小学人工智能课程项目式教学的设计与实施

虞心笛

【摘 要】项目式教学以其对学生自主学习能力以及动手实践能力的培养优势，与人工智能教育的培养理念不谋而合。因此，本文以“智能台灯”一课为例，归纳出小学人工智能课程项目式教学流程，为人工智能教学创新提供借鉴。

【关键词】人工智能；项目式教学；教学设计

【中图分类号】G434   【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2023）07-052-02

本文旨在探讨如何基于项目式教学开展小学人工智能教学，以提高小学生对人工智能知识的理解和应用的能力。项目式教学能够很好满足人工智能课程培养目标的需求，因此笔者结合项目式教学，以《AI上智慧生活（优必选版）》（华东师范大学出版社2018年版）里的“智慧台灯”一课为例分析小学人工智能教学的设计与实施。

教学流程设计

项目式教学是基于真实情境中遇到的问题，引导学生通过主动学习、合作探究来解决实际问题，进而促进学生有意义学习的一种教学模式。人工智能课程也需要通过解决真实问题，推动开展跨学科的主题学习活动。项目式教学方式恰好能够满足人工智能课程的需求。基于此，本文将项目式教学法与小学人工智能课程相结合，将教学流程划分为以下几个阶段。

1.创设情境，明确主题（项目启动）

在这一阶段，教师需要通过创设与人工智能息息相关的真实生活情境，引发学生对项目主题产生强烈兴趣，并从真实问题情境中，提炼出项目需求，从而明确项目主题。

2.划分小组，设计模型（项目规划）

教师应依据“组间同质、组内异质”的原则将全体学生划分为不同的学习小组，每组2-3人。小组成员根据项目主题与需求，协商讨论，设计出本小组的作品模型，并与教师一起制定项目具体的实施计划。这个计划应该包括项目的成员分工、器材需求以及编程条件等，可以借助学习任务单完成。

3.项目制作，创意编程（项目实施）

本阶段是流程设计的核心阶段，学生需要围绕项目主题进行探索与实践，与小组成员一起共同完成模型的硬件搭建以及软件编程的工作。

首先，小组合作完成第一部分“搭建”的相关任务。其次，完成第二部分“编程”的相关要求。教师应时刻观察各学生小组制作模型的进展情况，要起到引导者的作用。

4.展示交流，多元评价（项目展示）

作品的分享有助于提高学生学习的能动性，促进学生学习热情的提高。在分享的过程中，可以促进学生表达能力与多阶思维的提升。因此，在人工智能项目式教学的过程中，教师应给予学生充分的展示交流机会。

教学实施

本文以“智能台灯”为例，基于教学流程的设计，将小学人工智能课程教学划分为如下四个实施阶段。

1.创设问题情境，明确“智能台灯”主题

教师创设这样的问题情境：“在夜晚漆黑的情况下，小明同学想起床喝水，却总是找不到台灯的开关在哪里。亲爱的同学们，你们有什么好的方法帮助小明解决这一难题呢？”

通过生活中的真实问题，创设问题情境，引发学生思考。学生提出将声控系统与传统台灯相结合这一解决方案，制出可以通过音量大小来控制开关的智能台灯。

2.划分合作小组，设计“智能台灯”模型

在明确项目的需求目的后，教师引导学生合理分组，设计“智能台灯”的模型。依据每个学生的特长和性格特点，合理分组，每个小组的人数控制在3人左右。在进行“智能台灯”的模型设计时，教师可以利用生活中传统台灯的实物或者是图片等，引导学生用心观察台灯的结构。

台灯的构造主要是起到支撑作用的灯座以及具有照明功能的灯柱。学生可设计增加声音传感器的台灯模型。据此，学生在学习任务单上填写所需器材的名称及数量。

3.完成“智能台灯”搭建，编制“声控”程序

在这阶段，学生完成硬件搭建和软件编程工作。首先，学生小组合作完成第一部分“搭建”的相关任务。依据配套的“uKit EDU”APP中搭建手册提供的步骤，利用器材包中提供的器材进行“智能台灯”的硬件搭建，需要用到的硬件部分有主控、声音传感器、眼灯、开关等零部件。

其次，完成第二部分“编程”的相关要求。学生小组集体分析项目需求，通过“uKit EDU”APP完成对应的程序编程，经过反复测试，可以发现当声音传感器感受到外界环境音量高于150dB时打开开关是较为合适的，可以此为标准利用声音传感器来控制台灯。学有余力的学生可以思考还可以从哪些方面改进自己的作品。

4.展示“智能台灯”，师生共同评价

各学生小组的代表分别上台进行作品的展示与讲解，由一人负责“智能台灯”功能的介绍，一人负责“智能台灯”程序编写的解释，各小组其他成员提出建议。展示交流，一方面锻炼了学生的口语表达能力；另一方面也促进了学生之间的相互学习。

最后，学生在学习任务单上对有关作品、学生的制作表现以及合作能力进行组内评价和组间互评。

教学总结

1.创设真实问题情境，促进计算思维提升

基于问题的项目式教学能够将课程内容与真实情境进行有意义的关联，为学生创设真实的学习情境和学习体验。[1]

教师从真实生活情境中提炼出层层递进的问题串：（1）如何解决在黑暗环境中难以开启台灯这一问题呢？（2）通过声音传感器的使用来控制台灯开关，那么应将声音传感器的数值设定为多少较为合适呢？（3）你还能将声音传感器运用在生活中的哪些地方呢？让学生在真实情境中建立所学知识与现实生活的联系，从而提升学生思维的深度和广度，

2.巧设学习任务单，搭建自主学习桥梁

学习任务单是学生开展自主学习的有效工具。在开展人工智能项目式教学时，可巧妙借助学习任务单，明晰学习任务。

在课前准备阶段，学生对照任务单清点并填写开展本次项目所需的器材名称及数量；在课中实施阶段，教师巧设学习任务单，引导学生层层递进达到学习目标；在课后展示阶段，教师设计多种评价反馈方式，既可以生生互评，也可以师生共评。这样可以有效提升教学效率。

3.科学合理分组，构建学习共同体

学生小组合作学习锻炼发展了学生团结协作、溝通交流等各项能力，还可以提升学习自信。因此，教师要合理安排学生的分组，帮助学生学会运用知识，培养学生各方面素养。

结  语

人工智能技术迭代快，教育也在不断向前发展。我们要把握教育规律，持续推动人工智能课程教学模式创新，培养顺应时代发展要求的创新人才。

梁婕.初中人工智能课程教学实践初探——以“制作智能路灯”为例[J]. 中小学信息技术教育，2023，（Z1）： 130-132.