《跨学段信息素养衔接》(第5期)
——人工智能——感知体验
新闻撰写: 上课老师 审阅:姚凤君 终审: 巫雪琴
《跨学段信息素养衔接》系列研讨活动基于育“未来人”的教育理念,即育“有家国情怀、世界视野、未来胜任力”的人。站在全人的发展视角来审视中小学阶段学生信息素养培养中的断层与倒挂等问题,以高中4学科大概念与义教6条内容主线为脉络、结合高中新课标与义教课标中的课程要求进行双向奔赴,选出重点、断点、倒挂点作为研究主题,每个主题通过线上说课、线下教学、专题研讨三个阶段开展,推动信息素养培养从外延式向内涵式发展。活动的过程也是广大一线教师自身信息素养快速提升的过程。
本期是主题是人工智能第一层次(体验与感知)的线下教学与研讨,由兵团姚凤君中小学信息技术名师工作室、江苏省巫雪琴名师工作室、江苏省郑茜名师工作室联合跨省教研组织,活动由来自兵团第八师石河子第三小学章程君主持,具体时间是在2023年4月20日、21日两个上午,分别展示来自江苏与新疆兵团的不同学段的6节课、3个学段由3位专家来点评,在线云聚听课教师达到千人。
活动伊始,由活动的发起人来自南京市东山高级中学的江苏省特级教师巫雪琴教师,就《跨学段信息素养衔接》活动回答“为什么”与“怎么做”两个问题,巫教授指出学段统筹问题是《教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》中提出的第一个主要任务,对于信息学科来说针对义务阶段从学科名称、内容到目标出现的大变革,衔接问题成为需要解决的迫在眉睫的大问题。工作室从2022年初就已经启动了相关研究,从目标与内容梳理入手,找出衔接点开展了4期线上说课活动,近百名教师参与。下面就进入线下教学与研讨阶段,考虑到三个学段的问题,采用了视频直播的方式进行,这样也为跨区域奠定了基础。希望能提升广大一线教师的学科意识、全局意识。
小学
新疆兵团第八师石河子第二小学李德彬老师执教《小兔子旅行记——图像识别技术初体验》,教师通过通过趣味互动游戏“猜猜它是谁?”,带领学生体验游戏过程中,让学生带着思考亲历人类识别图像和人工智能识别图像的一个基本过程。在学生对图像识别技术有了基本概念的初步理解后,组织学生通过体验活动:小兔子进花园、在AI平台找到动物识别及终极体验活动的识别,充分借助平台,让学生体验了图像识别技术及功能。教师设计如何学生学情特点,让学生在整堂课中呈现高昂的兴趣,享受着图像识别的快乐过程,感受着人工智能体验的乐趣。教师在教学中作为一个引导者,基于一个真实的情境出发,让学生去发现问题,解决问题,促进知识的真实学习,丰富了亲历的学习体验。
初识人工智能
02江苏句容市实验小学福地校区潘伟荣老师带来的《初识人工智能》,潘老师通过天猫精灵为生活提供便利和乐趣这一情境创设导入新课,借助4个活动:寻找身边人工智能、了解人工智能的发展史、探究人工智能的分类及辩证对待人工智能,让学生在五子棋游戏、作业帮、判断人工智能等过程中,了解人工智能无处不在,学会如何从问题到程序的转化过程。全程通过学生交流、分享,打开思路,发散思维,学生的奇思妙想在课堂上得到碰撞。整节课深扣主题,从学生出发,关注学生的学习过程,充分培养学生的主动探究能力和问题解决能力,在人工智能初体验过程中,加深学生的探究和辩证对待人工智能的素养意识与责任。
点评
姚老师对两节课进行整体点评。从教学设计凸显课程标准,通过创设真实情境及AI应用等建构知识,提升问题解决能力。学生积极参与学习,体现教学评一体化的课堂,支持学生在数字化的过程中,鼓励“做中学”“用中学”“创中学”,凸显学生的主体性。从借助平台用信息助力课堂,了解人工智能基本概念和基本原理,鼓励学生自主探究,认识信息科技对人类的影响与贡献。李老师课堂:突出“新”在独特的教学引入方式,师生同猜,共同解答。“实”在情境真实,让体验活动源于生活,又服务于生活。潘老师的课堂:突出“实”在知识点落实扎实,每个环节都以学生为主体,多样化的方式体验人工智能。“活”在体验、寻找、探究和拓展上,让学生学有所获。“活”在知识迁移,教学相长,充分感受智能体验与思维的延伸。为学生的成长搭好支架,全面培养学科素养。
初中
第一节
来自南京市聋人学校的花钰锋针对不同的学段和不同的教学对象应该采用不同的教学方式,在教学内容的选择上也有一定的侧重点。对于听障孩子而言,从生活情境入手,感受身边的人工智能给他们的生活带来什么样的便捷和改变,关注他们的视觉感受和学习需求,更能够体会人工智能的重要性。本节课的教学活动包括了:情景创设——走进冬奥村(智慧餐厅和AI手语翻译);人工智能的概念(发展、特点及应用); 人工智能之体验(形色拍花、拍图识物、智慧校园、学习平台);人工智能之视觉技术处理和自然语言处理;人工智能的展望。从教学活动中不难看出,每一个环节都紧紧抓住了听障学生视觉接收能力强的特征,分别通过图像识别、手势识别、语言识别等,体会到了将来的信息时代将给他们带来什么样的一种全新的体验。从而让学生更加树立学习的信心和生活的快乐。
第二节
新疆兵团第八师石河子第十中学钱启媛执教《初识micro:bit》一课选自青岛出版社初中《信息技术》第四册第一单元的课题,结合参考闽教版(2020)八年级下册的内容,认识MakeCode的基本功能模块,作为初步了解micro:bit开发板的第一课。课堂主要分为两个基本活动和两个展示活动。基本活动包括:初步了解BBC micro:bit开发板和使用makecode编写第一个程序显示在主板上。为了达成熟练掌握“当开机时”“显示数字”“显示LED”“显示图标”“显示字符串”四种显示基本指令块的使用方法的目标,设计了探究和猜谜两个展示活动。探究活动是辨析四种显示方式的异同,猜谜活动让学生使用micro:bit主板表达信息。通过希沃投屏和小组合作等多种教学策略,让学生使用软件编程结合硬件主板完成作品。
点评
郑老师从新课标的角度对两位老师的进行了点评。她评价花老师开设的《初识人工智能》是一节有温度的人工智能课,一群有听力障碍的孩子,在花老师的循循善诱引导下,全程手语交流,顺畅地沟通,自然地互动,没有感觉到任何障碍。从创设真实的情境出发,以“冬奥会”扫码点餐引入课堂,激发学生的兴趣。关注特殊群体的特殊需求,激发学生的共鸣,从讨论的话题“老师打手语”谈起,分析借助人工智能技术后“讯飞听见”与“AI手语主播”的优缺点,再到如何通过语音识别提供无障碍沟通,以及达成“听见”与“被听见”的展望,未来人工智能给听障人士带来哪些帮助,这样层层深入的方式,让学生逐渐形成对初识人工智能的知识架构。
钱老师带来的《初识micro:bit》,侧重点在软件和硬件相结合的方式,让学生在一系列的实践活动中去了解人工智能,充分体现“做中学、学中做”的理念,注重课堂的巧妙生成,利用 micro:bit 主控板表达信息,通过猜谜展示活动,让学生展示自己的创意,进行交流和分享。郑老师从支持国产硬件和软件方面给出一些建议,比如“掌控板”、“行空板”适宜开展人工智能教学的硬件资源。最后,郑老师指出对于信息时代的“数字原住民”的学生,他们从小生活中信息技术广泛应用的环境中,他们的思维方式、学习方式、解决问题的方法和以前相比发生了巨大的变化,课程教学自然也面临着新的挑战,希望不同的学段的老师针对不同差异的学生,开发特色的人工智能课程。
高中
第一节 江苏省淮阴中学赵 亮
本课通过对“探秘人工智能在冬奥会中的应用”这个项目的实施,深入了解人工智能技术的发展进步与工作原理,通过无人驾驶自动运行的高铁、AI图像处理系统、AI手语主播、各种各样为冬奥会服务的智能机器人、利用百度AI开放平台识别校园中的各类植物,来体验人工智能、探究原理、揭秘人工智能、拓展应用人工智能,以便进一步对人工智能相关内容建构知识体系。整节课贯彻落实立德树人的根本任务,培养担当民族复兴大任的时代新人,切实肩负起为党育人,为国育才的时代重任。
第二节 郭雪礼 预测制定温度下冰淇淋销量的回归分析
本节内容选取的是人工智能领域里机器学习中的回归分析探究。在“冰淇淋销量预测”项目中,主要包含“探究温度对冰淇淋销量的影响”、“指定温度下的销量数据分析”和“预测在指定温度下冰淇淋的销售量”三个任务。“探究温度对冰淇淋销量的影响”主要是观察表格数据,通过python编程完成程序填空,观察程序运行结果,初步判断温度对冰淇淋销量的整体影响,为后续具体分析做准备;“指定温度下的销量数据分析”主要是对选取的两个温度下的销量数据进行具体描点连线,介绍KNN回归算法,理解最优点是如何确定的,顺势引出最优曲线如何确定。“预测在指定温度下冰淇淋的销售量”主要是体验python编程、运行程序,观察结果,写出预测直线方程。内容重点是体验通过编程进行数据处理和分析、掌握回归分析算法的原理并能迁移到日常生活中。
点评
巫老师从目标的设计与达成路径的角度进行点评,对两位老师目标撰写进行指导,指出目标的设定需要从课程目标到情景目标再到活动目标,而明确每个活动所对应的目标,是确保目标达成的关键。她指出郭老师以“预测指定温度下冰淇淋销量”为抓手,引导学生体验用回归分析方法解决生活的设计比较新颖,通过手工描点、计算与python编程实现进行对比感受计算机处理数据的高效的做法,效果比较显著,是一节比较好的数据处理与分析课。赵亮老师本节课侧重点放在深入认识人工智能及部分功能实现上,通过一个中心两条主线推动教学开展。一个中心,就是人工智能内涵,以走进冬运会为明线,设计了人工智能在无人驾驶高铁、专业观赛、机器人服务几个方面的应用,围绕不同应用中的人工智能数据、算法、算力三元素的梳理,进一步厘清人工智能的内涵。此外,暗藏了一条家国线,从国家大事到学校大事,是一节有“根”、有“魂”的课。
随即,巫老师还横向延伸展示了结构类似的周静老师的课,指出“走马观花”式教学在这个层次还是比较适合的,但是还是要注意“浓淡相宜”,不必追求面面俱到。接着还纵向展示了小学潘伟荣老师与初中花钰锋老师设计的思维导图,引导大家体会一线教师是如何就同一起点不同学段进行知识重整与侧重点选择的。
结语
育人蓝图已经绘就,衔接号角已经吹响。主题交流活动让我们,拨云见日,识得庐山真面目——搭学段衔接,促信息学科育人;跨省教研,打造一体化课堂——借专家智慧,构整体育人蓝图;躬身入局,悟智能感知体验——亲历课堂实践,开启螺旋上升之旅。让我们在落实新课标,聚焦核心素养,跨学段衔接,促全面发展的路上,踔厉奋发、勇毅前行、坚定信心、守正创新……
撑一支长蒿,向青草更青处漫溯——脚踏实地、相互点亮,不忘教育初心;仰望星空、携手同行,共赴星辰大海。