2022年获得河南省电教馆优秀科创案例
2022年,王贯锋老师参加2022年度中小学科创教育优秀案例征集活动,报送的作品《农村初中学校开展人工智能教学》被河南省教育资源保障中心评为优秀案例。

人工智能教学在农村学校的开展
禹州市火龙镇中心学校 王贯锋
(作者简介:王贯锋,毕业于西安航空学院计算机及应用专业,现任教于禹州市火龙镇中心学校,中小学一级信息技术教师,从2017年开始在学校普及编程、人工智能、机器人教学,致力于提升学生的信息素养,从2020年开始组建机器人战队,积极参加各类机器人比赛,多次获奖,本人也取得机器人比赛持证裁判和认证指导教师。)
在农村学校开展机器人教学,难度很大。
一提到编程,大家都是惧怕的,别说是普通的教师,就是计算机专业的老师,也感觉教初中的学生是不可行的,不管是C&C++,还是Python,想想那代码都是麻烦的,更别说教学生了。再说人工智能和机器人教学,更是难上加难,因为有难度,大家都不想开展。
我想通过我这几年的工作开展,跟大家分享一点我的工作经历和我的想法,也许对大家有点启发,只是想告诉大家,在农村学校开展科创教育真的不难。
参加工作后,我一直在一所普普通通的农村初级中学中从事信息技术教学,2017年的一个培训改变了我的看法。那是一次创客教育培训会,培训老师讲的“为未来而学、为未知而教”的理念,深深打动了我。基于专业的素养,出于职业的敏感,我知道一个新的教育领域已经到来,要抓住这个机会,一定能在这个新的教学领域有所建树。培训结束后,我就自费购买了图形化编程scratch教程和arduino自学教程,走上了在农村学校普及科创教育的道路。
自此,我就在日常的教学过程中开始普及编程的知识和方法,在完成常规的教学任务外,我积极鼓励有兴趣的学生多接触多动手去实践。在农村学校开展编程教学,难度可想而知。一是没有现成的教材可用,二是学生的编程基础知识缺乏,0基础。针对这种情况,我就把教程上的教学实例一个一个拆解出来,一条语句一条语句,一个积木块一个积木块地讲解,一步一步地演示给学生看。通过一个一个小例子的观摩,学生才理解了编程是怎么一回事。再后来,我把搜集到编程视频集中起来,在课堂上反复地让学生看,看得多了,听得多了,对编程自然而然就有了一个直观的认识,潜意识里也有了去设计去编程的想法。再听老师讲解的时候,就豁然开朗,瞬间明白了编程是怎么回事。
编程教学进行的时间比较长,不管人工智能还是机器人,灵魂还是编程。
在最初的机器人教学中,由于学校教学条件的缺乏,我们除了微机教室外,用于科创的教学条件都没有,我就自己想办法,一是把自己家孩子不玩的积木拿到学校,让学生玩搭建,二是从物理实验室找到各种电子电路设备,让学生了解电子知识,三是自己有自费买来arduino设备,跟学生一起进行创作。
这就是最初的编程和科创教学,我做了很多有益的尝试,实践证明,在农村学校开展创客教育是完全可行的,利用现有的设备,投入有限的资金就可以取得不错的教学效果。
随着国家社会经济的发展、上级教育部门的重视和科学技术作为发展战略的确立,人工智能教学更是要要不断深入进行下去。经过2年多的普及和推广,2019年我们的教学也进入一个全新的时期,如果说以前是没有明确目标的尝试,那么接下来就是有规划、有目标的正式开展了。也就是从2019年开始,我们接触到了MAKEX机器人挑战赛,接触到了机器人大会,我也有了新的奋斗目标,就是带队参加比赛。
第一、 制定学习和教学计划
每一新学年初,我都制定详细的教学计划,让学生大致了解一年之类都学习什么内容,达到一个什么样的预期。七年级和八年级的学生或者是社团新队员和老队员,都能找到自己的学习路径和学习内容,有针对性地进行学习和教学,让学生不管是平时学习还是参加社团,都有收获。学生按层次进行学习,这样也可以充分发挥我们的技术优势和器材优势,最大限度地利用器材。
(2021-2022年度的学习、教学、比赛计划)
第二、 组织学习内容,完善教学材料
学习内容:计算机基本操作知识、计算机硬件知识、计算机软件知识、计算机编程思维与方法简介,基于scratch的慧编程,MBOT1.0和Mbot2.0,人工智能编程知识,童心派、光环板、电子电路,机械原理与简单机械,搭建知识,MAKEX比赛知识和规则视频等。
学期开始之初,我们就组织好学习材料,制作校本课程,按学生的层次,制定个性化学习方案,让学生有计划有组织地进行学习。
第三、 成立机器人社团
每个学期最初的几节课上,我都会公布机器人社团的招募计划,发动鼓励学生参加,发放报名表,问卷调查。根据报名情况,我组织学生参加测试,根据学生的情况,把学生分成几个小组,有无人机组,有机器人组,有编程组,有搭建组,有操作者,有设计组装组,有后勤保障组,有创意设计组等。
还会根据不同的比赛,进行临时的调整。
第四、 社团分组确定任务制定学习目标
社团内部分组确定之后,我们根据每个小组的情况,根据教学计划,制定每个小组的详细的学习目标,明确学习的内容,视频,书本,网页,素材,使用手册,软件,操作,最终达到的目标等。把任务分配到每个学生,让学生把这些学习材料整理到一块,对整个知识有个明确的认识,然后就是利用一切可以利用的周末和节假日开始学习。
因为我们的学习都是兴趣性质,每一周只有一节信息技术课,肯定是不行的,所以我要求学生,在日常的上课时间,注意学习的效率,剩下的就是自学,而每周的社团活动时间,主要是集中答疑和检查每周学习的情况,根据进度进行辅导,把重要的知识讲解一下,把要点布置下去,让学生学会自学和自我探究。
第五、 小组完成创意制作、人工智能作品
作为常规的教学目标,机器人社团每个小组要完成一个人工智能作品,坚持原创的原则,自己去想,发挥各自的创意,能完整地表达出自己的设计思想和理念,这样的作品作为我们的教学成果予以展示和回报,我们设置了投票平台,除了展示,我们还让家长进行投票,这样也起到了宣传的作用,同时也增强了学生学习的信心。
第六、 参加信息素养提升大赛
每一年省电教馆都会组织学生信息素养比赛,我们每年都参加,除了常规的电脑制作类赛项,我们主要参加人工智能创新设计赛项。进入3月份,我们就组织学生着手创新设计,把自己积累的点子和创意,在小组内采用头脑风暴的方法,确定住每个小组的方向,然后是进行制作和编程,经过大家的共同努力,制作出最终的作品,同时我们也会根据学生的表现,挑选出优秀的学生参加现场制作比赛。
第七、 参加机器人比赛,制定训练计划,抽时间集训,打比赛
机器人比赛,我们除了参加电教馆组织的外,还参加白名单上的比赛,社团从开始就注重培养学生的实战能力,参加机器人比赛也是我们社团终极目的之一,我们在每一年的上半年就开始进入备战状态,制定详细的训练计划,利用周末和节假日,让学生进行训练,利用一切可以利用的机会,让学生稳扎稳打,逐步成长。
战队在平时的训练中,也在不断地迭代升级和进化,我们的机器人也在不断地改进,一直持续到比赛开始。
第八、 让机器人教学成为学校的一张名片
新时代对教育的要求越来越高,数字化进程也深刻影响着学校的发展,作为数字校园创建的重要组成部分,科创教育的重要性愈发显现,学生综合素质的提升,核心素养的培养,学生必须具备的信息素养,这就是我们进行科创教育的初衷。
机器人教学现在已经成为我们学校的特色教学之一,学校领导非常重视这方面的发展,在人员上、分工上经费上给予了很大的支持和帮助,支持教师和学生参加各类比赛,为农村学校的教育教学走出一条新的路子。
在学校领导的大力支持下,经过全体师生不懈的努力,我们的教学取得了不错的成绩。