众多，如果只是走马观花式地参观体验，学生对机器人的认识还是片面的、碎片化的。因此教师要对场馆资源进行整合，利用学习单等思维工具，让学生进行结构化的体验与反思。

在对场馆资源进行整合后，基于体验式学习方式的机器人学习活动流程如下：1.热身：基于经验画一个机器人，并小组讨论“机器人”的定义。2. 活动：每组分发一个情景卡和全部的机器人卡。小组阅读讨论，根据任务情景，选择适用于该情景的机器人。3. 第一次反思：比较并改进热身环节中画下的机器人。4. 参观机器人展馆，思考：机器人的用途是什么？工程师在设计一个机器人之前，需要思考哪些方面？5. 第二次反思：归纳机器人的定义。 6. 拓展应用，设计制作自己的智能机器人。7. 第三次反思：基于作品的展示评价进行反思改进。在结构化的体验-反思活动中，学生经历了人工智能的深度学习。

第三，从场馆中延展生动的教学评价。

以评促学，以评促教，教学评价的作用不可小觑。学生基于真实情境的人工智能作品成果，也需要接受真实的评价。以《智能农场》为例，在对最终公开成果进行评价时，除了生生评价、师生评价之外，还增加了客户评价，即增加农场人员的评价。人工智能项目化学习的成果也可以在场馆中公开发表。以《智慧生活》为例，学生制作的智能家居作品或模型，可以在商场的家居馆中公开展示，邀请顾客进行评价和建议。在场馆中延展教学评价，为人工智能的教学评价拓展了新途径和新空间。

3.结语

小学人工智能教学是我国深入推进人工智能教育的重要内容。实践证明结合场馆资源进行人工智能教学，是人工智能教育的一条可行路径。馆校融合，多元合作，破解了部分学校人工智能教学资源不足的问题，从而普及人工智能教育;资源整合，以项目化学习，缓解了人工智能浅层化教学的窘境，从而深化人工智能教育。

参考文献

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