论文部分内容阅读
前言：
教育改革中要善于利用社会热点、学生家长的关注点，善于利用政府和教育部门的发展机会。当然，热点只是搭载平台，核心还是发展教育，改革教学方式，二外附中的李建老师便深谙此道。例如，面对当前非常火热的人工智能，李建老师充分利用从教育主管部门到整个社会对人工智能的关注，结合比赛、社团，创设学生喜闻乐见学习情境，充分利用信息技术课程中的编程应用APP、设计应用APP，开展了非常具有二外附特点的人工智能课程。
国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出实施全民智能教育项目，要在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。通过政府的大力推广和宣传，人工智能已经成为社会热点，成为家长学生都广泛认同并喜闻乐见的选修课程，同时，人工智能项目中能够集中信息技术中的传感技术、计算机技术和通信技术等学科知识，并综合了众多领域的科学和技术知识。学生通过充分参与人工智能项目，可以充分培养动手能力、创新能力、协作能力及综合能力。
人工智能教育已经成为基础教育中的一个重要组成部分。根据学校的要求，笔者将人工智能的元素和技术引入学校传统的机器人课程以及机器人社团活动中，让机器人课程更具时代特色。
1.从设计搭建入手
机器人器材一般都是各种独立的模块，如各种配件、传感器、电机等。这些部件需要搭建起来才能成为一个整体，因此，笔者引导学生从掌握最基本的颜色、分类，比较大小，认识图形等方面入手，先搭建初级的图形、立方体，再搭建生活用品、可爱的动物与多种交通工具，最后进行无限创意，在搭建过程中，给学生讲解数学、语文、物理、科学等多方面知识。机器人课程可以帮助学生提高动手能力、空间想象力、思维能力、创造力与团队凝聚力，潜移默化地提高学生的综合能力。
2.图形化程序设计——VJC程序设计
在熟练掌握搭建结构之后，学生开始学习图形化编程控制，他们通过简单易学的图形化模块，很容易理解什么是顺序结构、判断、重复和永久循环。学生可以让机器人在待定的条件下走或停，或转弯，很快就能知道机器人与以前玩过的四驱车、遥控小车的区别，也会一直保持对机器人持久的好奇心和兴趣。
3.虚拟到现实——Scratch程序设计
Scratch是美国麻省理工学院开发并专为八岁以上儿童设计的一款图形化开源编程软件，能以编程的方式完成各种交互类的游戏、动画、故事片、音乐，并能模拟物理现象，非常适合学习。
例如，先让学生绘制一个交通信号灯，再绘制人脸识别升降杆，最后有行人和汽车通过。在动画制作过程中，学生实验了模拟人工智能的过程；随后学生使用硬件搭建红绿灯，使用智能传感器搭建人脸识别升降杆、行人与汽车模型；最后设计并下载程序。在这个学习过程中，学生参与了从虚拟的动画制作到具体的实物搭建与程序设计的每一个过程，理解了人工智能形成的过程，培养了逻辑思维能力、解决问题的能力与创新的能力。
4.让学生时刻体验成功的乐趣
教师对学生的每一点进步、每一个创意，都给予肯定，能让学生有成功的自豪感。为了让学生能想得到、做得到，笔者先让学生自主探究，当学生需要帮助的时候，再组织大家针对遇到的问题共同探讨，之后学生再对自己的程序进行调试，经过小组的共同努力，最终获得成功。
5.利用课题驱动的教学模式
每节课开始，笔者都会给学生布置一个具体的课题，一起讨论可能遇到的问题，然后由学生自主完成课题，教师在教学过程中加强对小组的指导，给学生出主意，激励学生，课题完成后针对在制作或编程过程中遇到的问题进行交流。学生受到课题的任务驱动，积极性很高，思维活跃，学习效率得到提高。
6.将课堂交给学生
例如，在讨论环保节能的内容时，学生们提到了节能灯，笔者立刻提出问题：节能灯的制作原理是什么？学生回答是光控和声控，这时，笔者引出学习重点光感传感器。这样的引入既贴近生活又能让学生理解机器人是為人类服务的。在学生学习了光感传感器之后，笔者再提出第二个学习任务：如何与声音传感器相结合，编写声控节能灯的程序？学生们一直围绕主题展开活动，以学生为中心、以问题为牵动的课堂教学模式得到了充分体现。
7.不断提高学生的综合能力
通过机器人的学习，学生逐渐形成编程的思想，然后用图形化编程语言或代码程序语言在计算机上编写程序，通过计算机和机器人的通信技术，将程序下载到机器人的微处理器中，再通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进程序。这其中涵盖了计算机知识、语言知识、数学知识、物理知识、艺术知识等，这种多学科的综合性、合作性学习，能极大地激发学生的学习兴趣，有效地培养学生的创新思维的能力、策划设计的能力、解决问题的能力、逻辑推理的能力、科学与艺术审美相结合的能力。
此外，笔者认为，人工智能社团可以作为学生课外活动的好朋友。因此，笔者组织有兴趣的学生加入人工智能社团，利用课余时间开展各种人工智能活动，参加各类科技比赛，使他们在娱乐的过程中学到先进的人工智能知识，提高综合能力，培养团队精神。但是笔者认为，比赛只是一个载体，其最终目的是让学生可以发挥自己的创造力，利用所掌握的知识造福社会、造福人类。
学生们非常喜欢学校的新机器人课程，他们在学习结束后，纷纷给我留言：“与人工智能共同成长，教会了我如何进行合作，并体验到共同努力所获得的成功的快乐，能正确认识自己并获得成长的经验。”“参与人工智能的研究，教会了我如何去面对挑战，不断走向成功。与科技共同成长的过程，充满了快乐！”……这些留言是对笔者教育改革创新工作的一种鞭策，也让笔者能坚定前行的脚步。
学生的获得是教师的快乐源泉，学生在学习中的成长最能说明课程的成果。二外附中李建老师这样的尝试，应该得到更广泛的支持，并且可以让更多的教师参考借鉴，利用社会热点开发出更多的特色课程来。
教育改革中要善于利用社会热点、学生家长的关注点，善于利用政府和教育部门的发展机会。当然，热点只是搭载平台，核心还是发展教育，改革教学方式，二外附中的李建老师便深谙此道。例如，面对当前非常火热的人工智能，李建老师充分利用从教育主管部门到整个社会对人工智能的关注，结合比赛、社团，创设学生喜闻乐见学习情境，充分利用信息技术课程中的编程应用APP、设计应用APP，开展了非常具有二外附特点的人工智能课程。
国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出实施全民智能教育项目，要在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。通过政府的大力推广和宣传，人工智能已经成为社会热点，成为家长学生都广泛认同并喜闻乐见的选修课程，同时，人工智能项目中能够集中信息技术中的传感技术、计算机技术和通信技术等学科知识，并综合了众多领域的科学和技术知识。学生通过充分参与人工智能项目，可以充分培养动手能力、创新能力、协作能力及综合能力。
人工智能教育的探索
人工智能教育已经成为基础教育中的一个重要组成部分。根据学校的要求，笔者将人工智能的元素和技术引入学校传统的机器人课程以及机器人社团活动中，让机器人课程更具时代特色。
1.从设计搭建入手
机器人器材一般都是各种独立的模块，如各种配件、传感器、电机等。这些部件需要搭建起来才能成为一个整体，因此，笔者引导学生从掌握最基本的颜色、分类，比较大小，认识图形等方面入手，先搭建初级的图形、立方体，再搭建生活用品、可爱的动物与多种交通工具，最后进行无限创意，在搭建过程中，给学生讲解数学、语文、物理、科学等多方面知识。机器人课程可以帮助学生提高动手能力、空间想象力、思维能力、创造力与团队凝聚力，潜移默化地提高学生的综合能力。
2.图形化程序设计——VJC程序设计
在熟练掌握搭建结构之后，学生开始学习图形化编程控制，他们通过简单易学的图形化模块，很容易理解什么是顺序结构、判断、重复和永久循环。学生可以让机器人在待定的条件下走或停，或转弯，很快就能知道机器人与以前玩过的四驱车、遥控小车的区别，也会一直保持对机器人持久的好奇心和兴趣。
3.虚拟到现实——Scratch程序设计
Scratch是美国麻省理工学院开发并专为八岁以上儿童设计的一款图形化开源编程软件，能以编程的方式完成各种交互类的游戏、动画、故事片、音乐，并能模拟物理现象，非常适合学习。
例如，先让学生绘制一个交通信号灯，再绘制人脸识别升降杆，最后有行人和汽车通过。在动画制作过程中，学生实验了模拟人工智能的过程；随后学生使用硬件搭建红绿灯，使用智能传感器搭建人脸识别升降杆、行人与汽车模型；最后设计并下载程序。在这个学习过程中，学生参与了从虚拟的动画制作到具体的实物搭建与程序设计的每一个过程，理解了人工智能形成的过程，培养了逻辑思维能力、解决问题的能力与创新的能力。
4.让学生时刻体验成功的乐趣
教师对学生的每一点进步、每一个创意，都给予肯定，能让学生有成功的自豪感。为了让学生能想得到、做得到，笔者先让学生自主探究，当学生需要帮助的时候，再组织大家针对遇到的问题共同探讨，之后学生再对自己的程序进行调试，经过小组的共同努力，最终获得成功。
5.利用课题驱动的教学模式
每节课开始，笔者都会给学生布置一个具体的课题，一起讨论可能遇到的问题，然后由学生自主完成课题，教师在教学过程中加强对小组的指导，给学生出主意，激励学生，课题完成后针对在制作或编程过程中遇到的问题进行交流。学生受到课题的任务驱动，积极性很高，思维活跃，学习效率得到提高。
6.将课堂交给学生
例如，在讨论环保节能的内容时，学生们提到了节能灯，笔者立刻提出问题：节能灯的制作原理是什么？学生回答是光控和声控，这时，笔者引出学习重点光感传感器。这样的引入既贴近生活又能让学生理解机器人是為人类服务的。在学生学习了光感传感器之后，笔者再提出第二个学习任务：如何与声音传感器相结合，编写声控节能灯的程序？学生们一直围绕主题展开活动，以学生为中心、以问题为牵动的课堂教学模式得到了充分体现。
7.不断提高学生的综合能力
通过机器人的学习，学生逐渐形成编程的思想，然后用图形化编程语言或代码程序语言在计算机上编写程序，通过计算机和机器人的通信技术，将程序下载到机器人的微处理器中，再通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进程序。这其中涵盖了计算机知识、语言知识、数学知识、物理知识、艺术知识等，这种多学科的综合性、合作性学习，能极大地激发学生的学习兴趣，有效地培养学生的创新思维的能力、策划设计的能力、解决问题的能力、逻辑推理的能力、科学与艺术审美相结合的能力。
此外，笔者认为，人工智能社团可以作为学生课外活动的好朋友。因此，笔者组织有兴趣的学生加入人工智能社团，利用课余时间开展各种人工智能活动，参加各类科技比赛，使他们在娱乐的过程中学到先进的人工智能知识，提高综合能力，培养团队精神。但是笔者认为，比赛只是一个载体，其最终目的是让学生可以发挥自己的创造力，利用所掌握的知识造福社会、造福人类。
总结
学生们非常喜欢学校的新机器人课程，他们在学习结束后，纷纷给我留言：“与人工智能共同成长，教会了我如何进行合作，并体验到共同努力所获得的成功的快乐，能正确认识自己并获得成长的经验。”“参与人工智能的研究，教会了我如何去面对挑战，不断走向成功。与科技共同成长的过程，充满了快乐！”……这些留言是对笔者教育改革创新工作的一种鞭策，也让笔者能坚定前行的脚步。
后记
学生的获得是教师的快乐源泉，学生在学习中的成长最能说明课程的成果。二外附中李建老师这样的尝试，应该得到更广泛的支持，并且可以让更多的教师参考借鉴，利用社会热点开发出更多的特色课程来。