丁俠

● 課堂實(shí)踐

小學(xué)信息技術(shù)教材中的人工智能模塊是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，包含初識(shí)人工智能、人工智能的應(yīng)用、表情識(shí)別和語音識(shí)別四個(gè)課時(shí)。人工智能在小學(xué)階段的教學(xué)工作有著比較成熟的教學(xué)環(huán)境，在內(nèi)容上多安排體驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在完成預(yù)設(shè)的實(shí)踐任務(wù)之后，可以在掌握相關(guān)方法后在真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)可以利用類似知識(shí)的問題，然后綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化、物化，從而綜合體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1.以興趣激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力

在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)該依托實(shí)際生活場景，以學(xué)生生活中所熟知的應(yīng)用、感興趣的領(lǐng)域應(yīng)用為背景，通過清晰的視頻、逼真的動(dòng)畫等信息技術(shù)手段，為創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生興趣的教學(xué)提供有力支持。

案例1：《語音識(shí)別》之感官體驗(yàn)教學(xué)片段。

①直接體驗(yàn)。學(xué)生利用iPad打開“訊飛語記APP”，錄入一句話，直接體驗(yàn)聲音轉(zhuǎn)化為文字的魅力。說一說這個(gè)功能是如何實(shí)現(xiàn)的，由此引出語音識(shí)別技術(shù)。

②以情境促發(fā)學(xué)生深層思維。生活中，還有哪些設(shè)備使用了語音識(shí)別技術(shù)，使我們的生活更加便捷？引導(dǎo)學(xué)生說出生活中的體驗(yàn)，如語音撥號(hào)、聽歌識(shí)曲、天貓精靈等。在此基礎(chǔ)上討論在語音識(shí)別領(lǐng)域人工智能還能有哪些應(yīng)用，它的優(yōu)點(diǎn)和不足是什么。

案例分析：通過精心創(chuàng)設(shè)直接體驗(yàn)和以情境促發(fā)學(xué)生深層思維活動(dòng)，巧妙轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)“任務(wù)”（什么是語音識(shí)別技術(shù)和語音識(shí)別技術(shù)在生活中的應(yīng)用），形成學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，促進(jìn)學(xué)生深度探究（語音識(shí)別技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)），從多方面主動(dòng)構(gòu)建信息技術(shù)知識(shí)體系，內(nèi)化成信息技術(shù)內(nèi)涵素養(yǎng)。

2.以實(shí)訓(xùn)促發(fā)思維感知

學(xué)校開展的人工智能主要有兩方面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，一是人工智能理論方面，二是人工智能實(shí)踐方面。無論哪方面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，都有生澀難懂的概念和邏輯，要使人工智能教學(xué)能貼近學(xué)生生活，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，就要將抽象的知識(shí)具體化，設(shè)計(jì)出理論與實(shí)踐相結(jié)合的活動(dòng)，為此我們將硬件設(shè)備和軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人工智能在信息技術(shù)課堂上落地生根。

案例2：《語音識(shí)別》之實(shí)踐操作教學(xué)片段。

如果想要實(shí)現(xiàn)通過語音識(shí)別開門、關(guān)門，我們需要做哪些工作？門——硬件設(shè)備（舵機(jī)），程序——實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別開門、關(guān)門的功能（利用xDing軟件編寫程序），還需將硬件設(shè)備與xDing軟件相連，并安裝固件。準(zhǔn)備工作完成之后學(xué)生一起分析語音識(shí)別開門、關(guān)門的過程，包括初始化“門”的狀態(tài)、開啟/關(guān)閉語音識(shí)別、呈現(xiàn)語音識(shí)別結(jié)果、條件判斷與執(zhí)行、保存程序。在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生動(dòng)手操作將硬件與軟件相連，在軟件中編寫程序，實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別開門、關(guān)門的過程，真正體驗(yàn)了產(chǎn)品從無到有的過程。

案例分析：信息技術(shù)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程，在教學(xué)中只有通過有效的實(shí)踐教學(xué)，才能夠幫助學(xué)生更好地進(jìn)行信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的信息技術(shù)能力和操作水平。六年級(jí)的學(xué)生還處于好奇心特別強(qiáng)烈、喜歡動(dòng)手實(shí)踐操作的階段，通過軟硬件結(jié)合模擬語音開門、關(guān)門的場景，能夠讓學(xué)生動(dòng)手搭建設(shè)備，編寫程序，在修改完善的過程中，體驗(yàn)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的快樂，感受技術(shù)的魅力。

3.以問題求解激發(fā)深層思維

基于問題解決是近年來發(fā)展起來的教學(xué)方法和教育思想。它是指將問題置于真實(shí)、有意義的情境中，將學(xué)生置于問題解決者的角度，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，通過解決復(fù)雜問題，幫助學(xué)生培養(yǎng)問題解決能力，同時(shí)學(xué)習(xí)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能。

案例3：《語音識(shí)別》之問題求解教學(xué)片段。

①提出問題。引導(dǎo)學(xué)生提出問題是開展探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如何創(chuàng)設(shè)情境、提出問題，是進(jìn)行探究的初始環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生觀察語音識(shí)別在日常生活中的運(yùn)用，在觀察生活事物過程中發(fā)現(xiàn)問題、引發(fā)思考，在創(chuàng)設(shè)情境的過程中培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、勤于思考的能力。家中的燈經(jīng)常徹夜忘關(guān)怎么辦？如何實(shí)現(xiàn)語音控制開燈/關(guān)燈，解決生活中的實(shí)際問題？

②分析問題。分析問題是指在已有知識(shí)基礎(chǔ)上，通過觀察與猜想，對(duì)問題進(jìn)行嘗試性分析與推測。要實(shí)現(xiàn)語音控制開燈/關(guān)燈的功能，應(yīng)該做好哪些準(zhǔn)備工作呢？硬件設(shè)備是什么？程序上與語音識(shí)別開門/關(guān)門又有哪些不同？學(xué)生結(jié)合已有的知識(shí)，分析問題，提出假設(shè)，嘗試設(shè)計(jì)語音識(shí)別程序。

③解決問題。方案設(shè)計(jì)是解決問題的核心。方案設(shè)計(jì)要基于學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與能力，在實(shí)踐探究過程中驗(yàn)證猜想，得出結(jié)論。利用xDing軟件設(shè)計(jì)語音燈，語音識(shí)別的內(nèi)容可以是打招呼、開燈、關(guān)燈等。如果語音識(shí)別結(jié)果是“關(guān)燈”則“熄滅”，如果語音識(shí)別結(jié)果是“開燈”則“點(diǎn)亮”，通過判斷語音內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的操作。

案例分析：應(yīng)用是學(xué)習(xí)的最終目的。如果學(xué)生在掌握知識(shí)與技能后應(yīng)能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，解決生活中的實(shí)際問題，那么學(xué)習(xí)就真正發(fā)生了。學(xué)生在掌握了語音識(shí)別開門/關(guān)門基本原理能后，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別開燈/關(guān)燈上的功能，也在實(shí)踐的過程中提升知識(shí)運(yùn)用與解決問題的能力。教師的教學(xué)應(yīng)從學(xué)生的生活體驗(yàn)著手，從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā)，去發(fā)現(xiàn)生活中的問題，和學(xué)生一起尋求解決問題的方法，并能夠根據(jù)同類問題歸納總結(jié)出相應(yīng)的方法。當(dāng)再次遇到類似問題時(shí)，學(xué)生可以從大腦中檢索出相應(yīng)的解決方案，只有這樣，學(xué)習(xí)才真正發(fā)生。

4.以多次反思提升信息學(xué)習(xí)力

計(jì)算思維的培養(yǎng)需要更多地關(guān)注并促進(jìn)學(xué)習(xí)者思維方式的變化，這些變化是可以通過外顯行為表現(xiàn)等加以觀察與分析的。因此在教學(xué)中，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生思維外顯的一些活動(dòng)，讓學(xué)生的思維可見。

案例4：《語音識(shí)別》之思維培養(yǎng)教學(xué)片段。

不管是語音識(shí)別開/關(guān)門還是語音識(shí)別開燈/關(guān)燈，都會(huì)有這樣的語言描述，如初始化的狀態(tài)及相應(yīng)的條件判斷，學(xué)生根據(jù)語言描述完成上表，并根據(jù)表格填寫的內(nèi)容，在xDing軟件中完成程序編寫。

案例分析：通過表格將語音識(shí)別開燈/關(guān)燈的過程進(jìn)行相應(yīng)的梳理，能幫助學(xué)生建立程序設(shè)計(jì)的流程，讓學(xué)生的思維在問題解決中得以呈現(xiàn)。部分學(xué)生在程序完善環(huán)節(jié)遇到一些問題，這時(shí)需要教師提供相應(yīng)的腳手架。通過表格將思維梳理，借助程序?qū)⑺季S呈現(xiàn)，既解決了生活中的實(shí)際問題，又提升了學(xué)生的思維能力。

● 反思提升

在小學(xué)階段開展人工智能的教學(xué)，要注重真實(shí)問題情境的引入，內(nèi)容要精簡有趣，符合小學(xué)生的年齡特點(diǎn)，注重培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力。人工智能不僅是知識(shí)和實(shí)踐的整合，更是解決問題的一種思路，在教學(xué)實(shí)踐中，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)知識(shí)體系和現(xiàn)實(shí)生活的連接，從而讓學(xué)生學(xué)以致用。