小学人工智能课程实施探究
1. 案例概要(500 以内字)
智能时代已经到来,普及人工智能教育势在必行。新一代人工智能与当今教育的有机融合已成为一种发展的必然趋势,在进行小学教育的过程中,应该由传统教育转变为“智能教育”。但是当前我国的人工智能教学仍存在重形式、轻思维培养,课程设置不够完整,教育质量评价体系不完善等问题。为此,可基于人工智能学科的特点和小学生的认知发展水平,制定适宜的教学方案,制定切实可行的评价机制,进而培养学生的学习兴趣,提高学生思考和解决问题的能力。在平时的教育学中,通过寓教于乐的小作品,对小学信息技术课堂的人工智能启蒙教育进行实践探究,以激发学生的好奇心和创造力,提升学生的信息素养。小学阶段人工智能课程的开设,是新时代发展的必然选择,但也要理性对待人工智能教育,不盲目跟风,不急于求成。要想让人工智能更好地进入小学的基础课程中,必须更新教育理念,制定可行的课程实施方案,结合科学的评价体系,让小学的人工智能课程实践落地生根。利用可视化编程,通过简单易懂的模块学习,培养学生的逻辑思维能力,激发学生的兴趣,让小学生更好地理解人工智能的相关内容,使人工智能逐渐从小众教育变为通识教育,从精英教育变为普惠教育。
2. 解决的主要问题,解决问题的过程和方法(800 字以内)
人工智能正在改变着社会的各个方面和人们的生活方式。2018年,国务院要求学校完善有关人工智能方面的标准和信息,让人工智能的发展更加顺应时代潮流。小学人工智能教育成为时代发展的新要求。小学人工智能教育的有待解决的实际问题:
1.培养方法重形式轻思维
很多小学人工智能课程的开展依托编程和机器人教育,如指导学生利用程序完成相应的编程题目,只以教会学生程序语言为目的,或者是单纯地实体组装机器人,却不注重对学生编程思维的培养。在许多家长的眼里,人工智能教育大多以竞赛为目的,所以学生为了竞赛而学习编程。教材也大多是和编程技能息息相关,缺乏对学生思维的科学引导。
2.人工智能的课程设置不够完整
小学已经设置的人工智能相关课程设计主要集中于信息技术课程、社团课程等,其中与人工智能相关的内容只有一小部分,且过于碎片化,缺少系统性。从整体上看,小学主要作为兴趣发展期,学校通常并不注重对学生思维的培养。
3、人工智能教育质量评价问题突出
首先,评价体系不够全面。还不能对教育范围进行全面覆盖,很多评价指标没有一定的针对性,导致人工智能教育质量评价优势得不到充分发挥。 其次,教育质量评价的标准还不够科学,在对教育质量进行评价的过程中,应该将学生的学习行为作为其核心内容。但是,目前的教育质量评价标准更注重学生对所学知识的掌握与运用程度,过多地关注学生的学习成果,而忽视了学生的学习过程,导致学生的综合能力以及核心素养得不到有效提升,不利于学生的未来发展, 甚至在一定程度上阻碍了 学生的学习效率以及教师的教学质量。最后,教育质量评价主体过于单一。对小学教育质量进行评价,其评价主体不应该只是小学教师以及其他学校人员,这会导致对学生学习行为进行评价时,多元化的课程评价主体被严重忽视,同时也会导致学生的参与性评价被忽视。简而言之,目前在新一代人工智能发展下所进行的教育质量评价还不够客观、全面,需要相关人员不断对其进行完善。
3. 案例创新点(500 以内字)
1、更新教育理念
在新一代人工智能发展背景下进行的教育理念,其主要目的都是教育与现代科技的一种 结合,在教学过程中采用最新技术对教学内容进行辅助,使学生能更好的理解与掌握所学知识,进而提升学生的知识储备以及技能,为我国培育更多高素质、高学识的人才。
2、制定有效的课程实施策略
小学阶段开展人工智能教育,应在培养兴趣的基础上,提升学生的科学思维能力。通过系统性的课程设计,让学生能够体系化地接受人工智能教育,在兴趣的基础上,提升思考和解决问题的能力。一是系统地为学生讲述人工智能的基本概念。二是让学生对人工智能产生一定的感知。从不同维度展示人工智能的用途。例如图像识别技术、语音识别技术、操控人工智能行动的技术等,让学生实际感知人工智能。 三是让学生尝试编程,感受人工智能的基本组成。 这一阶段可让学生完成一些编程作品,在实际操作中体会人工智能的魅力,并发展计算思维。
3、构建完整的教育质量评价体系
第一制定科学合理的评价标准。第二融入最先进的评价方式。对学生而言,通过该系统能找到所学知识内容、对所学知识进行查询,同时还能将自身教学质量的想法反馈出来,进而帮助学生找到适当的学习方式,解决学生想学习时无人监督等问题。对教师而言,通过该系统能有效提升自身的教学质量,结合系统上的评估标准对自身教学内容、教学目标等进行完善和改进,进而设计出更符合学生需求的教学方案。第三注重教育过程性评价。随着新课改的不断推进,教师在对学生进行教育的过程中,应该将学生作为教学主体,所设计的教学目标以及教学内容应该符合学生发展需求。第四要注重评价主体的多元性。人工智能技术也在不断发展,其从 1.0 模式到如今的 3.0 模式,不但能更好地对教育资源进行优化,同时对教育质量评价体系做出了一系列改革。如人工智能教师与真人教师的相结合,促使学生获得更高效的教育,而且依此制定了相应的评价标准,使评价主体具有一定多元性,满足现代教育需求。
4.在本单位实践效果(800 字以内)
再好的政策和策略,都需要有力的行动去实践。在人工智能课程实施中,做为信息课程的实施者,可以从以下几个方面做起,争取在新一轮教育改新中,让人工智能课程在小学教育中落地、生根、发芽。
1、化难为易
小学AI教育的目的首先是让学生会使用一些AI的应用模块。要做到深入浅出,由易到难,从熟悉感中拉近与人工智能的关系,让学生有成就感,能在学习中融会贯通,逐步形成相关知识的架构,最终达到举一反三的效果。让学生走进生活,体验智能,通过人工智能在生活中的应用案例,让学生明白高深的智能应用技术。2021年7月至9月,带领学生进行《人工智能在生活中的应用》研究性学习活动,获市研究性成果二等奖,通过研究活动的开展,让知识化难为易。
2、化碎为整
人工智能中涵盖的学习内容较多,教师应在教学前,设计相应的知识结构,以流程图的形式展示给学生,再一步一步实现最终的目标,让学生预先知晓自己所做的是什么动作, 并在过程中逐步领会各个流程之间的关系,化碎为整,形成对问题解答的知识结构体系。在平时的学习中,一次一个作品一个传感器,学生好理解易接受,在一件一件作品的积累下,培养了学生整体创新思维。达到了最终会综合应用教学目标。
3、化讲为示
教师在教学时可以弱化复杂的理论概念,让学生通过现实生活情境初步了解什么是人工智能,什么是机器学习。 鼓励学生编写脚本,理解其中的涵义,并能通过自我意识加以生活化,从而深入理解程序的意图。在我校的信息课堂中,充分体再了以生为本的教学理念。基本的操作让学生进行自我挑距战,复杂的难点,由教师示范。以生为本的课堂教学,培养了学生创新意识和探索精神。小学阶段人工智能课程的开设,是新时代发展的必然选择,但也要理性对待人工智能教育,不盲目跟风,不急于求成。要想让人工智能更好地进入小学的基础课程中,必须更新教育理念,制定可行的课程实施方案,结合科学的评价体系,让小学的人工智能课程实践落地生根。利用可视化编程,通过简单易懂的模块学习,培养学生的逻辑思维能力,激发学生的兴趣,让小学生更好地理解人工智能的相关内容,使人工智能逐渐从小众教育变为通识教育,从精英教育变为普惠教育。取得的阶段性成果与创新之处:除了平时常规的课堂学习外,解放路小学还将人工智能课程内容融入学校科技节活动和研究性学习活动,并鼓励学生参加赛事。通过开展丰富有趣的比赛活动,激励教师与学生共同参与,共同展现人工能智能在生活中的应用,提升学生的信息素养,培养学生利用信息技术处理生活中的实际问题。2021年《人工智能在生活中的应用》获郑州市中小学研究性学习成果二等奖,2022年《小学人工智能课程实施探究》获河南 省信息化成果二等奖,2022年《丝绸之路大闯关》获河南省信息技术作业设计二等奖。