合作学习在人工智能教学中的应用研究

【摘要】随着新课程的改革，人工智能课程对学生信息素养有了更高的要求。合作学习能提高课堂效率，并且在小学课堂中可以广泛应用，逐渐成为现在很多教师首选的教学方法。本文结合课堂实况阐述了合作学习在课堂教学各环节中的应用以及在不同环节发挥的功能，体现合作学习在教学过程中的优点和重要性。【关键词】合作学习；人工智能；信息素养；应用合作学习就是在教学中运用小组讨论，使学生共同活动以最大程度地促进自己以及他人的学习。为了推进新课程的开展，合作学习已深入每一门学科的课堂。而在当下颇受教育工作者关注的人工智能教学中，合作学习几乎每节课都会被教师应用，这也极大地提高了课堂效率，使教学效果更好、更显著。知识导入时合作，探讨知识、提高兴趣往往在课堂导入部分，创设情境、提出疑问是教师选择较多的导入方式，目的是让学生进入问题情境，循序渐进地思考本节课教学重难点。合作学习作为一种教学模式，能在教师创设情境的基础上，激励学生自主尝试小组研讨核心问题，然后集体展开讨论，直击本节课问题切入点，让学生感受到一种阶段性的成就感，从而更有兴趣学习接下来的内容[1]。此外，学生在学习新课或刚接触到一个新的知识点时，不仅有疑问，更多的是好奇和期待，通过和同学一起讨论，如同“寻宝”的过程，才是学生喜欢的方式。在课堂导入时使用合作学习，学生的学习兴趣会更加浓厚。内容新授时合作，深入探究、培养能力在进行“基于AI姿态识别的机器人互动游戏”课例活动时，新授“姿态识别”这个知识点的时候笔者就采用了小组合作的教学模式，让小组成员共同编写程序，感受机器人是通过识别人体的18个关键点来判断学生的动作从而做出相应动作的。首先，讲授的知识点本身就是有趣的，学生都乐于探究，可大多数学生更多只注重结果——机器人能跟着学生做同样的动作，却忽略如何到达“目的地”。合作学习能促进学生的知识获得和能力发展，采用合作学习让学生小组探讨如何实现目标效果的方法，有助于学生产生灵感、活跃思维。通过合作讨论，小组成员互相交流、互相启发，在这个过程中能深化学生对知识点的认识，并不断产生新的理解，思路也会不断明确，能够辩证地、多角度地、全方位地看待问题，深入研究问题点。小组合作学习是由问题引发的，而问题是以一定的认知为前提，指向未知领域的命题[2]。小组合作学习中的问题是教师深入钻研教材后，将教学中的重、难点演绎成问题提出。要使小组合作学习富有成效，引起讨论的问题就要能够引起学生主动参与的兴趣、引起师生思维活动的展开。当然，问题还应是体现学生最近发展区的问题，是学生“跳一跳能够摘下的果子”。事实表明，通过合作学习这一教学模式的应用，大多数学生都能在课堂上将教师讲授的理论知识转化为实践操作，找到了让机器人跟着人体动作动起来的方法，并且有一半学生能举一反三。比如教师讲授的是让机器人跟着学生举起左手，当学生学会了如何让机器人实现当它看到人类举起左手时能够说出“举左手”并做出相应动作的方法之后，能够快速提出问题：是不是也能让机器人跟着人类做出其他动作。于是笔者让学生继续采用小组讨论、合作学习的方式探究如何让机器人跟着人类做出其他动作。笔者鼓励学生互相合作、共同研讨，通过合作解决个人难以解决的问题，感受到合作的重要性，培养合作意识，这也是锻炼学生人际交往能力的一种形式。如何与同學沟通以更有效、更快速地解决问题，如何与同学达成一致的目标，都是在合作学习中学生能够学会的。在讲授新课时使用合作学习的模式，不仅锻炼了学生的人际交往、沟通交流的能力，也像一只无形的手在推动着学生不断探究解决问题的方法，学生在感受这个过程的同时各方面能力也得到了发展。然而小组合作学习在教学实践中还存在诸多问题，这是正常现象，还需要教师进行深入的理论分析和扎实的实践研究，逐步解决这些问题，使小组合作学习方式逐步完善并发挥应有的作用。课堂小结时合作，巩固学习、丰富情感每节课的知识点是具有逻辑性的，学生也跟着老师的逻辑一步一步学习，形成他们自己的知识体系。课堂尾声，教师都会安排小结环节，进行本节课知识点的复习与巩固。笔者在讲授人工智能“智能风扇”这一课时，课堂小结环节提问学生本节课学到了哪些内容，并且采用合作学习的模式，让学生小组讨论，比一比哪一组回答得更全面，学生展开了激烈又细致的讨论交流。同学之间通过互相帮助完善知识点，产生了互帮互助的自豪感，为集体贡献自己的力量，这种感受能够不断深入促进学生与同伴进行合作，自信心和自尊心不断增强。同时，这也是一个双向的过程，学生因为被同伴帮助而感受到同学之间友谊的美好，从而学会尊重别人，学生的人格和个性也在这个过程中不断朝着积极的方向发展。小组内各成员有着不同的思想，在学习中的任务分工也有所不同，所以通过组内各成员的集思广益，可以提升组内学生的学习效率，并在一定程度上培养其自主学习的能力。合理科学地建立学习小组可以平衡小组之间的学习能力，每一个小组都有学习能力较强和学习能力较弱的学生，让学习能力较强的学生去带动学习能力较弱的学生。除此之外，教师可以有针对性地对学生进行分组，比如，将人工智能学得相对较好的学生和学得相对较差的学生分为一组，通过这样的方式，人工智能学得较差的学生可以更方便地去学习学得较好的学生的学习方法，而且还能够随时受到学得较好的学生的帮助，有利于班级内学生整体水平的提高。现实课堂教学中，很多学生存在着浮躁、学习不踏实等问题，这样的学生有着较强的自我表现欲。学生适当的自我表现欲可以促使其学习能力的提升，但是强烈自我表现欲对其学习发展的影响往往是有害的，这样的学生往往很难融入小组集体。在小组合作学习的人工智能教学过程中，需要帮助这类学生，让其能够学会自我反省，能够学会通过别人的思想来完善自己的观点。比如，设立一些奖励机制的辩论活动，让组与组之间对一个观点进行争论，这就需要小组内各个成员清晰地将自己的观点表达出来，然后将他人的观点与自己的观点进行比较和结合，最后将各个成员的观点综合起来形成一个达成共识的观点。通过这样的活动，不仅能够让浮躁的学生学会倾听他人的观点，还有利于培养小组的合作精神，融洽个体以及群体的关系。教师总结的重要性采用了合作学习教学模式后，教师的总结是至关重要的。对于学生在课堂上的合作学习过程，教师要进行多维度的总结性评价。以小组为单位，指出学生在交流时思维的漏洞，或学生思考问题的错误方向，包含了小组成员的学习态度、学习方法、学习效果等，教师要及时进行评价与纠正，利用评价的正面导向性，对发言内容有特点、思维有闪光点的小组进行全班鼓励和表扬，对还需要继续努力的小组委婉地提出建议和改进措施。这样，学生在下一次合作学习与同学讨论探究时就能够更加有信心，能够采取新思路来解决课堂问题。小组合作学习对学生的学习能力提高以及教师的教学水平、教学质量的提升具有十分重要的作用。在小学人工智能教学中，小组合作学习的应用仍存在着小组合作学习的不均衡以及不真实性导致学生学习成绩下降的问题，因此，教师通过合理建立学习小组、强调小组合作精神以及建立激励机制来加强小组之间竞争力等方式，解决小