深拓问题解决能力的小学信息科技问题链教学策略

摘要：本文以《走近人工智能》一课的教学设计为例，从三个方面探究小学信息科技问题链教学策略：①理解问题链在信息科技教学中的“优势”；②进行信息科技问题链教学设计；③问题链教学的“反思”。

关键词：问题链；小学信息科技；有效课堂；生活化

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）13-0084-03

问题链——问题教学的“动力”

“问题链”是一种能够关照到教学内容系统性、整体性、关联性、层次性的提问方式，通过问题链教学可以帮助学生锻炼思维能力，提升思维品质。问题链通过设置问题把问题和目标串联起来，提出的问题能让学生获得相应的技能提升，让学生乐于自主去解决问题，提升信息科技课堂的驱动力。问题链在教学中的趣味性与教学内容密切相关，通过分解问题、发布问题、猜想交流等方法进行教学可以让学生感受到学习的快乐，让他们认识到学习是一个发现问题和解决问题的过程，从而产生学习的“动力”。

问题链——信息科技教学的“设计”

1.解读教材，创设问题

《走近人工智能》是小学信息科技六年级的一节初识课，笔者依据本课的教学目标及学习内容，设定了“感受人工智能的‘智’”这一主问题，并将其分解为三个小问题：①“猜画小歌”——了解“小歌”判断图像的方法；②“角色扮演”——了解人工智能的发展史；③“百度AI体验”——了解人工智能的图像识别技术。通过问题链教学活动，层层递进开展教学，引导学生初步了解人工智能。

2.设计活动，链接问题

活动1：“智”的初体验——“猜画小歌”大挑战

教师先出示问题要求，学生进行“猜画小歌”大挑战。学生在体验中思考“小歌”是如何判断图像的。

教学环节1：

师：（准备小游戏——“我画你猜”，如下页图1所示）大家按顺序猜一猜这些手绘图画的是什么。

生1：第一幅是苹果。

生2：我不同意，是梨子，苹果是圆的。

师：对，这是梨子，大家关注到苹果与梨子的特征差异。

生：第二幅图可能是女孩、牛、项链……；第三幅图可能是黑板、巧克力、键盘……；第四幅图可能是闪电。

师：这些图画都是老师在人工智能小程序“猜画小歌”中手绘的图，并且被人工智能“小歌”正确识别！人工智能能像人一样，根据事物的特征猜测事物是什么，甚至在老师还没有完全画完就已经猜出来了。那么，小歌是如何判断图像的？

生：可能是它会与实物对比。

师：事物的形态多种多样，如果小歌只和一个实物图像对比可以吗？

生：不行，需要很多。

师：是的，这就像人类的记忆一样，它需要记忆很多图像，如记忆各种特征的苹果图像。如果小歌里面没有这些苹果的图像，它还能识别出画的是苹果吗？

生：不能。

师：你们知道吗？猜画小歌使用的其实是人工智能中的“图像识别”技术，先把图像转换成计算机能认识的数据，然后边学习边识别图画数据特征。当你作画时，把计算出的特征数据与数据库中学到的数据进行比对计算，从而得出结论。

在这个环节，学生初步体验了人工智能的工作原理，学生深刻记忆了“让机器模拟人的思考行为能力的技术”这一概念。

活动2：“智”的再思考——图灵测试初体验

教师出示两组对话窗口，引导学生进行现实版的“图灵测试”。

教学环节2：

师：（展示图2）猜一猜对面是人还是人工智能。

生1：我觉得两个都是人，因为它回复的内容和提的问题有关。

生2：不，我觉得A是人工智能，因为它说的很多内容，像是有固定的模板。B可能是人。

师：其实老师在与你们做一个测试，这个测试的名字叫做“图灵测试”。经过刚刚的测试，不能确定对面是不是人，这就说明对面这个电商客服通过了图灵测试，具有了智能。但是，你能确定对面的这个是人吗（如下页图3）？

生：老师，A肯定是人工智能，因为回复的内容都是一样的。B是人，因为上面有写转人工，那肯定是人……

师：是的，所以你们多和它聊天就能找到破绽。但是随着技术的进步，这些机器客服越来越人性化，越来越难以发现它们的真实身份（再次印证了人工智能就是让机器模拟人的思考行为能力的技术）。

用生活中的实例，提出有意义的问题，让学生思考讨论，产生思维的碰撞，在讨论中学生再次感受人工智能的“智”，感受到人工智能就在身边，并进一步明确了人工智能发展与计算机科学发展的关系。

活动3：“智”的再体验——百度AI体验中心

教师通过设计小组活动，让学生分组体验“百度AI体验中心”。第一、二组学生体验“人脸与人体识别——情绪识别”模块；第三、四组学生体验“语音技术——语音识别”模块；第五、六组学生体验“图像技术——手写识别”模块；第七、八组学生体验“图像技术——动物识别”模块。然后，学生进行交流汇报，分析错误原因，并提出改进建议。

通过体验“人工智能”的典型应用，学生辩证地认识了人工智能的发展现状，并结合生活发现人工智能已有和可能的应用领域，加深了对人工智能的认知。

活动4：“智”的新展望——未来发展辩证看

教学环节3：

师：（播放视频）对人工智能的未来发展，有人满怀忧虑。大家怎么看？

生1：我觉得人工智能会威胁到人类，如果利用它去制作武器，人就会被杀死。

生2：我们之前在学习机器人的时候，讲到了机器人三原则，机器人是不能伤害人类的，人工智能应该也加上这些原则，这样才能更好地服务人类。

生3：人工智能把人类的活都干了，那人类就没有工作了，我觉得未来不好。

生4：未来我们会有其他职业，人工智能只是取代了一部分死板重复的工作，我觉得未来人工智能会更好。

师：通过你们的发言，老师发现你们都有一个主语——人类，就是人类怎么去用人工智能。因此，人工智能是往好的方面发展，还是朝坏的方面发展，其实是取决于使用它的人，所以，智能是改变世界的工具，智慧是改变智能的思想。未来如何，关键看你们怎么想。

在设计这一环节时，通过辩论，让学生明确人工智能使用的主体是“人”，让学生感受到技术发展的好与坏关键看“人”，未来如何，关键看“人”怎么想，从而提升学生的信息社会责任意识。

问题链——问题原理的“反思”

纵观本节课，有以下几个特点：问题链是由多个相互联系、层次分明的小问题组成的。在问题链课堂教学中，教师成为教学中的“引导者”，学生成为学习活动的真正主人。教师依据学生的现实生活和认知水平，科学合理地将教学目标分解成一系列的子问题，每个问题都有明确的目的，前一个问题是后面问题的基础，前后连贯，且问题难度随着教学的重难点不断调整，使教学层层推进。同时，教师能通过设置不同的问题，有目的地把学生的经验、观点、感觉和问题等整合进课堂，较好地发挥了学生的主动性和创造性，有效地帮助不同层次的学生在自然的状态下学习，这样不仅让学生掌握了课堂的知识与技能，也培养了学生的计算思维。在整个过程中，学生的获取都是在小组合作的形式下进行的，有意识地培养了学生的小组合作能力，学生通过自主发现问题、探究问题、解决问题，提高了解决问题的能力，培养了创新思维能力。

结束语

总之，在将问题链引入课堂教学时，应该注意以下几点：①设置的情境要贴近学生的生活，让学生有学习的代入感；②设置的问题应是当前的学生可以理解的，让学生有突破的可能性；③问题的关联性应紧密，让学生有学习的递进感；④问题的设置要具有趣味性，让学生能享受学习的乐趣感。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]施伟.以问题链为线 串起数学知识“珍珠”[J].数理化解题研究，2020（18）：34-35.