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如何上好“人工智能”起始课

范文

董苏

摘要：起始课是指章节教学的第一课时，一般来说理论性比较强、内容相对比较枯燥，比较难上;但起始课又非常重要，是章节的开篇，对后续知识的学习起铺垫和引领的作用。“人工智能”作为2018年苏科版初中信息技术教材新增加的内容，它的起始课应通过教材分析明确目标定位，然后进行凸显教学重难点的设计，并结合历史背景、生活实例、软硬件操作、学生思辨等要素具体实施。

关键词：人工智能起始课初中信息技术

2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确提出了要“在中小学阶段设置人工智能相关课程”。江苏省率先响应，在中小学信息技术教材（2018年苏科版）中增加了“人工智能”的教学内容。

起始课是指章节教学的第一课时，一般来说理论性比较强、内容相对比较枯燥，比较难上;但起始课又非常重要，是章节的开篇，对后续知识的学习起铺垫和引领的作用。“人工智能”作为2018年苏科版初中信息技术教材新增加的内容，它的起始课该如何上？

一、教材分析

教材将“人工智能”的教学内容安排在九年级分册的最后一章——《走近人工智能》。本章共有三节，分别是《认识人工智能》《人工智能的应用》《展望人工智能》。起始课为《认识人工智能》，主要内容是人工智能的基础知识，包括人工智能的发展历程、主要特征和关键技术等。通过本节课的学习，学生应能了解人工智能技术是如何形成和发展的，理解人工智能对人类社会的意义和价值，了解人工智能的含义、特征和关键技术，为后续内容的学习打下基础。从教材的内容来看，本节课更偏重于理论知识，操作性不强，这样的课在计算机教室中教学对教师是一种考验，也对教师的教学设计提出了更高的要求。从学生的学情来看，他们在小学高年段接触过一些人工智能的基础知识，对这部分内容有一定的了解，但不够深入;同时，他们又对人工智能的内容充满好奇，有比较强的学习兴趣和热情。

二、教学过程

为达成教学目标，教师可从感知身边的人工智能技术入手，给学生以直观的认识，然后引出人工智能的概念和发展历程，再通过活动让学生进一步体验人工智能技术，最后引发学生对人工智能的思考。由此，让学生逐步了解人工智能的过去、现在、未来，经历“感知—了解—体验—思辨”的过程。下面结合一次同课异构活动中两位教师对《走近人工智能》第一课时的教学设计与实施具体说明。

（一）情境导入，初步感知

导入环节是一节课的开端和起点。创设的情境能够吸引学生，激发学生的学习兴趣，是偏理论知识教学的重要前提。

比如，创设“阿里巴巴和四十大盗”的故事情境：在讲台上放置一组小电器，包括小台灯、小风扇和加湿器;当教师说出“芝麻开门”的口令时，小台灯、小风扇和加湿器都“自动”打开了;当教师说出“芝麻关门”时，这些小电器又都“自动”关闭了。这里主要用到了智能音箱、智能插座等设备，通过语音控制这些设备的开和关。学生被这样神奇的“魔法”所吸引，激发了好奇心，同时也初步感知了语音识别技术。

再如，由李白的《静夜思》导入：在屏幕上出示两首新作的《静夜思》（如图1，右边的一首为机器人“九歌”于中央电视台《机智过人》节目现场创作的），告知学生其中有一首不是人类写的而是机器人所“写”，请学生仔细品味并猜一猜哪一首是机器人作品。学生纷纷举手回答，课堂气氛非常活跃。通过这样的情境导入，学生初步感知了人工智能技术的应用，同时也对机器人学习有了初步的印象。

《静夜思》古题新作

《静夜思》

孤月映轩窗，

独吟愁夜长。

思君未成語，

帘外露为霜。《静夜思》

月明清影里，

露冷绿樽前。

赖有佳人意，

依然似故年。

图1（二）新知探究，深入了解

人工智能的起源和发展历程以及人工智能的定义是本节课的重点，以理论知识为主，相对比较枯燥。对此，可以通过播放视频、动画等方式，让学生有直观的认识。

比如，整理、加工这部分知识，用精练的语言呈现“人工智能的诞生、人机大战和人工智能的发展”三个阶段，制作成图文并茂的电子小报，请学生自主阅读小报并完成小测试：

1. 标志着人工智能的诞生。

2. “人工智能之父”是，他提出的被当作判断人工智能的重要标准。

3. 人工智能的发展经历了个阶段。

学生通过阅读小报，发现并总结人工智能的起源、发展以及几个重要事件;通过完成小测试，加深对人工智能发展历史的了解。

再如，播放视频《人工智能改变世界》，从1956年的达特茅斯会议到2016年AlphaGo（谷歌公司开发的围棋人工智能阿尔法狗）在围棋比赛中战胜李世石，完整展现人工智能的发展历程，并引出人工智能的概念。

（三）任务驱动，再次体验

了解人工智能的起源、发展历程和定义之后，接下来的环节是对人工智能技术的再体验和再认识。此时，应该注重学生的亲身参与和操作体验。

比如，设计这样三个活动：（1）与“小爱”智能语音机器人比赛，包括快速计算、诗句问答和查询天气等;（2）与五子棋人工智能程序对弈;（3）体验语音识别和图像识别。

再如，播放自制视频《我的一天》，请学生思考视频中哪些地方用到了人工智能技术——清晨智能音箱的叫早，购买早饭时的扫码支付，驾车外出时的导航，商场购物时的人脸识别，等等。以教师为主角的视频能够有效引发学生的兴趣，生活中的实例也让学生很有认同感。然后，通过三个任务，让学生分别体验语音识别、图像识别和机器翻译，并适时引出人工智能的核心技术——机器学习。

（四）思辨技术，拓展延伸

最后一个环节是对人工智能技术的再认识和再思考，引导学生思考人工智能技术与人类社会的关系，思考人工智能技术的社会价值，思考人工智能技术的发展方向等。这其实是教材第三节《展望人工智能》中的内容，将其放入起始课，是对教材的灵活处理，能使教学过程有始有终，更加丰满。

可以抛出问题引发讨论：人工智能会不会取代人类？它会给人类社会带来哪些影响？重在引发学生的思考，以及对人工智能技术的理性分析——人工智能技术是一把“双刃剑”，要科学合理地运用它为人类服务。

三、教学反思

上好“人工智能”的起始课，首先要明确课程标准和课程指导纲要的具体要求，其次要深入理解教材。在具体的教学设计和实施过程中，还应结合多方面要素。

（一）结合历史的背景

人工智能起始课偏重于理论知识，重点是人工智能的起源和发展历程。这部分内容距学生比较远，可以结合一些历史背景故事来呈现，使之更加形象生动。

比如，介绍计算机（人工智能）之父艾伦·图灵时，可以向学生介绍图灵在二战时期协助盟军破译德军密码的故事，或者播放介绍这段历史的电影《模仿游戏》的片段，激发学生的学习兴趣。

再如，介绍人工智能发展史上具有里程碑意义的达特茅斯会议时，可以同时展示当年参会人员的照片与50年后部分当事人重聚达特茅斯的照片，让学生感受时代的变迁和人工智能的发展。

（二）结合生活中的实例

近年来，人工智能的应用逐步走进人们的生活，学生在家庭、学校、社会或多或少都会对其有一些了解，这些都可以作为人工智能教学的素材。

比如，上文提到的教师自制视频《我的一天》，其中很多都是学生身边熟悉的事例，能够引导学生发现身边的人工智能应用，引发共鸣。

再如，当前很多学校都在建设“智慧校园”——在学校门口安装人脸识别闸机，在班级教室门口安装电子班牌等。这些学生每天都要接触的事物，都可以用作图像识别知识教学的素材，引领学生发掘生活中的人工智能。

（三）结合软硬件的操作

尽管本节课内容以理论知识为主，教师还是可以创造一些让学生操作体验的学习活动。比如，利用现在市面上流行的智能音箱设备，让学生跟智能音箱展开对话、进行比赛，感知和体验语音识别技术。而且，在人工智能技术向各领域渗透的同时，越来越多的人工智能开放平台也纷纷涌现，百度、阿里、腾讯、科大讯飞等互联网企业都建立了自己的开放平台，它们在自动驾驶、城市大脑、医疗影像、智能语音等方面有着各自的特色。教师可以选择其中的一些开放平台，让学生操作和体验人工智能技术的应用。

（四）结合学生的思辨

在本节课的最后，可以就人工智能的发展做一些延伸和拓展。比如，就“人工智能会不会取代人类？”的问题，组织学生开展辩论。还可以提供一些素材，如著名物理学家霍金曾发出的警告“人工智能可以在自身基础上进化，可以一直保持加速度的趋势，不断重新设计自己;而人类，我们的生物进化速度相当有限，无法与之竞争，终将被淘汰”，引导学生辩证地看待人工智能技术的发展，培养信息社会责任素养。

参考文献：

[1] 張宏，朱彩兰.“人工智能”进课堂，中小学教师该如何教？[J].中国信息技术教育，2019（18）.

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