基于人工智能主题的小学综合实践课例设计

陈彦君

摘要：人工智能课程与综合实践活动课程同为近年来中小学课程体系建设的热点内容，但两者在推进课程建设的过程中都遇到了一些困难。本文尝试将人工智能课程与综合实践活动课程进行结合，依托已经相对成熟的综合实践课程设计课例，让人工智能课程能更加顺利地进入小学课堂。

关键词：人工智能课程  综合实践活动  小学  教学设计

2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。其中明确指出了作为国际竞争的焦点，人工智能应该逐步进入中小学，开设人工智能学科。2018年教育部又印发了《教育信息化2.0行动计划》，其中明确了人工智能课程应该完善方案和课程标准，保证中小学生能具备人工智能和编程知识以适应时代的发展需要。因此在小学中开展人工智能课程是一个具有前瞻性的措施。

然而人工智能课程在小学阶段的发展因为起步较晚面临着几大困境。一是学校的课时紧张，只能将人工智能课程放在社团活动中开展。最后只能服务于学校的一小部分同学难以形成普遍性教育。二是各学校之间没有统一的课程内容体系，导致同学了解到的人工智能知识结构不统一，给之后初中和高中的知识学习造成困扰，产生学习障碍。三是人工智能课程中涉及的理论知识较多，学生在学习的过程中容易感到枯燥，学习兴趣不足。

人工智能课程的出现，恰好可以为学校的综合实践课程提供许多优质主题。同时相比于传统课堂，综合实践以活动形式组织课程能更好激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地掌握人工智能课程中的理论知识。以讲授为主的形式本文将尝试将人工智能课程中的内容与综合实践活动课程的课堂相结合，形成以人工智能为主题，综合实践活动课程为教学阵地的课程实例。让学生能够在把握人工智能课程知识的同时，掌握综合实践课程中解决问题的基本方法。

一、科学分析，确定教学目标

人工智能课程要求学生在小学阶段的目标以初步接触程序设计与机器人，形成感性经验为主。其总目标可以描述为：培养学生的计算思维，培养学生的创新能力、设计能力和实践能力，让学生以合作的形式通过观察、设计、思考、试验、制作等课堂活动获取知识与经验。综合实践课程在小学的总目标强调学生能从个体生活、社会生活及与大自然的接触中获得丰富的实践经验，形成并逐步提升对自然、社会和自笔者之内在联系的整体认识，具有价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面的意识和能力。两个课程在教学目标方面有着许多共通之处如培养学生通过实践操作解决问题的能力等，因此在设计教学目标时，知识与技能方面的目标可以更加侧重于人工智能课程，过程与方法方面的目标可以更加侧重于综合实践课程来达到平衡。

二、以综合实践课堂为阵地形成教学环节

在利用综合实践课堂进行人工智能课程知识传授的过程中，笔者们可以将教学内容的重点集中在人工智能的知识与技能中，而授课形式以及同学们学习的方法可以更加侧重综合实践活动课程的要求，多讨论、多合作、多思考。由此笔者们可以将教学环节如下设计：

（一）体验情景、引入概念

语音测评技术对于同学们来讲是一个相对陌生的技术，因此在情景引入环节，笔者邀请同学从他们了解的内容——理想职业开始谈起。之后引导到类似老师、主持人、播音员、歌手之类的职业对普通话的要求。这时候老师就可以邀请一位到两位同学到讲台上进行一场模拟普通话测试，为了让台下的同学也能参与其中，笔者邀请全班同学一起来做评委给参加测试的同学打分。待同学测试完成后，大家会发现彼此的打分高分和低分差别很大，进而引发思考：这样的测试能保证公平公正吗？通过这个环节，同学们会发现人工打分存在的一个缺陷：标准不统一，判断不准确。由此引出笔者们本节课的主题——语音评测。

（二）测评对比、感受科技

这个环节旨在通过人工测评与机器测评的类比让同学对语音评测的工作原理有一个基本概念。为了避免教师过多灌输相关概念，本环节可以尝试这样设计。

基于同学们已经产生了一个问题：如何才能对一个人语言方面的能力进行一个公平公正的打分呢？这里老师可以有两个选择，一个是请同学们来进行方案的阐述，说说看你会怎么测来保证打分的公平公正;一个是直接请同学们再体验一个语音评测技术支持下的语音测试软件。相比之下，让学生先进行方案的思考更能够发挥他们的主观能动性。在学生们思考完自己的方案之后，老师再提供一个成熟的软件供学生参考思考自己原本方案存在的缺陷。

有了人工测评和自己尝试进行语音评测编程的经验，老师可以引导同学们思考语音评测的工作原理了。语音测评的工作原理可以总结为语料收集、特征提取、声纹匹配、相似度得分四个步骤。老师在授课过程中可以让同学们进行讨论与思考对语音测评的过程先进行猜测，讨论之前老师可以提醒同学们类比人类在进行评测时会经历的过程。这个过程是本节课的重点之一，老师需要在同学们分享自己的观点之后在进行结论的归纳与总结，来保证同学们对语音评测有一个清晰概念。

（三）合作设计、思维创新

在本环节笔者设计了一个“制作英语学习软件”的小组合作活动。要求同学们设计出一个可以对同学们的口语能力进行合理打分，同时可以帮助同班同学提升英语口语能力的软件。这样的任务需要同学们利用好语音评测功能的同时，思考怎样的程序才能更加有效提升自身知识与能力。在设计完成之后，笔者邀请几个小组对他们的成果进行分享与展示，并邀请同学一同评分说说其存在的优缺点，从而达到人工智能知识与综合实践评价能力的共同提升。

三、结语

本文通过课例《语音评测》的研讨，为人工智能课程和综合实践课程的融合提供了一定的思路与方向。通过分析可以发现综合实践活动的课堂可以为人工智能课程提供更为丰富的教学模式，可以让学生更加自由地学习人工智能的相关知识。当然，人工智能課程的相关内容也给综合实践活动的课堂提供了大量优质主题，为学校的特色综合实践课程体系提供帮助。

参考文献

[1]杨洋.小学《人工智能初步》校本课程开发的实践研究——以南京市江宁区D小学为例[D].扬州大学，2019.

[2]黄伟祥.小学人工智能课程的构建与实施[J].中国信息技术教育，2020（17）：5.