陳雅婷

創(chuàng)新整合點(diǎn)

（1）本節(jié)課采用STEAM教育的方式，融合多學(xué)科知識(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的同時(shí)，讓枯燥的知識(shí)變得易學(xué)，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在成功實(shí)踐的過程中，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，在“玩”的過程中，更容易幫助學(xué)生探索和體驗(yàn)屬于自己的世界。

（2）利用“智慧課堂”互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，提前下發(fā)微課，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，根據(jù)學(xué)生個(gè)體需求和學(xué)習(xí)進(jìn)度，使每個(gè)學(xué)生都能夠在自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏下自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

（3）通過無人機(jī)這種新型的人工智能教具，激發(fā)學(xué)生對(duì)信息科技的興趣，鍛煉手眼腦協(xié)調(diào)能力，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，促成主動(dòng)實(shí)踐的習(xí)慣養(yǎng)成，達(dá)到手腦并用的目的，以及科技素養(yǎng)的提升，為適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展做鋪墊。

教材分析

《螢火蟲》是中小學(xué)人工智能教學(xué)平臺(tái)AI+航空中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教材內(nèi)容是讓學(xué)生通過操作實(shí)踐，初步掌握編程控制無人機(jī)的基本技能，能嘗試設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)無人機(jī)表演。隨著自然環(huán)境的過度開發(fā)，夏夜的螢火蟲越來越少見了，但當(dāng)今，在夜晚的天空中，有了無人機(jī)這種科技之美?，F(xiàn)代科技的高速發(fā)展，使生活發(fā)生了翻天覆地的變化，習(xí)近平總書記在《論科技自立自強(qiáng)》中提出，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮科技創(chuàng)新的支撐引領(lǐng)作用，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)的綠色發(fā)展。因此，筆者將能靈活運(yùn)用編程模塊解決問題，發(fā)展邏輯思維與合作能力作為本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，將能靈活且邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡\(yùn)用編程模塊，提高信息素養(yǎng)作為本節(jié)課的難點(diǎn)。小學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能不僅能讓他們更好地理解生活中人工智能應(yīng)用的原理和功能，還能提高科技素養(yǎng)和信息責(zé)任意識(shí)，實(shí)現(xiàn)科技、自然共贏共生，讓水更清、天更藍(lán)。

學(xué)情分析

基于以上背景，筆者將本課的教學(xué)對(duì)象定為小學(xué)五年級(jí)學(xué)生，將整個(gè)STEAM課程劃分為3個(gè)板塊：導(dǎo)學(xué)認(rèn)知、實(shí)踐體驗(yàn)、夢(mèng)想起飛。本節(jié)課的課堂活動(dòng)是項(xiàng)目計(jì)劃的第二個(gè)板塊：無人機(jī)模擬螢火蟲。小學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能更多是從體驗(yàn)出發(fā)，他們通過前一板塊的學(xué)習(xí)，了解了螢火蟲的發(fā)光原理和意義，學(xué)會(huì)了無人機(jī)飛行，現(xiàn)在是在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化，發(fā)現(xiàn)可以借助大自然中螢火蟲帶來的靈感，讓無人機(jī)來模擬螢火蟲。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)夜空無人機(jī)編隊(duì)飛行表演，還原翩翩起舞的“螢火蟲”之美麗景象。

教學(xué)目標(biāo)

信息意識(shí)：了解無人機(jī)螢火蟲發(fā)光的原理和意義，掌握操控?zé)o人機(jī)飛行和燈光的方法，嘗試動(dòng)手制作“螢火蟲”。

計(jì)算思維：能靈活運(yùn)用編程模塊解決編程問題，通過小組反復(fù)實(shí)踐編程與試飛，發(fā)展邏輯思維能力。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過感知、體驗(yàn)、實(shí)踐、創(chuàng)新，了解人工智能在生活中的應(yīng)用，養(yǎng)成利用信息科技開展數(shù)字化學(xué)習(xí)和交流的行為習(xí)慣。

信息社會(huì)責(zé)任：通過體驗(yàn)編程操控?zé)o人機(jī)表演的過程，激發(fā)對(duì)現(xiàn)代科技和人工智能的興趣。

教學(xué)環(huán)境與準(zhǔn)備

教學(xué)環(huán)境：多媒體教室、超腦網(wǎng)絡(luò)、觸控一體機(jī)、平板電腦安裝暢言智AI、平板電腦安裝智慧課堂、F600無人機(jī)、配套二維碼地圖、學(xué)生地墊。

教學(xué)準(zhǔn)備：下發(fā)微課視頻至學(xué)生平板、平板設(shè)備充電、無人機(jī)設(shè)備充電。

教學(xué)過程

1.視頻導(dǎo)入，激發(fā)興趣

用視頻導(dǎo)入新課，給學(xué)生們展示一群閃爍著點(diǎn)點(diǎn)星光的螢火蟲。會(huì)發(fā)光的動(dòng)物令學(xué)生們耳目一新，激發(fā)了對(duì)本課的濃厚興趣，回顧螢火蟲發(fā)光的原理和意義，鋪墊本節(jié)課新課內(nèi)容。

2.著重觀察，抓住特點(diǎn)

引導(dǎo)學(xué)生觀察動(dòng)圖，看看螢火蟲具備哪些特點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)可以用簡(jiǎn)單的兩個(gè)詞來歸納，分別是發(fā)光和閃爍。那么，本節(jié)課就將利用無人機(jī)模擬螢火蟲作為重點(diǎn)內(nèi)容。

3.新手上路，自學(xué)發(fā)光

在上節(jié)課，學(xué)生已初步認(rèn)識(shí)了無人機(jī)，對(duì)無人機(jī)的種類、用途和構(gòu)造有了一定的了解，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)了地墊三維坐標(biāo)，掌握了利用三維坐標(biāo)來確定空間某一定點(diǎn)位置的方法，知道了如何操作平板編寫代碼使無人機(jī)飛行，并且明白了螢火蟲發(fā)光是因?yàn)樗?dú)特的生理結(jié)構(gòu)，且不同品種的螢火蟲發(fā)光的頻率、亮度、方式、顏色等都不相同。螢火蟲發(fā)光的意義在于發(fā)送信號(hào)，用于求偶、警戒、誘捕等。因此在本節(jié)課中，學(xué)生先根據(jù)下發(fā)的微課，觀看并自學(xué)操控?zé)o人機(jī)發(fā)光操作，然后以小組為單位，動(dòng)手實(shí)踐讓無人機(jī)發(fā)光。

4.發(fā)現(xiàn)問題，反復(fù)調(diào)試

出示螢火蟲動(dòng)圖，引導(dǎo)學(xué)生將無人機(jī)的發(fā)光效果與螢火蟲的發(fā)光效果相比較，不難發(fā)現(xiàn)存在明顯差異，螢火蟲的燈光是忽明忽暗，一閃一閃的，而無人機(jī)目前燈光卻是常亮。在觀察到不同后，學(xué)生進(jìn)行小組討論，找到改變發(fā)光的辦法，再次調(diào)試，請(qǐng)一個(gè)小組作為代表上臺(tái)，利用代碼拼圖向全班展示調(diào)試成功的實(shí)踐辦法。

5.共同優(yōu)化，迭代完善

引導(dǎo)學(xué)生觀察代碼（如圖1），發(fā)現(xiàn)燈光反復(fù)亮和暗，導(dǎo)致代碼大量重復(fù)，那么如何優(yōu)化呢？這里就需要學(xué)習(xí)一個(gè)新的語句，重復(fù)執(zhí)行命令，學(xué)生用此語句優(yōu)化代碼。優(yōu)化后，會(huì)發(fā)現(xiàn)代碼清晰、簡(jiǎn)潔，呈現(xiàn)的邏輯思路簡(jiǎn)單易懂（如圖2）。

6.輪流體驗(yàn)，翩翩起舞

結(jié)合上節(jié)課的飛行，與本節(jié)課的發(fā)光，讓無人機(jī)真正還原飛舞的螢火蟲。A組自行分工，把無人機(jī)的閃爍和飛行整合到一起。B組保障安全，幫忙提出合理建議。隨后，兩組互換，提高難度，把四個(gè)小組合并到一起，共用一張地圖，讓無人機(jī)翩翩起舞。最終，全班一起展示1分鐘的無人機(jī)編隊(duì)表演，記錄員利用平板記錄下精彩瞬間。在整個(gè)過程中小組自主選擇玩法與表演姿態(tài)，學(xué)生們?cè)诤献髦畜w驗(yàn)和感受到編程操控?zé)o人機(jī)帶來的樂趣，激發(fā)對(duì)現(xiàn)代科技的探索與憧憬。

7.總結(jié)提煉，領(lǐng)悟精髓

學(xué)生們暢談收獲與感悟，暢想未來。

教學(xué)反思

1.基于新課標(biāo)，落實(shí)人工智能教育的邏輯主線

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，力圖構(gòu)建提升數(shù)字素養(yǎng)，培育數(shù)字時(shí)代創(chuàng)新力、學(xué)習(xí)力和遷移力的完整信息科技教育體系。新課標(biāo)以人工智能教育為邏輯主線，人工智能課程的學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)從智能設(shè)備的體驗(yàn)開始，到認(rèn)識(shí)、理解，再到嘗試設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本課的學(xué)習(xí)，按照入門、遷移、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、實(shí)踐創(chuàng)新的邏輯主線，讓學(xué)生逐步提高，不斷創(chuàng)新，最終制作出“螢火蟲”（如圖3）。

2.抓住興趣點(diǎn)，開展多學(xué)科融合的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

無人機(jī)作為一種新型的人工智能教具，既接軌了國(guó)家科技發(fā)展戰(zhàn)略，也深受學(xué)生喜愛，大大提高了課堂趣味性，讓理論與實(shí)際有趣結(jié)合。本活動(dòng)融合了科學(xué)、美術(shù)、音樂、數(shù)學(xué)、人工智能等學(xué)科，打破了學(xué)科邊界，拓寬了研究視野，在感受自然美、創(chuàng)造科技美的同時(shí)，不忘讓科技與自然交相輝映。通過學(xué)科融合的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和跨學(xué)科思維能力，使其能夠更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。在未來，跨學(xué)科的人才具備多領(lǐng)域的知識(shí)和技能，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的社會(huì)問題。

3.運(yùn)用編程思維，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式

要想讓人工智能技術(shù)切切實(shí)實(shí)“落地”到信息科技課堂教學(xué)中，教師需要明白，人工智能技術(shù)的應(yīng)用是建立在智慧控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，而人工智能對(duì)各項(xiàng)任務(wù)的有效執(zhí)行，來源于對(duì)各個(gè)指令的精準(zhǔn)分析和正確判斷。在教學(xué)過程中，可以利用編程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，邏輯思維又正是解決問題的基礎(chǔ)。通過對(duì)邏輯思維的培養(yǎng)，學(xué)生能逐漸學(xué)會(huì)分析問題的本質(zhì)，確定關(guān)鍵因素，并找到最佳的解決方法。

因此，教師在課堂教學(xué)的過程中應(yīng)重點(diǎn)對(duì)學(xué)生的編程思維進(jìn)行鍛煉與培養(yǎng)，通過合理應(yīng)用編程教學(xué)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)路徑的改革。

4.充分發(fā)揮課程育人功能，反映數(shù)字時(shí)代正確育人方向

“科”“技”并重的人工智能教學(xué)實(shí)踐需要增強(qiáng)課程的思想性，貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。本課將大自然中的螢火蟲和無人機(jī)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使自然與科技碰撞出新的火花。在教學(xué)過程中，教師需培養(yǎng)自己的教學(xué)智慧，立足于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，挖掘人工智能里的教學(xué)原理，調(diào)整教學(xué)中心，既注重科學(xué)原理，也注重思想習(xí)慣培養(yǎng)。

“察勢(shì)者明，趨勢(shì)者智，馭勢(shì)者獨(dú)步天下”。相信只要堅(jiān)持以人為本、以智御智，協(xié)同辯證推動(dòng)人工智能的技術(shù)更新和社會(huì)治理，就一定能夠在構(gòu)建安全可信的人工智能過程中，實(shí)現(xiàn)人工智能讓未來生活更美好的理想。