基于生活,强化自主

来源 :中国信息技术教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haohaia9
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  《江苏省义务教育信息技术课程纲要(2017年修订)》中新增了人工智能模块,共4课内容,明确指出“通过此模块的学习,学生应初步了解人工智能的基本概念及发展历程,通过体验及剖析生活中常见的人工智能系统应用案例,感知人工智能技术的特点,初步了解人工智能的基本工作原理与过程,尝试设计与实现简单的人工智能系统”。教材的教学对象为六年级学生。许佳洁老师执教的《人工智能初体验》一课面向的是四年级学生,是自选整合的教学内容。该课虽不是小学信息技术教材中的标准课时,使用的也不是标准教材要求的xDing软件,但教学目标仍是立足于“人工智能初步”模块,以初步了解人工智能的概念、了解人工智能在生活中的应用和体验机器学习为重点,实现编写简易人工智能的程序,并引导学生结合所学,畅想未来生活。在本课的教学实施过程中,授课教师注重引导,学生深入体验,呈现了多维度的教学实践。
  ● 基于生活情境,“导”串一线
  1.从生活中来,导开头
  许老师的本节课教学设计是从闹钟、计算器等学生熟悉的生活物品导入,学生直观获取信息,借助语言,勾起学习兴趣,接着,教师引导学生对物品进化后的样子进行联想,最后,学生通过“小爱同学”宣传视频的观看和亲身体验“小爱同学”学习知识概念。学生在多感官接收信息后,求知探索的欲望被激发了出来。良好的开端是成功的一半,本节课的问题从生活中来,教师顺势导入人工智能的学习内容。
  2.生活点滴,串中间
  课堂的推进需要不断地引导和针对性的指导。在“机器学习”教学环节中,教师通过游戏将现实生活与虚拟世界串联起来。从人人对战到人机对战,教师引导学生进行观察和对比,从而发现问题,并不断思考和分析问题,最后,学生在教师一步步的引导下解决了问题。整节课的中间部分,通过教师及时和恰当的“导”,学生将知识建立起了千丝万缕的联系,从而形成了稳固的认知结构。教师在教学过程中设置了一个个问题引导,在解决完一个知识的同时引出下一个问题,衔接恰到好处,使学生的思维串成一线。每一个引导的问题都来自生活中的点滴,能够与课堂学习深度融合。
  3.到生活中去,应结尾
  学习知识与技能不是目标,让所学知识与技能能够真正发挥作用才是学习的终极目标。本节课教学的最后,与开始部分相呼应,教师再次强化人工智能的基本概念,引导学生思考人工智能在校园中、社会上可实现的应用,延伸了相关学习点,使知识技能得到升华。教师完整的“导”将课堂织成了多维度的网,知识点在这张网中不断流动,实现教学目标的汇总。
  ● 提供丰富体验,寓教于乐,学以致用
  科尔布认为学习是通过经验的转换从而创造知识的过程,他用学习循环模型来描述体验式学习:①实际经历和体验;②观察和反思;③抽象概念和归纳的形成;④在新环境中测试新概念的含义。对四年级的学生来说,运用体验式学习,将“玩”和“学”结合,让他们和老师玩,和同学玩,还和机器玩,寓教于乐,能激发他们求知的动力,学以致用,促使他们思考、分析解决办法。
  1.教师與学生
  玩猜拳游戏,师生互动。教师要将已有知识和将要学习的知识结合起来,产生新的探究点,引发师生有效互动。在设想校园人工智能应用时,教师及时与学生互动,引发更多有趣的创想。当有学生回答精彩时,教师带领全班同学为他点赞,及时肯定,同时,调动不同层面的学生参与互动,保持学生积极性。另外,教师要注意及时关注学生的反馈信息,并根据学生的反映调整教学。
  2.学生与学生
  不管是样本的学习还是检验甚至是应用,都需要学生的共同参与。两人一组,是最小单位的学生团体,每个学生的体验也能保证最大空间。尽管在开始上课前,学生彼此不熟,但在不断交流、合作沟通后,他们建立了不一样的学习关系,彼此既是学伴又是竞争对手,边合作玩边暗暗比拼,玩出新高度。学生从单纯的个体学习走向了协同创作,协作能力得到了有效提升。
  3.学生与机器
  人工智能的体验也是教学目标的一块,与机器玩,既符合本课主题,又给了学生不一样的体验。学生在与机器的沟通互动过程中,对机器学习等也更为了解。由于硬件设备的配置问题,学生在为机器“治病”的过程中,与机器建立友谊,潜移默化地产生爱护设备的念头。
  同时,学生在“玩中学”,自由、快乐地学习和探索,提升能力。他们完全投入到了实际体验的活动中,并且从多个角度观察和思考,得到一些合乎逻辑的结论,接着运用这些结论继续去解决问题,验证成功后形成自己的最终的定论,甚至是概念文字。
  ● 由扶到放,学成一体
  瑞士著名心理学家皮亚杰的学习理论观点认为,认知结构不是事先就在头脑中的,也不是外部世界所赋予的,而是学习者通过同化和顺应发展变化的。当学习者从外部获得的信息能够被原有认知结构所接受时,学习者就将这些知识同化;当外部信息和学习者原有认知结构发生冲突时,学习者就会调整自己的认知结构,建立新的认知结构以达到顺应。学习者就是经过同化—顺应—同化—顺应……如此反复这样一个“平衡化的过程”而不断建构知识的。
  1.由扶到放,走向自主学习
  “扶”之有效。在指导学生体验猜拳游戏时,教师要引导学生细致观察界面,学生发现识别窗口的错误显示,从而联想到机器不认识“布”的手势,再深入思考,想到要教会机器认识“布”,自然引出“模型训练”的学习。此时,教师讲解模型训练的操作,帮助学生扫清技术障碍,学生很快就能完成作品的完善。
  “放”之到位。猜拳游戏是教师带着学生体验的,识别口罩佩戴就是让学生自主探究。学生利用已有生活经验,结合课堂学习,能很快实现知识迁移。而自学教材的使用,又为学生提供了有效工具,为自主探究和合作学习助力,让学生充分享受到成功的乐趣。人工智能教学不单要培养人工智能工程师,更要激发起学生对人工智能的兴趣,透过人工智能学习而提升思维品质,因此,自主学习既是手段也是目标。
  2.由扶到放,由课内向课外拓展
  任何内容都不是为了学而学习的,而是为了用而学习的。人工智能学习要跟真实问题联系起来才有价值,人工智能课上学习的知识要用于解决生活中的实际问题。本节课人工智能的应用联系首先围绕校园展开,再扩展到生活的方方面面,学生在教师的引导下逐渐理解相关问题,进而实现知识的建构,在一系列的连锁活动中,有效地培养学生搜集信息、处理信息的能力,提高学生的观察力和思维能力。
  人工智能课程是未来信息技术课程发展的方向,人工智能教育要从娃娃抓起,但人工智能教育不能拔苗助长,不能脱离学生原有的认知规律而强行灌输。人工智能的学习应该是由浅入深的过程,从体验感知到动手实践,不断地尝试、积累、创造。同时,在人工智能教学中,教师要渗透计算思维,培养学生解决问题的综合能力,全面提高学生信息素养。
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