注重有趣体验活动，提升学科核心素养

摘要：本文以《走近人工智能》一课为例，在教学中通过设计有趣的体验活动，增加了学生的积极性与参与度，让学生通过尝试、讨论、角色扮演、激情辩论等一系列活动，走近人工智能，提升了信息科技学科核心素养。

关键词：人工智能；有趣；核心素养；体验活动

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）18-0045-03

背景

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》提出信息科技课程内容应围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线，设计义务教育全学段内容模块。[1]人工智能属于第四学段（7～9年级）的内容模块，该模块有三部分内容，即人工智能与智慧社会、物联网实践与探索以及互联网应用与创新。

如今的初中生大部分已经接触过人工智能产品，有些学生还能够熟练地应用人工智能产品，他们对人工智能的探究欲望比较强烈。但是，他们对人工智能的起源和概念缺乏系统的理解，对人工智能的原理了解甚少。

因此，笔者以《走近人工智能》一课为例设计教学流程：

①创设情境，激发求知欲；②层层体验，了解人工智能；③深度探究，探索人工智能；④激情辩论，正视人工智能；⑤总结归纳，梳理实现提升。将学生活动设计为：①小组讨论理思路；②训练小爱学读诗；③情境表演、模仿扮演；④激情辩论，正视人工智能的利与弊。下面，笔者具体阐述如何将理论知识拆解，分散并融入到各环节的活动中，创设有趣的体验环境，在课堂中激发学生学习兴趣，增强学生逻辑思维能力，让学生在亲身体验中感受人工智能技术的无穷魅力，理解其概念，了解其发展历程和关键技术，深化原理认识，培养学生交叉学科的创新思维和辩证地看待问题的信息素养。

课例描述

1.情境巧用，体验诗歌智能生成系统

《走近人工智能》一课选取与学生有紧密联系的古诗作为切入点，巧妙引入课题。教师结合江南秋天的美景，出示绝句《江南秋》，请一位学生朗诵，其他学生猜测其由来，学生大胆想象和讨论，有的学生尝试使用搜索引擎查找，有的学生提出是人工智能创作。于是，教师顺势引出九歌人工智能诗歌写作系统，让学生亲历使用诗歌写作系统创作一首诗，感受人工智能的魅力。

设计意图：情境巧用，通过体验感悟，让学生对人工智能的应用有初步的认识，不仅能激发学生的好奇心，而且能引导学生透过现象看本质，为后面辩证地看待人工智能留下伏笔。这个环节旨在培养学生用不同方法解决问题的信息意识和遵守社会法则的信息社会责任感。

2.立足生活，理解人工智能的基本概念

教师引导学生联系生活实际，列举人工智能产品，学生列举出智能机器人、智能马桶、智能音箱和智能手环等。教师引导学生思考这些智能产品分别模仿人的哪方面（能听、能说、能看、能动、能想）的能力，并思考小爱音箱、小度智能音箱、天猫精灵等智能音箱和普通音箱的区别，如小爱音箱能理解人类的自然语言，还能帮助我们打开电饭煲、扫地机器人等设备，这一点普通音箱做不到。可见，这些人工智能产品能感知，能互动，甚至能做人类做不到的事情。最后，教师引导学生将其与人类进行比较（人类会思考，能学习），并由此引出机器学习的含义，即机器学习是人工智能的核心，在大数据的基础上让机器从看、听、说、动、想等方面来模仿人的认知[2]；引导学生理解人工智能的概念，即人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

设计意图：立足生活，列举生活中的人工智能产品，引导学生分析其模仿人类哪些方面的认知能力；通过与人类进行比较，理解人工智能的概念，了解机器学习是人工智能的核心。

3.实践创新，深度探索人工智能原理

作为人工智能产品的小爱音箱，其工作原理主要包括语音识别、语义理解、对话管理和语音合成四个环节。通过这些环节的协同工作，小爱同学能够实现与用户的智能对话交流。同时，小爱同学拥有丰富的知识库和对话模型，对话管理通过结合规则、机器学习和统计方法等多种技术手段，实现智能对话的功能。因此，教师以小爱同学的训练计划功能为例，设计“训练小爱学读诗”活动，引导学生深度探究人工智能原理，理解机器学习。课前，为每个小组提供一台小爱音箱、一部智能手机和一份学习材料，学生分组训练小爱同学朗读古诗。小爱同学通过自然语言处理技术，将用户的文本信息转化为对应的语义表达，从而能够准确理解用户的意图和需求，并通过对话管理、语音合成技术训练大规模的语音数据集，以实现对话交互。人工智能的成长离不开学习，人工智能通过大量的学习会变得越来越智能。

设计意图：学生通过亲身实践，训练小爱同学朗读古诗《江南秋》，体验小爱同学通过训练掌握新技能，了解小爱同学的工作原理，从而进一步加深对人工智能原理的理解。

4.情境表演，理解衡量机器智能标准

教师通过设问，让学生思考：是否可以通过学科测试来检测学习的效果？人工智能的水平有没有衡量的标准？学生观看视频，了解图灵测试和人工智能的起源。为了加深学生的理解，教师设计分组情境游戏表演：①向小爱同学提出三个相同的问题；②向小爱同学提出三个不同的问题；③两位学生情境表演、模仿扮演斯科特·亚伦森和尤金·古斯特曼的对话。教师引导学生观察角色间的不同答案，比较智能之间的差异，了解全球第一个通过图灵测试的聊天机器人软件尤金·古斯特曼。但是，这样的人工智能主要是面向特定任务和问题，它不具备和人一样的思考能力，这种属于弱人工智能，而强人工智能可以自己推理问题，独立解决问题。教师播放视频，让学生感受弱人工智能的不弱，它获取信息、处理信息的速度有时比人快很多。最后，教师引入ChatGPT，让学生体验AI聊天和AI绘画。通过典型案例，引导学生理解技术发展的两面性。

设计意图：通过分情境游戏表演，让学生比较智能应用之间的差异，了解图灵测试。通过播放视频帮助学生加深对人工智能的理解，同时引导学生辩证地看待人工智能。

5.角色扮演，辩证看待人工智能伦理

聊天机器人软件尤金·古斯特曼虽然通过了图灵测试，但它还不具备和人一样的思考能力。人工智能经历三个阶段的发展，目前还停留在弱人工智能阶段，强人工智能还未出现。教师组织学生开展辩论活动，辩论主题为“人工智能利大于弊还是弊大于利？”。正反方各选取五位辩手，辩论利用线上平台进行。辩论旨在引导学生正确地看待人工智能，让学生明白未来是一个人类和机器并存的社会，应合理使用人工智能，让人工智能成为辅助人类的好帮手。

设计意图：让学生进一步了解人工智能在社会各领域内的发展，并意识到人工智能在从弱人工智能向强人工智能发展的过程中，在给人类带来便利的同时，也可能带来安全挑战，增强学生的信息社会责任感。

总结与反思

1.充分调动学生的学习参与度，创设有趣的学习环境

在初中的人工智能教学中，学生较难理解大段的理论知识，体验感差。在实际教学中，教师可以利用关联学生实际生活的应用，设计有趣的活动，将理论知识进行拆解，分散并融入到各环节的活动中，即通过创设有趣的学习环境，调动学生课堂参与度，激发学生学习主动性。例如，为加深对人工智能的理解，本课循序渐进地设计了“小组讨论理思路”“训练小爱重体验”“角色扮演助理解”“激情辩论看AI”四个活动，充分调动学生的参与度，营造有趣的学习氛围，让学生感受人工智能在实际生活中的应用和重要性。

2.紧密关联生活实际应用，提高解决生活实际问题能力

教师创设紧密关联学生实际生活的情境，明确问题需求，引导学生通过发现问题、分析问题，探究解决问题的方法。在学生已有认知的基础上，教师选择合适的数字化工具解决问题，实现学科与学生生活的有效融合与平衡，从而培养学生的信息科技学科核心素养。例如，在本课中，在“层层体验，了解人工智能”环节设计学生活动“小组讨论理思路”，引导学生发现生活中的人工智能产品，并使用Character.AI，与历史名人对话，与虚拟AI进行英语口语练习。让学生感受AI的强大功能，引导学生选择合适的AI工具解决生活实际问题。

3.充分挖掘开放的数字化资源，搭建多样学习支架

在人工智能的教学中，在硬件资源有限的情况下，教师要充分挖掘免费的人工智能平台和工具，以及身边常见的智能设备，为学生创设多样的数字化学习环境。例如，本节课借助人工智能诗歌写作系统让学生体验人工智能创作诗歌的过程；使用如文心一言，让学生感受当前人工智能强大的魅力；使用线上教学平台开展辩论活动；等等。

4.注重发挥学科课程育人功能，增强信息社会责任感

教师应充分发挥课程育人功能，引导学生在使用信息科技解决问题的过程中遵守道德规范和科技伦理，树立正确的世界观、人生观和价值观，促进学生在数字世界与现实世界中健康成长。[1]本课例中ChatGPT功能强大，但却引来了一系列的人工智能伦理和社会责任问题，而便捷的人脸识别技术也可能会带来一定的风险。因此，人工智能是把双刃剑，教师应引导学生认识其两面性，合理使用人工智能，自觉遵循信息社会的法律、规范和道德，增强信息社会责任感。

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]耿丽.走近冬奥 遇见AI——感受人工智能的魅力[J].中小学信息技术教育，2021（S2）：112-114.

作者简介：朱云（1983.03—），女，高级教师，本科学历，硕士研究生，研究方向为信息科技教学。