基于深度学习的小学人工智能教学策略探究

湖北省武汉市华中科技大学附属小学 舒 翼

随着科学技术的发展，人才作为推动社会进步的重要动力，将人工智能课程纳入基础教育体系是我国教育界提高人才培养质量的巨大创新，也是应对时代挑战的重要对策，而深度学习作为锻炼学生综合能力的重要途径，在深度学习视角下开展小学人工智能教学，对于提高人工智能课程的教学实效性具有重要意义。

一、什么是深度学习

与深度学习相关的大量研究往往都集中在计算机科学和学习科学这两个领域，关于深度学习的概念最早是在20世纪50年代左右提出，而在深度学习理论被明确提出之前，美国已经有多位教育心理学家提出和完善了教育目标分类理论，这也为深度学习概念的推出打下了基础。在国外学者对深度学习的实验研究中发现，学习大致分成两种形式，一种是深度学习，具体表现为能主动与知识进行联系，并对当前所学知识进行更加深入的思考，另一种是浅层学习，是指只能进行机械的记忆和理解教师讲解的知识，在反思与实践运用方面较为缺乏，后续学者又从认知和元认知的视角出发，对深度学习的内涵进行拓展，认为深度学习不但指内容与观点之间的联系，还把学习者对学习过程的自我反思和自我检测收入深度学习中。国内对深度学习的研究起步较晚，最早由黎加厚学者率先提出了深度学习的本土化定义，后续学者又在前人的研究基础之上，对深度学习和浅层学习的区别进行了详细区分。总结来看，国内对深度学习更强调在认知、思维、动作、情感这四个方面的发展。

二、影响小学人工智能教学深度学习的因素分析

深度学习以三元交互决定理论、建构主义理论等为基础。三元交互决定理论认为，能影响个体行为的并非某个单独的环境或个体因素，而是行为、个体和环境三者交互影响导致的，个体只有处在某种特定的社会环境中才能产生相应的行为。在三元交互决定理论中，并不强调某个单独因素的重要性，而是认为环境、个体和行为三者缺一不可，学习作为社会生活中最基础同时又是最不可或缺的一种行为，必然是受到个体和环境的双重影响，而同时环境又能影响个体的行为和意识。因此本节主要从三元交互决定论出发，对深度学习的影响因素进行分析。

（一）个体因素

在个体因素中最为重要的影响因素分别是学习动机、知识基础、学习能力和自我效能感。其中，学习动机是指学生以什么目的为导向开展学习，这里又具体分为内部动机和外部动机，内部动机是学生为了满足个人的需要而开展学习，外部动机是指学生在追求学习以外的因素影响下开展学习，在这两者中内部动机强的学生在深度学习上的表现更好。知识基础是指学生在学习本课程内容前就已经完成的知识积累，知识基础更好的学生无疑在学习活动中的表现也更好，也更容易达到深度学习。学习能力是指学生在进行学习活动时具备的行为能力，锻炼学生的学习能力既是深度学习的目标也是影响深度学习的重要因素，以小学人工智能课程为例，该课程的学习能力包括信息整合能力、问题探究能力、自主学习能力和合作学习能力等。最后自我效能感是指个体对于自己完成某项任务的推测或判断，当学生认为自己能完成某项学习任务时，就会产生较强的自我效能感，自我效能感对深度学习的影响十分显著，自我效能感强的学生无疑更能实现深度学习。

（二）环境因素

在环境因素中包括教师的教学方法和学校的学习氛围以及同伴之间的合作学习模式等，其中教师的教学方法直接影响了学生对课堂教学知识的理解程度，并且教师的教学风格是否与学生相匹配，也决定着学生能否融入这门课程的学习中，因此，教师在很大程度上决定了学生能否实现深度学习。学校的学习氛围是指教学环境能否对学生的学习活动产生促进作用，因为良好的教学环境能影响学生在学习活动中的情感态度，从而进一步影响学生的行为活动，在深度学习中学校氛围也是不可或缺的重要因素。最后，同伴之间的合作学习模式则是指学生能否在与他人的合作学习中实现取长补短、相互鼓励，由于深度学习对学生的自主学习能力和合作学习能力具有一定的考验，仅仅依靠学生自己难以实现深度学习，因此科学的小组合作学习能实现学习的事半功倍，也能帮助学生反思自己在学习活动中的不足，锻炼学生的交流沟通能力等。

三、促进小学人工智能教学深度学习的策略

（一）注重教学趣味性提高学生学习动机

人工智能虽然因其科技化、便捷化等特点受到学生的广泛喜爱，但是在课程内容上，由于专业性较强，一些知识点理解起来较为抽象，难以引起学生的学习兴趣，而通过前文分析我们已经知道，影响深度学习的关键因素之一就是学生的学习动机，因此在小学人工智能教学过程中，教师要能结合学生的年龄特点和兴趣爱好，对教学内容和教学方式进行创新改革，教师可以结合现阶段学生的认知发展情况，引入生活实例，或者创设与生活实际相关的教学情境，设计形式多样的教学活动，以此增添课堂教学的趣味性，从而在主观层面上激发学生的学习兴趣，促进学生内部学习动机的提升。比如，在教学前，教师可以先引入经典科幻电影中关于人工智能的电影片段，以此快速吸引学生的注意力，帮助学生从课间休息的散漫状态转变为课堂学习状态，或者以视频的形式向学生展示在我们当下的生活中，人工智能在哪些方面得到了应用，以此拉近学生与人工智能之间的距离，从而有效激发学生对人工智能的学习热情，为深度学习做好铺垫。

（二）促进人工智能与其他学科的融合

通过分析前人对深度学习影响因素的研究结果发现，在小学人工智能课程中，对深度学习影响最大的因素就是学生的知识基础，因此注重对学生基础的积累能有效实现深度学习的目标。在小学人工智能课程中，其知识基础包括程序设计和硬件知识这两大方面，因此，教师在教学过程中，要对知识讲解的流程和时间分配做好规划，留给基础知识讲解足够多的时间，确保学生在彻底理解基础知识后再进行更深层次的拓展，不要担心过多的基础知识讲解会影响课堂教学节奏，基础的积累就是一个量变的过程，在积累到一定程度后自然而然就会发生质变，也就代表着学生的学习开始深入。同时在课后任务的布置中，教师也要把基础知识的巩固作为首要目标，通过课后任务的设计，加强学生在基础知识方面的积累和转化，从而确保学生在基础知识方面的积累有助于深度学习的开展。另外，人工智能课程在知识点的覆盖范围上十分广泛，涉及的领域较多，课程综合性较强，因此在整个课程体系的规划中，教师也要避免人工智能课程的“孤军奋战”，而是应当积极融合其他各个学科，实现跨学科的交叉教学，并且其他学科相较于人工智能课程而言，已经有了较长时间的积累，学生的知识储备已经较为完善，因此交叉教学的开展也有利于对学生在人工智能课程中的学习深化。

（三）强化开放性任务锻炼学生学习能力

锻炼学生的思维能力和探究能力也是开展深度学习的重要途径，并且在小学人工智能课程的教学实践中，往往综合学习能力更强的学生更容易实现深度学习，因此在人工智能课堂上，教师要及时转变传统的教学方法，将学生视为课堂教学主体，以学生对知识点的自主探究取代教师的传统讲解，从而培养学生在学习活动中的主人翁意识。而在这个过程中，教师要适时对学生给予引导和帮助，不要包揽对学生探究过程的指引，避免过多干预学生的学习活动，而是要在学生的探究方向出现错误或探究遇到困难时再及时进行疏导，避免学生自信心受到打击的同时，也有效锻炼了学生对知识点的自主探究能力。对此，教师可以将项目式的教学方法引入人工智能课堂教学上，把项目任务作为知识载体，将知识蕴藏在项目中，同时为学生设计开放性的教学任务，促使学生在对项目任务的探索中挖掘和总结知识，以此提高学生在人工智能课堂上的参与感。

（四）借助赏识鼓励教育提高学生自我效能感

人工智能课程作为近几年新加入小学课程体系的一门学科，对于小学阶段的学生而言，感到新奇的同时也有一定的学习难度，而在教育心理学中曾提到，在面对一项新的任务或挑战时，学生在自我效能感上的表现往往在很大程度上决定着学生在处理这项任务或面对这项挑战时能否取得成功。在人工智能课程教学中也同样如此，自我效能感的提升，不仅能提高学生的学习效率，也是开展深度学习的重要推动力，因此，教师在教学中要注重对赏识鼓励的应用，由于每个学生的独特性导致学生在性格方面往往千差万别，因此在学习过程中，学生在行为和情感上的变化也会以多样化的形式呈现。这就要求教师必须密切关注学生在每一阶段中的行为变化和情感波动，对于学生的每一个举动尽量都作出回应，尤其对于那些学习能力较弱的学生，教师要给予充分的鼓励和肯定，以此增添学生的自信心，进而提高学习自我效能感，对于那些学习能力较强，甚至能超额完成任务的学生，教师在给予鼓励的同时也要注重鼓励的尺度，避免过多的鼓励使学生陷入骄躁、自满的状态中，应当以张弛有度的鼓励方式确保学生的自信心维持在健康的范围内，以此确保深度学习的开展。

（五）加强个性化指导营造良好的师生关系

以往研究结果显示，教师的支持对小学生在学习人工智能课程时有着重要的影响，正如皮格马利翁效应，教师对学生的积极期望能促使学生实现积极的发展，也就是说，教师的期望与学生的发展存在正相关，因此，教师在教学过程中应当明确地表达出自己对学生的积极期望，在布置任务的同时也要辅以积极的期望，以此鞭策学生专注于学习活动中，而在学生表现不佳或者学习过程中遭遇挫折时，教师也要以积极的期望化解学生的负面情绪，比如，当学生在学习过程中出现焦躁心理或厌学心理时，教师要更多以“我觉得这并不是你真实的能力”或“你现在表现出来的和你真实的能力相差甚远”等话语，激发学生的内在动机，从而促使学生自发以更加积极的态度投入学习中去。

（六）科学分配小组成员发挥同伴积极影响

同伴支持系统是影响学生积极发展的重要因素，在生态系统理论中也提到，同伴的影响在个体的成长发展中发挥着至关重要的作用，在小学人工智能课程的教学中也同样如此。深度学习的一个重要因素就是学生间的团队合作，合理的分配小组成员对学生的学习活动能起到事半功倍的作用，因此，在小组成员分配中，教师要注重科学性和合理性，不仅要充分尊重学生的个人意愿，从学生的主观意向出发分配组员。同时，还要确保每个小组在成绩上的平均性，即每个小组都要包含各个层次的学生，并在教师的指导下实现学习能力较强的学生带动学习能力较差的学生，以此确保学生的共同成长，教师还要在任务分配中引导学生发现彼此间的优势和劣势，鼓励学生在人工智能的学习过程中实现取长补短。另外，教师还要确保每个小组中都有两个以上学习热情较高、组织能力较强的学生，以此确保小组内的学习氛围浓厚，发挥小组合作学习的价值，实现深度学习。

四、结语

综上所述，虽然人工智能课程被作为基础教育课程开展教学的时间较晚，但是在时代变化的背景下，人工智能课程的建设刻不容缓，深度学习作为锻炼学生综合运用能力、提高学生学科素养的重要途径，对于小学人工智能教学而言，深度学习是对教师的挑战，又是对人工智能课程建设的推动，因此作为教师，我们要认识到人工智能课程建设的急迫性和深度学习的重要意义，在教学实践中积极探索两者的结合途径，为打造更加高效的小学人工智能教学体系作出自己的贡献。