浅谈电脑游戏在人工智能教学中的实践研究

江苏省苏州市吴江区青云小学 吴月敏

一、引入电脑游戏的教育优势

（一）可以培养学生浓厚的学习兴趣

兴趣是最好的老师。学生对电脑游戏具有浓厚的兴趣，利用电脑游戏与人工智能教学相结合，能够充分发掘学生的学习潜能和创作激情。

例如，笔者在面向STEM的Scratch教学中，有一课是虚拟“乒乓游戏”，这是利用arduino拓展板滑竿来进行游戏设计的，通过滑竿的数值变化来控制“乒乓板”横向移动，让“小球”自由反弹，乒乓板接住小球则游戏继续，未接住则游戏结束。在上课前，笔者把游戏成品当作电脑游戏分享给学生，让学生先体验乒乓游戏，在游戏体验中激发起学生的创作热情，从而为课程的顺利开展提供了良好的条件。

（二）可以培养学生清晰的思维能力

人工智能教育不仅要教授学生知识与技能，更重要的是培养学生的知识迁移能力和创新思维。学生通过游戏体验来思考游戏设计过程，通过游戏体验形成有效认知，建立起有效的形象思维，为游戏的创新设计提供了实践基础。

例如，在Scratch教学中，有一课是“赛车游戏”，是利用虚拟传感器让机器人小车实现自动驾驶。在上课前，笔者先让学生体验赛车游戏。学生在体验过程中思考赛车是如何实现自动驾驶的、虚拟传感器的程序是如何设计的。学生通过游戏体验来思考游戏设计的过程，为下一阶段完善程序、实现创新发展提供了清晰的思维过程。

（三）可以培养学生持久的学习动力

坚持是最好的见证。小学生对电脑游戏具有持久的学习兴趣，利用电脑游戏与编程教学有效结合，充分调动学生的学习积极性，为学生提供持久的学习动力。

例如，笔者在进行python语言的社团教学时，发现学生对于编程学习是既喜欢又害怕，喜欢是因为python语言是一种全新的编程语言，学生具有好奇心；害怕是因为编程需要坚持不懈的努力，学生直接接触代码会感觉枯燥，时间久了会产生恐惧心理，很难产生持续的学习动力。笔者在社团教学中引入“扣哒世界”编程游戏，让学生通过完成游戏任务来进行python语言的学习。通过引入电脑编程游戏，学生面对的是游戏情境，枯燥的代码有了活力，学生没有了恐惧感，充分调动起了学习兴趣，也产生了持久的学习动力。

二、引入电脑游戏的现实挑战

（一）缺少统一标准

人工智能教学虽是中小学信息科技教育的重要内容，但目前学校人工智能教学没有统一的教材，且人工智能教学多属拓展性课程，课程随意性因素较多，且教学内容多是碎片化的，缺少连贯性、系统性的教学设计，给电脑游戏的引入带来诸多不确定性。电脑游戏引入的随意性，导致其与人工智能教学结合度低，影响学生的学习潜能和创作激情，学生也很难有持久的学习动力。

（二）缺少师资力量

人工智能教学是一项系统教学工程，特别是面向STEM课程和创客课程时，教师需要具备科学、工程、编程、数学等专业知识，更要有创新精神和解决问题的能力。这类教学人才在小学中非常缺乏，现实情况下，学校人工智能教学主要还是依靠信息技术教师，这就给学校人工智能教学带来了许多困扰。引入电脑游戏最终是为人工智能教学服务，人工智能教学都不能很好地开展，电脑游戏引入再精彩，也不能完成教学任务，更何谈培养学生创新思维。

（三）缺少社会认可

如今，越来越多的学生沉溺于电脑游戏，随之而来的是家长的担心、社会的担忧，电脑游戏作为休闲娱乐的方式，本身没有问题，问题出在学生缺乏自觉性、缺少自控力。而引入电脑游戏是为了提升学生对人工智能学习的兴趣，提高学习效率，更好地培养学生的知识迁移能力和创新思维，赢得家长和社会的认可。例如，“扣哒世界”编程游戏，是一款全过程编程游戏，学生通过编程来实现游戏人物的通关，如学生重游戏、轻编程，只关注游戏情节，不注重编程代码的学习，就会影响编程的学习效果，家长和社会认可度也会大打折扣。

三、引入电脑游戏的实践策略

（一）开展项目化电脑游戏教学

项目化教学是指师生为共同完成一个项目而进行的教学活动，基于项目化的人工智能教学也是构建实践与思维训练的重要方法。而这里的电脑游戏非网络游戏，是指将人工智能教学进行项目化、游戏化设计。教师创设游戏情境，引导学生进入，体验人工智能与生活实际的乐趣，激发学生的学习积极性。学生通过在电脑上完成游戏化项目，对游戏进行自主完善。

笔者在Scratch教学中进行了多次项目化游戏设计，如“潜艇大战”一课，也是利用arduino拓展板滑竿来进行游戏设计，要求滑竿作为游戏的操作杆，控制攻击潜艇的左右移动，对敌艇进行鱼雷攻击的游戏设计。对于这一课，学生的基本任务是控制滑竿，让潜艇在x轴上水平移动，设计鱼雷，让鱼雷跟随攻击艇移动，将鱼雷先隐藏起来，等需要发射时，让鱼雷显示，并跟随敌艇方向移动，击中后发生爆炸。学生先通过完成这一游戏项目，实现知识与技能的学习，再对游戏进行创新设计，如鱼雷可以多枚发射、敌艇可以多艘同时出现、敌艇也可以发射鱼雷等。

教师对人工智能课程进行游戏化、项目化的设计，以激发学生学习的积极性。学生在完成课程的基本任务后，对课程项目进行自主创新，从而培养创新思维。

（二）实施电脑游戏与课程有效整合

电脑游戏的设计要与课程有效整合，整合不是简单的引入，而是要根据教学内容、培养目标、学生心理、学生评价等因素进行综合考虑，要对学生进行科学知识普及，促进学生在理解的基础上自主创新、发展思维。

如笔者开设创客课程，主要教学任务是机器人的搭建和编程，由于机器人小车价格昂贵，很难做到人手一辆，根据这一实际情况，笔者引入虚拟机器人游戏课程，让学生在线上进行机器人小车的搭建和编程，通过搭建和编程，让小车在虚拟地图上行驶，完成任务且所花时间最短的学生获胜。在教学中，笔者由浅入深地进行引导，先让学生进行模仿，在模仿的过程中进行知识点的学习，如电机是如何工作的、如何巡线、传感器的原理等。学生在模仿中厘清了机器人的搭建和编程原理，完成了科学普及的任务。笔者再让学生进行自主创新，让学生理解机器人小车如何做到“稳”和“快”的协调，稳字当先，在稳的基础上求快。学生可以根据自己的理解进行搭建，也可以根据自己的理解进行创新编程。

（三）实施多渠道合作策略

人工智能教学是一项系统教学工程，对教师的要求非常高，教师既要有科学、工程、数学、编程等知识储备，又要有创新能力，把电脑游戏更好地融入人工智能的教学中，若只有信息技术教师的参与，则会带来许多困扰。笔者根据实践，提出如下建议：一是成立校内教师团队。由科学、数学、信息技术、美术等学科教师组成，充分发挥各教师的优势，共同制定出符合本校特色的教学设计，把电脑游戏融入人工智能的教学工作做好、做实，这是教师正常教学外的任务。学校要有一定经费保障，让教师团队也有持久的教学和研究动力。二是发掘校外优秀教学资源。市场上有很多以电脑游戏为主的人工智能教学资源，教师团队可对其进行认真研究。三是多与先进学校交流。要多与区域内人工智能教育先进学校沟通交流，他们已经积累了许多的教学经验，也有许多教学资源，我们可以统一标准，多校共同制定出符合本区域特色的教学方案。

（四）加快教学与游戏类竞赛融合发展

电脑游戏类人工智能教学要面向社会需求，把学生培养成具有综合素养和创新能力的人才。面对这一实际问题，教师要加快教学与竞赛融合发展，瞄准电脑游戏类的人工智能比赛项目，深入了解项目比赛规则，明确比赛任务，制订教学计划，对学生进行精心辅导。引入电脑游戏类人工智能比赛项目，一是可以充分利用游戏类比赛资源，满足人工智能教学需求，教师与学生可以和外界进行学习和交流，实时了解社会动态，加快学校人工智能教学的普及和发展。二是可以培养学生探索竞赛和解决实际问题的能力。通过比赛，学生可以处理好与队友的协作关系，学生与外界进行学习和交流可以摆脱学校束缚，从而有足够的空间去探索和创造，学生在耐挫力、持久力、想象力、实践力、创新力、临场发挥等方面都能有所提升。三是通过比赛，学生可以争取荣誉，得到学校、家长和社会的认可。

我国的人工智能基础教育还处在探索阶段，面临一些现实挑战，学生的综合素养还处在初级阶段，小学人工智能教学主要还是围绕培养学生兴趣展开。要让学生有持久的学习动力，我们就要充分利用电脑游戏的教育优势，更好地开展学校人工智能教育。