新时代小学人工智能课程建设现状及路径
摘要
关键词
新时代;小学;人工智能;课程建设;教学路径
正文
前言:当前,我国正进入数字化发展的快速时期,在数字经济发展战略、教育数字化战略和创新发展战略中,急需具有良好信息素养和数字素养的杰出人才。作为数字技术的主要后备力量,学生的信息素质将会对今后的数字技术发展产生很大的影响。所以,最近几年,在小学中,我们在进行着一系列的改革,在我们的教育中也加入了人工智能的教学,这与我们的教育有着密切的关系。在此情况下,老师们对于人工智能技术和信息思维教学的关注也越来越多,并在教学内容和方式上不断地进行着改进。然而,人工智能教学还处在起步阶段,这要考虑到学生兴趣、学情以及老师的教学能力等多个方面的因素。只有积极推进人工智能教育工作,才可以满足人才的培养需求,满足新课程标准对信息技术教学的要求。
一、新时代小学人工智能课程建设现状
随着AI技术的发展,在小学阶段也掀起了一股学习AI的热潮,大量的教材出现在市场上,其中不乏一些被称为“全国首套”的教材。一些学校也开始开设一些关于AI的教学课程。在我国,许多教育专家、教育主管部门领导和学校校长都对人工智能教育产生了浓厚的兴趣,多地制定了中小学人工智能教育的相关政策。山东省教育部于2019年3月确定了721所开展人工智能教育的实验学校。郑州航空港区文教卫体局于2019年5月在6所学校进行了人工智能教学的试点,并在中小学开设了与人工智能教学有关的课程。广州市在2019年9月,将荔湾区、天河区和黄埔区列为“人工智能教育教学改革试点”,并将全市147所中小学作为“AI教育教学改革试点”。深圳市教育局于2018年9月在全国范围内选择62所学校,将其列为全国第一批开展“全国中小学AI教育”试点学校。江西,新疆,重庆,以及其他一些地方的教育当局,也相继推出了一些学校的AI教育计划。”2019年五月,在北京举行的国际AI与教育会议上,当时的教育部长陈宝生,在会上指出:“中国正在试行将AI教育的理念、知识和方法,纳入到大学、中学、小学各个阶段,并将其纳入到普通、职业和终身教育之中。在学校开设与AI有关的学科,促进全民化。”要以大中小学生的不同的认知特征为基础,把人工智能新技术、新知识进学科、进专业、进课程、进教材、进课堂、进教案、进学生的头脑,让学生对人工智能有基本的意识、基本的概念、基本的素养和基本的兴趣。近年来,中小学的人工智能教学正在蓬勃发展,许多地区的中小学教室已经取得了从无到有的重大进展,整体的课程品质和教师素质也得到了极大的提高。在“双减”的背景下,许多学科型的培训学校都建立了素质教学研究中心,负责中小学的AI课程的研究和执行,一大群知名大学的人工智能专业的学生加入到了这些课程的研究之中,保证了这些学校在研究过程中的科学化。近年来,我国部分新型技术院校的计算机程序教学和中小学人工智能教学逐步走向了合理发展的道路。从政策的制定到达到见到成效,是需要一个过程的,而中小学人工智能教育涉及到了政策、经费、师资、课时等众多方面的影响,因此在各个地区的具体实施效果并不理想,仍存在着很大的改善空间。
二、新时代小学人工智能课程教学路径
(一)指导学生开展信息技术应用实践
将所学的知识运用于实践中,有利于提高学生的运用能力,加深对人工智能知识的理解。教师应该对学生的学习状况进行认真的分析,并对其进行有序的程序设计,在教学过程中展开对程序设计的思考和尝试,并利用所学的人工智能知识来解决实际问题。就拿“趣味编程”课程来说,老师们应该从他们已经掌握的编程语言出发,指导他们使用这些软件来进行编程,并创造出一些有趣的游戏,生动的动画,美妙的音乐等等,从而在实际的AI课程中,提高他们的动手和创造的技能。例如,他们会把重点放在“个别项目”的教学内容上。在基本知识的教育中,老师要对页面的组成做一个简单的描述,使学生对网站的层级结构和进行计划的含义有一个基本的认识,知道如何构建一个网站的目录结构,对一些基本的知识有一个基本的了解。老师们可以参考“AI小度”的外形,让他们在自己的页面框架中设计一个“虚拟形象”,以此来提高他们对AI的兴趣,并引导他们查看页面的层级,为他们提供所需的信息。此外,老师以学生网站的专栏和内容为基础,指导学生用文件夹对网站的目录结构进行管理,最终实现构建“个人专题网站”的最终操作,最终就可以得到一套初步成型的页面。在这一节课中,“AI小度”始终伴随着学生们,当他们遇到问题的时候,他们可以和它进行沟通,此时,他们可以清晰地感觉到AI的强大。而在“个人专题网站”的教学完毕之后,老师们可以给学生们留下一些思考问题,让他们在自己的课余时间里去理解人工智能的原理,并在自己的兴趣的指引下,去实现自己的自主学习。
(二)根据学生实际学情进行趣味教学
因为小学生接触信息技术的时间比较短,他们的信息素质还处在一个发展的时期,所以他们在学习比较复杂的理论知识的时候,很可能会在思考中产生错误,比如说,如果他们遇到了比较多的学习困难,这将会对他们的学习热情造成影响,从而造成他们的学习倦怠等问题。所以,老师们要与现实的学情相联系,并以他们的认知水平为依据,来选择合适的教育方式,从而提升他们的教育质量。并且,要将小学生的身体和心理发展的特点结合起来,在具体的教育实践中,可以将其好奇心重、动手能力强等特性作为指导,进行趣味性的教育,让学生在轻松愉悦的教育气氛下,增强对信息技术知识的掌握。例如,在小学阶段,“编程”是一门比较难的学科,虽然六年级的同学们都有了一些计算机应用的基础,但是老师们在教学和实际操作上,还是需要大量的时间和精力去指导。在这个过程中,人工智能起到了重要的作用,而通过人工智能的案例,也可以将艰深的理论知识转化为鲜活的互动,让学生带着对人工智能的兴趣,参与到程序的学习中。在教学过程中,老师可以依据学生的实际学习状况,引用电子游戏、趣味动画等内容,引导他们开展人工智能的实践活动,并对他们的实践能力进行培养。老师可以引导学生对视频游戏和动漫制作的核心内容进行剖析,让他们了解到了程序设计的重要意义,并利用学习的程序语言和编写方法,在实际操作过程中,持续地对自己的实际操作能力进行训练。在实际操作过程中,可以从如下角度入手。
第一,老师们可以把程序语言比喻成一块修房子,首先让学生们在图像化的编程软件程序语言之间构建出一种连接,然后再将其引入到编程软件mBlockv5.3.0中,并与学生们的实际情况相结合,展开一些实践活动,让他们试着去编写一些简单的游戏、动画程序。接下来,老师要给同学们一些编程上的启发,比如熊大,喜羊羊,哆啦A梦等动漫形象,让同学们一边收集资料,一边确定自己的编程思路,再根据自己对AI的了解,来编写程序。
第二,教师要指导学生使用软件mBlockv5.3.0中的“动作、控制、画笔、外观、数字逻辑、变量”等指令来对其进行编辑,并与现实电子游戏和动漫中的虚拟形象运动轨迹相联系,对常见的“变量、链表”数据结构类型进行说明,从而让学生的实践经验储备得到充实,让之在实践中获得真知、掌握技能。
第三,.老师要为同学们搭建一个展示学习结果的平台,让同学们使用多媒体终端播放程式语言,并使用程式进行演示。在基本掌握了这款程序的使用方法之后,老师便会在教室里,加入一款非常受欢迎的“AI绘画软件”,并要求同学们将心中所想,以“关键字”的方式,向这款程序中,进行AI的操作。“AI绘画软件”的技术还不够完善,因此,其所产生的图像会出现人像缺失,画面结构不平衡等诸多问题。当学员们收到人工智能绘制的一幅画时,就可以利用这个程序,通过mBlockv5.3.0来对这幅画进行标记,并将问题点在上面。通过这种方式,既让学生对人工智能在绘画领域的应用有了更深层次的理解,又让他们对编程软件的使用进行了更深层次的理解,极大地提高了人工智能的实践素养。
(三)从长远发展出发,引导学生开展创新学习
随着新时代的到来,科学技术的发展速度越来越快,没有了创造力,想要在人工智能上有所进展,几乎是不可能的事情。同时,人工智能领域的发展也是一日千里,在实际生活中,以人工智能系统为基础进行创新的科学技术产品也是层出不穷。因此,在这一大背景下,小学信息技术教学必须面向将来,引导学生主动地进行创造性的活动,从而提高他们的创造性。其实,无论是机器学习还是生物技术,都离不开程序,现在的孩子们已经学会了如何使用程序,这对他们以后在这个行业中的发展有很大的帮助。因此,对于编程来说,老师要花一些心思在语言应用上,用一些深受学生喜爱的东西来激发他们的人工智能创新热情,让他们积极地进行创新,深化他们对程序语言的理解。在实际的教育过程中,老师要根据信息化的发展方向,不断地对教育的手段与手段进行改进,比如以“AI绘画”的教育为例,老师就要注意下面几个方面的问题。
第一,老师要以“运动的人”动漫形象为依据,通过使用软件mBlockv5.3.0中“当按下按键”模块来控制角色运动的原理,并对其进行演示,从而让学生清楚地认识到,动画形象在规定时间内从原位置顺畅地移动到某个位置的作用。这样,就可以让同学们在对动漫创作充满兴趣的同时,积极地参与到动漫创作中去。
第二,老师要将目光放在将来,要让学生在原来的动画形象的基础上,对将来的角色进行设计,要用自己的独特视角去观察人工智能技术的应用,从而对编程进行创新,并利用所学的程序语言进行制作。在这一步中,学生们可以将上一步所获得的材料进行再利用,也可以通过“AI绘画软件”,将画面绘制出来,从而拓宽了AI的使用领域,增加了实践过程的乐趣。从而使学生了解逻辑运算、条件判断、循环控制、事件触发等程序设计原理,并在体验设计、编辑、选择、组装、执行调试等编程过程中,使其掌握编程的方法和人工智能技术。
第三,在学生们进行了基本的动手操作训练之后,老师们可以从编程、绘画向外延伸,向他们展现人工智能在实际生活中的前沿应用方向,比如人工智能支持下的无人驾驶、远程医疗等,并让他们就“无人驾驶需要考虑哪些个方面”等问题进行探讨,从而拓展他们的眼界。在进行创意设计的过程中,同学们还可以将自己对人工智能的知识与生活、学习等领域相联系,从而设计出新颖的动漫形象,从而真正地提升他们的创造力。
第四,在教学中,老师可以指导学生观看《人工智能程序设计》的视频,从而激发他们的学习欲望,提升他们的程序设计水平。教师可以在课余时间里,带着学生参观科技馆,指导学生体验交互式多媒体设备,鼓励学生有个性地表达自己内心的人工智能创想,在以后的教学实践活动中,帮助学生将其付诸实践,从而激发学生的创新思维,帮助学生未来可持续发展。
结语:以人工智能为基础的小学信息技术教育,可以把学生培养成具备良好信息素质的人才,还可以启发他们的思想,提升他们的自身的理论研究和实际操作能力,为未来的学习提供了充足的经验。所以,在小学信息技术教师应该对人工智能技术的应用意义有一个清晰的认识,可以对学生进行信息技术应用实践,并与学生的实际状况相结合,开展趣味性教学,立足于长远发展,对学生进行创新学习,教师要发挥好自己的引导者作用等,从而让学生能够更好地将理论知识进行吸收,让学生能够更好地掌握实践的方法,从而提高学生的信息技术教学质量,为将来的人才培养打下坚实的基础。
参考文献
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