项目赋能AI教学 支架助力多维成长

【摘要】在基础教育阶段，推进人工智能教育的普及，对于学生掌握人工智能知识与应用能力，培育计算思维、创造思维和批判思维具有关键意义。学校实施“2+4”人工智能项目化教学模式，借助情景、游戏、问题、任务、激励、视频、校本课程、线上课程、评价反思等多元化学习支架，推动学生开展探究、实践、合作与交流活动，以提升学生信息素养与创新思维能力，促进人工智能教学的广泛开展，实现稳步前行与持续发展。【关键词】人工智能；社团；学习支架；信息素养《教育信息化2.0行动计划》指出，应依托人工智能、大数据、物联网等新兴技术推动智慧教育发展，支持教育模式变革与生态重构[1]。《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》要求学校丰富教育形式，开展多样社团活动，以全面挖掘学生潜力。基于中小学人工智能普及教育的目标，教师需识别并培育具有人工智能学习潜力的学生，为其提供契合需求的学习资源，推动他们在该领域深入发展。学校开展人工智能教学，逐步构建人才队伍，通过项目化教学开展教研改革，从信息科技课堂选拔学员，结合社团自主报名与初选。学校开设“华之慧”社团，含人工智能课程与创意智造课程。人工智能课程以七年级学生为主，以“小飞”机器人硬件支撑，在课堂中掌握基本的人工智能概念原理，并借助畅言智AI平台，学习积木块编程技术。创意智造课程为八年级学生进一步学习的人工智能课程，包括基础的理论学习和AI视觉技术等的应用。到社团课程中期，教师择优成立一支项目化学习团队与比赛团队，针对每位学生不同的特点，结合区、市、省级比赛，组建以两人为一组的创新学习小组，利用“双减”拓展学习时间与空间，开展教与学。目前，学校有创意智造、智能博物、优创未来、天工造物四个创作小组。教师在教学中，利用学习支架，开展“2+4”创新模式教学。精心设计学习任务单，明晰学习目标在课堂教学中，教师系统规划人工智能知识与技能，引导学生逐步深入理解，构建完整的知识体系，以人工智能视角观察并解决生活问题。人工智能理论、大数据知识及技术学习均以微项目化形式展开，通过巧妙设计学习任务单，引入真实且有趣的任务活动，深入剖析理论知识，记录学生思维闪光点。学习任务单将学习目标具体化、过程化与知识化，有效引导学生明确目标，积极投入探究、学习与交流活动。情景支架：营造学习情境。以央馆人工智能课程“让小飞成为智能学伴”为例，课程以回家作业困扰为切入点，通过师生聊天展开讨论，如探讨在家学习方式、遇到困难的解决方法、父母协助学习的情况以及智能学伴的功能设想等问题。学生在任务单上进行头脑风暴，设计“小飞”能完成的任务，感受人工智能解决生活问题的魅力，激发创新灵感。游戏支架：增添学习趣味。在项目化学习之余，课堂融入趣味活动，如编程机器人舞蹈、制作赛前预热视频、开展口算人机挑战等。这些活动让学生在愉悦氛围中完成课程内容，展现人工智能独特魅力，激发无限遐想与活力。问题支架：启迪学生思维。人工智能教学中，原理理解是难点。学习任务单设计紧扣课题，实践体验后通过填空总结体验感，引导学生分析数据，联系人类感觉与机器感知过程，自然阐释原理并总结理论知识。每节课后的头脑风暴环节，有助于培养创新思维，收集学习灵感，如“让小飞回答你的问题”一课，通过整理生活问答系统应用，提升知识掌握程度，借助思维导图开启项目化作品设计之门，奠定后续制作基础。推进项目化学习，构建以生为本的学习环境项目化学习支架设计应以教师引导、学生主体、探究合作为核心，辅助知识学习与能力培养，引导学生运用新知识与方法。教师搭建多种支架，助力学生解决问题，在真实项目中获取知识、能力与素养。如以项目学习流程为线索，依据不同阶段支架功能，搭建情境任务支架、学习资源支架与学生作品支架，推动项目顺利完成。任务支架：培育学生创新思维。学生认知与能力存在差异，需设计分层学习支架满足多样化需求。项目实践遵循“做中学、用中学、创中学”原则，学生参与实践对兴趣培养、内驱力激发、创造力发展及知识能力素养形成至关重要。创设真实情境的项目化学习，能激发兴趣，促使学生融入课堂。四个创作小组通过项目作品设计，在活动中以任务链、问题链等形式解决实际问题，培养分解问题与建立抽象模型的思维习惯，提升计算思维能力。激励支架：激发学生学习热情。学校举办科技作品比赛，涌现众多优秀作品，并推荐参加区、市、省级人工智能赛事，为学生提供展示与锻炼机会。学生在创客竞赛、全国中小学信息技术创新和实践大赛等活动中，合作与创新能力同步提升。赛后学校通过优秀学生照片展示、收徒传承等方式，持续激发学生学习热情。视频支架：积累资源，展示成果。鉴于人工智能设备资料缺乏吸引力，教师整理拍摄直观有趣的编程效果视频，激发初学者兴趣。同时，教师拍摄学生演示视频，记录学习过程，积累亮点与不足，便于反思改进，作为宝贵学习资料存档。针对设备不足问题，教师可以采用电子素材丰富作品库，以照片、视频形式展示成果，锻炼学生表达能力，促进师生相互评价与共同进步。线上线下融合，打造满足多元需求的双师课堂新型课程建设对教师要求颇高，学校“2个课堂+4个创作小组”模式，涉及多种技术平台且缺乏配套教材，需教师持续学习研究。校本课程支架：为社团教学提供依据。社团成立初期，教师自主开发校本课程“程小奔趣味编程”与“掌控与生活”用于拓展教学，学生可依此自主练习。教师依据专长授课，配合微课程与校本教材，团队协作构建双师课堂，优化教学安排，拓展教学时间，缓解时间与师资不足问题，减轻教师负担。线上课程支架：丰富课程资源。笔者参与“学在浙江Z直播”人工智能课程直播，区内学校共享资源，生成系列教学资料。本学期继续开展项目化学习直播课程，并与区内教师合作开发绍兴市itech人工智能公益课程上线。同时，教师利用之江汇等平台资源，整合区内外优秀师资，构建线上线下结合的双师课堂，满足多样化需求。阶段反思与评价，推动有效合作与问题解决人工智能课程实施后，部分学生思维活跃、编程技能良好。通过阶段反思与评价，实现学生分层、自评互评，共同提升。课后自评、赛前集训记录册与赛后反思等多元化评价手段，为突破思维局限、解决问题提供重要依据。评价支架：以评促学。教师借助每节课后任务单中的评价设计，掌握学生知识水平，明确优势领域，组建创作小组，满足不同潜质学生发展需求，培养自主探究学习方式，营造开放自主的学习氛围。表格支架：赛前记录助力解惑。在天工造物比赛训练中，学生记录练习分值、困难与疑惑。教师借此了解学生状态，聚焦难点，指导学生讨论，提供策略支持，实现学生互助合作与社团传承发展。反思支架：反思得失，增强自信。自我反思是提升自我的重要途径，学生比赛后撰写反思，分析得失。如AI天工造物比赛，学生首次参赛虽经验不足，但通过反思与交流，总结经验，增强自信，提升对机器人社团的喜爱