馮潔卿

（廣東省廣州市南沙第一中學，廣東 廣州 511457）

人工智能教學目標在于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，助推學生的思維層面發(fā)展，并著重從中小學生入手，深化學生對人工智能的認知，加強學生對時代科技發(fā)展的了解。為保障人工智能教學效果的提升，充分彰顯相關(guān)教學工作的優(yōu)勢作用，授課教師應(yīng)從教學內(nèi)容入手，結(jié)合學生的學習需求與能力，大力推進項目式學習的落實，力求切實提高學生分析、解決問題的能力，從多維角度完善教學體系，促進學生高階思維的提升與發(fā)展。

一、項目式學習在人工智能教學的優(yōu)勢作用

項目式學習是指將學習小組視為基礎(chǔ)教學單位，以項目任務(wù)為驅(qū)動，引導(dǎo)學生在相互探究、合作、交流的過程中，完成學習任務(wù)，在做到完善自身知識架構(gòu)的同時，實現(xiàn)綜合能力與素養(yǎng)的提升。

（一）強調(diào)多學科融合

人工智能本身就有綜合性強的特點，涉及范圍廣、學科知識豐富，其中包含數(shù)學、計算機學以及工學等多層面、多學科知識。在初中階段開展人工智能項目式學習，可以實現(xiàn)借助真實、現(xiàn)實問題的展示，讓學生充分調(diào)動多學科知識，使其在學習過程中，始終處于“持續(xù)化的知識匯總與運用”狀態(tài)，以此保障教學效果、學習質(zhì)量的提升。由此可見，無論是項目式學習還是人工智能，都在強調(diào)多學科融合，人工智能項目式學習更是要求學生在參與全過程中實現(xiàn)多學科知識架構(gòu)的調(diào)動。

（二）注重理論結(jié)合實踐

項目式學習要求教師逐步引導(dǎo)學生在真實的問題情境中，靈活運用學科理論知識，并以相互合作、交流、探討等方式，完成問題的解決，實現(xiàn)知識的補充與實踐能力的鍛煉。在人工智能教學環(huán)節(jié)，學生依然需要掌握基礎(chǔ)理論知識后，再進行相應(yīng)的實踐操作，逐步內(nèi)化知識，并形成相應(yīng)的知識架構(gòu)。因此，在人工智能項目式學習活動中，強調(diào)理論結(jié)合實踐是完成教學任務(wù)的關(guān)鍵所在。

（三）重視評價與反思

項目式學習強調(diào)多元評價的重要性，需要在學生自我評價、相互評價的過程中，完成對學習活動結(jié)果、項目探究成果、綜合表現(xiàn)等方面的總結(jié)和反思。通過全面、多元的評價內(nèi)容，學生能夠建立更為全面的自我認知和學科認知，便于學生綜合能力的提升。人工智能教學活動則要求學生分工合作完成不同類型的實驗，并站在辯證角度上，論述人工智能技術(shù)的積極影響與消極影響，這是培養(yǎng)學生價值觀念的重要著手點。因此，在初中人工智能教學項目式學習活動設(shè)計環(huán)節(jié)，教師要格外重視教學評價與反思。

二、初中人工智能教學現(xiàn)存問題

人工智能教學一直處于探索階段，目前人工智能教學的學校普遍存在教學資源匱乏、師資力量不足等問題，再加上授課教師缺乏相應(yīng)的教學經(jīng)驗，對于項目式學習方法的運用不靈活，致使教學環(huán)節(jié)存在的問題較多。

（一）師資力量薄弱

我國尚未系統(tǒng)化建立以服務(wù)中小學人工智能教學為目標的高校師范類人才教學體系，致使教學人才輸出方面存在弊端，難以高效培養(yǎng)出掌握人工智能技術(shù)又掌握教育專業(yè)能力的人才。現(xiàn)階段，初中人工智能教學工作普遍由信息技術(shù)教師負責，而這些教師對人工智能技術(shù)的了解程度有限，技能素養(yǎng)不佳，導(dǎo)致教學效果難以得到保障。

（二）深度體驗不足

通過對實際情況的了解以及相關(guān)文獻資料的分析，當前人工智能教學表現(xiàn)出碎片化問題，教學目標整體層次較低，大部分教師單純重視引導(dǎo)學生在實踐中感受人工智能技術(shù)，未能全面向?qū)W生展示人工智能技術(shù)的原理；再加上教師在選擇教學方式期間，依然存在“重講授”的情況，無法幫助學生建立高質(zhì)量的知識架構(gòu)，出現(xiàn)教學目標與教學內(nèi)容“兩張皮”的問題，學生對相關(guān)內(nèi)容的理解停留在淺層次，未能實現(xiàn)深度體驗。

（三）參與程度較低

學生在學習期間參與程度不足的原因主要在于兩個方面，即教學形式刻板與忽視學生主體地位。部分教師雖然積極優(yōu)化教學方式，但受到教材教學結(jié)構(gòu)、學生個性化成長等因素的影響，教師難以靈活應(yīng)對各種教學環(huán)節(jié)出現(xiàn)的突發(fā)狀況，致使教學活動缺乏針對性、趣味性，教學效果難以達成預(yù)期；此外，教師在教學活動中沒能充分展現(xiàn)出引導(dǎo)者作用，依然“指揮”著學生的行為、活動方式，影響學生主體思維、能力的發(fā)揮與提升。

（四）教學評價單一

教師習慣將學生的實踐成果和課堂表現(xiàn)視為教學評價標準，忽視多元評價對教學、學生本身發(fā)揮的作用。部分教師難以針對學生知識掌握程度進行評價，影響學生學習成就感的形成。實際上，大部分教師開展教學活動之間都沒能對學生的實際情況進行調(diào)查和了解，未能將學生的學習經(jīng)驗、生活經(jīng)歷視為教學設(shè)計的基礎(chǔ)，導(dǎo)致學生體驗學習活動期間，學習期望未能得到滿足，綜合能力難以有效提升。

三、人工智能教學項目式學習的教學策略

（一）結(jié)合人工智能產(chǎn)品，了解人工智能概念

若想加強學生對人工智能技術(shù)的掌握，則需借助生活中的事物、事件，引導(dǎo)學生了解人工智能的概念，從認知層面入手，強化學生對相關(guān)事物的理解和掌握。由于人工智能的概念較為抽象、復(fù)雜，所以，在正式授課之前，教師可引入常見、實用性強的人工智能物品，調(diào)動學生生活經(jīng)驗的同時，保障學生在概念層次的學習和認識。

以“識別系統(tǒng)”學習活動為例，人工智能可以進行“識別”的關(guān)鍵在于“機器學習”，這也是人工智能的基礎(chǔ)性功能之一，但由于相關(guān)概念晦澀，初中生難以實現(xiàn)深入學習。對此，教師可列舉生活中的智能終端，逐步引導(dǎo)學生了解何為“機器學習”與“識別”。首先，教師向?qū)W生展示平板電腦，與學生交流日常平板電腦的功能與作用；其次，讓學生嘗試操作平板電腦屏幕指紋解鎖的設(shè)置流程；隨后，教師詳細講解“設(shè)置指紋”與“使用指紋”的原理，即讓計算機認識認知的學習階段和指紋比對的驗證階段。當學生逐步了解“指紋”在解鎖環(huán)節(jié)的工作原理后，自然可以建立對“機器學習”的了解，便于教師后續(xù)教學內(nèi)容的深入推進，也有利于學生對相關(guān)概念、知識的學習。

（二）利用人工智能平臺，深化智能原理理解

深化學生對知識性學習內(nèi)容的理解，需要實踐操作指導(dǎo)教學的輔助，因此，開展人工智能知識性概念、原理等內(nèi)容的授課活動時，教師應(yīng)做到靈活利用人工智能平臺，一方面吸引學生目光，加強學生學習興趣和專注力，消除學生對常規(guī)學習方法的抵觸情緒；另一方面強化教學效果與質(zhì)量，保障學生能夠在課堂上有所收獲的同時，實現(xiàn)實踐能力、綜合能力的提升。

以引導(dǎo)學生掌握“監(jiān)督學習過程”為例，教師需結(jié)合教學情況，為學生選擇適合的人工智能平臺，指導(dǎo)學生在平臺中完成相關(guān)操作與驗證。教師主要運用平臺中的“模擬”和“驗證”功能，讓學生在模擬訓練中輸入相應(yīng)的文字、圖片等進行模型構(gòu)建，再借助“驗證”功能，鼓勵學生對自己的猜想進行驗證操作，若計算機的輸出結(jié)果與學生驗證一致，則說明之間建立的模型是正確的，否則就需學生重復(fù)建模、驗證的過程。學生在實踐操作期間，可以進一步了解“監(jiān)督學習”的流程和“模擬”“驗證”兩個重要關(guān)鍵點。

除此之外，人工智能操作平臺在項目式學習活動中，還能發(fā)揮出提高學生學習質(zhì)量、培養(yǎng)學生操作能力的優(yōu)勢作用。初中生的學習能力和計算機基礎(chǔ)有限，難以全面掌握機器監(jiān)督學習的所有流程技術(shù)細節(jié)，但人工智能平臺的加入，則可將這些技術(shù)細節(jié)轉(zhuǎn)化為具體的“板塊訓練”，如“模型板塊”“驗證板塊”等，有助于吸引學生注意力，緩解學生因繁瑣程序、技術(shù)繁雜而出現(xiàn)的抵觸心理。

（三）借助合理分工討論，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力

項目式學習的關(guān)鍵是教師引導(dǎo)每個學習小組從不同的角度出發(fā)，完成對問題的思考、探究、質(zhì)疑和提出結(jié)論的過程，以此鍛煉學生客觀思考的能力，使其建立善于從多角度分析問題的優(yōu)秀思維習慣。為充分發(fā)揮項目式學習的優(yōu)勢，激發(fā)學生自主探究合作學習的方式方法，激發(fā)學生學習動力，需要教師著重分析“小組分工”與“小組討論”兩個關(guān)鍵教學環(huán)節(jié)。

小組分工要求每個學習小組都能結(jié)合任務(wù)問題、個人能力等方面，實現(xiàn)組內(nèi)分工明確，突出個人優(yōu)勢作用的同時，激發(fā)小組整體的主觀能動性。比如，在實施操作的初始環(huán)節(jié)，教師可引導(dǎo)學生分析各部分分工的內(nèi)容、要求、能力考核等情況，鼓勵學生自主分工，再由組長最終確定分工情況，做到“每人有主攻方向，大家有合作方向”。小組成員完成自己的工作后，需主動參與其他成員的工作當中，站在自己的角度上，提出適當建議與想法，在此過程中，學生需保證各個方案的最終結(jié)果應(yīng)由主要負責人確定。組長應(yīng)善于對比不同方案和操作方法，站在項目任務(wù)整體的角度出發(fā)，著眼全局，以此確定最終方案的效果與質(zhì)量。

小組討論是引發(fā)學生思考、交流的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求學生從不同角度入手，思考操作的可行性與科學性，并在小組同伴的交流中實現(xiàn)思維碰撞。引導(dǎo)學生討論的過程中，教師需要注意以下幾個方面：第一，談?wù)摥h(huán)節(jié)需建立在學生操作實踐的全過程，不能讓操作、學習與學生的課題討論相脫離；第二，討論的話題應(yīng)為每個教學環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點，引導(dǎo)學生再次學習、了解相關(guān)重點內(nèi)容；第三，總結(jié)環(huán)節(jié)的討論話題要與生活經(jīng)驗、價值觀念等方面結(jié)合，幫助學生學習更多知識、技能的同時，理解生活與人工智能、時代與人工智能之間的關(guān)聯(lián)，讓學生建立正確的學習觀念與態(tài)度。

（四）依據(jù)學習迭代過程，設(shè)計總結(jié)診斷問卷

學習本就是吸收、應(yīng)用、回顧、再內(nèi)化的過程，為助力學生實現(xiàn)深度學習，教師可針對教學內(nèi)容、教學目標、課堂情況等多個方面設(shè)計總結(jié)評價問卷，了解不同教學過程，學生對所學知識的學習情況，并為每個學習小組、學生建立相應(yīng)的學習水平報告，使其成為教學效果檢驗的優(yōu)質(zhì)輔助工具。針對人工智能教學活動的每個重要環(huán)節(jié)，教師應(yīng)將總結(jié)性問卷的設(shè)計劃分三類。

第一：診斷性問卷，其內(nèi)容主要是分析學生對所學知識的興趣程度，以及是否掌握課堂所學的基礎(chǔ)性內(nèi)容，重點考查學生當前知識儲備，是教師完成后續(xù)教學設(shè)計、教學資源擴展的重要依據(jù)。第二：回顧性問卷，設(shè)計該問卷的主要目的是激發(fā)學生自我反思的意識與能力，做到在不同學習階段督促學生完成自我監(jiān)督，以期實現(xiàn)高效學習。問卷的內(nèi)容包含學生對人工智能知識與技能的掌握情況、智能方案的設(shè)計能力、學生使用的推理驗證方法等。教師結(jié)合上述問卷結(jié)果，可以更好地衡量學生的學習參與度、思維能力表達等，以此完成學習工作的跟蹤與監(jiān)督。第三：總結(jié)性問卷，總結(jié)性問卷的設(shè)計目的在于全面掌控學生對所學內(nèi)容的學習與遷移情況，結(jié)合相應(yīng)的問題設(shè)置，了解學生的批判思維、解決問題的能力等，主要內(nèi)容包含基礎(chǔ)知識掌握、常見技術(shù)操作以及實際應(yīng)用能力三個方面。

（五）基于小組協(xié)作學習，突出互動為主評價

無論是診斷問卷的設(shè)計還是評價內(nèi)容的確定，都是項目式學習環(huán)節(jié)落實全面評價的重要實施策略，要求教師善于從評價入手，鍛煉學生的綜合能力，促進學生學科素養(yǎng)的提升。以項目式學習特點為基礎(chǔ)，實施教學評價期間，教師應(yīng)著重落實“互動”二字。

首先，從學生個性化成長的角度出發(fā)，每個學習小組都應(yīng)體現(xiàn)出“優(yōu)勢互補”的特點，將促進學生思維發(fā)展視為目標，讓小組成員相互評價，力求實現(xiàn)取長補短、一同成長。相互評價的內(nèi)容需包含不同學習階段的不同情況，比如階段規(guī)劃方案、實施過程、小組討論匯報等，鼓勵組內(nèi)成員積極探索、討論，實現(xiàn)協(xié)作學習；互評的內(nèi)容需要包括基礎(chǔ)理論知識歸納、過程記錄，引導(dǎo)學生逐步內(nèi)化相應(yīng)知識與技能。

其次，在項目式學習的人工智能教學模式下，成果展示是評價機制的重要組成部分，要求每個學習小組展示學習成果，并交由全班同學和教師進行評價，這種互動評價方式有助于推動學生融合創(chuàng)新，強化學生對知識內(nèi)容的掌握以及實踐表現(xiàn)的關(guān)注。展示學習小組學習成果的方式有很多，比如學習筆記展覽、作品成果呈現(xiàn)、作品不足反思、重點知識回顧、重點與難點突破等，這些帶有互動色彩的評價路徑，都能助力學生認同學習任務(wù)與學習目標。學生準備作品、課題展示的同時，教師需制定相應(yīng)的評價標準，從學習體驗、情感等方面提出要求，維護學生互評之間的公正性，鍛煉學生創(chuàng)新思維的同時，培養(yǎng)學生全面、多角度思考的習慣。全體學生一同參與評價，可以實現(xiàn)組間、組內(nèi)互學，學生的學習興致得以激發(fā)，教學效果自然也會隨之增強。

四、結(jié)語

綜上所述，人工智能教學是當前我國教育領(lǐng)域擴展教學內(nèi)容的重要課題，將其納入初中教育體系更是大勢所趨。項目式學習模式下的人工智能教學，要求教師將培養(yǎng)學生思維視為目標，將引導(dǎo)學生構(gòu)建理論知識架構(gòu)為導(dǎo)向，結(jié)合項目式學習方法，激發(fā)學生學習相關(guān)技能、知識的興趣，強化學生對人工智能的認知和了解。開展教學活動之初，教師應(yīng)重視學生的體驗感和參與感，著重加深學生對原理、概念等基礎(chǔ)性內(nèi)容的了解；實施項目活動期間，教師需做到靈活利用人工智能平臺，關(guān)注小組合作，鍛煉學生操作能力，幫助學生內(nèi)化相關(guān)內(nèi)容；完成教學活動后，教師則需借助多樣化評價方式，讓學生養(yǎng)成從多角度思考的習慣，力求助力學生實現(xiàn)全面、健康成長。