機器學習正在重塑人類的勝任力(competence)，人工智能已經成為現代 社會 壹種非常重要的變革力量。國外針對K-12所做的人工智能教育指南中曾指出，在不久的將來，幾乎每個人都需要對支持機器學習和人工智能的技術有壹個基本的了解。
對於所有學生來說，掌握在人工智能驅動的世界中行走所需的基本知識是必不可少的。
2017年，國務院印發的《新壹代人工智能發展規劃》中明確指出“人工智能成為國際競爭的新焦點”，我國應“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”“建設人工智能學科”。
2018年，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，明確要求要完善課程方案和課程標準，使中小學人工智能和編程課程內容能充分適應信息時代、智能時代發展需要 。
那麽，人工智能大班額教學面臨什麽樣的問題？現有教材在哪些方面需要改進？人工智能課程該如何普及和落地實施？
壹、破解人工智能大班額教學難題-尋求變革之路
目前，許多學校都在人工智能裝備方面投入了大量資源，但在全面鋪開人工智能課程方面，仍然面臨著許多實際問題。
1.師資力量不足
目前，教授人工智能課程的教師主要為信息技術或綜合實踐教師，但這兩類教師都各自承擔著本學科的教學任務，要再擔起人工智能課程教學，不僅時間和精力上存在困難，更有諸多新的專業知識需要進壹步學習。因此，學校需要建立起專門的人工智能教師團隊，才能推動人工智能普及課程的順利開展。
2.課堂組織混亂
由於人工智能課程的動手實踐環節相對復雜，動手實踐時間較長，壹位教師要組織大班教學，帶領五十余名學生同時動手實踐，具有很大的挑戰。壹旦組織和管理不利，就會直接影響課程的教學效率。
因此，學校要建立起人工智能普及課程的課堂組織機制，才能更好地推動課程的深入開展。
3.課程設計零散
現有人工智能教材存在的主要問題：壹是以技能目標為主線進行設計，弱化了 情感 與道德品質的培養；二是以多個單壹小任務為學習主題，缺乏項目整體設計；三是以信息技術學科為主，缺乏對學生多學科融合應用能力的培養；四是課程以案例呈現為主，缺乏應用遷移與創新的培養。
因此，學校要確定好每個年級的人工智能研究項目，才能推動人工智能普及課程的系列化開展。
4.學生差異較大
人工智能普及課程的開展面臨的最大問題就是學生間的差異。由於學生家庭背景和學習基礎不同，對人工智能的理解與學習存在很大的差異。如何讓存在認知差異的學生在每節課中都能有所收獲、攜手進步是教師面臨的壹項巨大考驗。因此，教師要 探索 人工智能普及課程教學模式，才能促進其良好開展。
5.作品分享形式化
在學生制作作品的過程中，教師壹般都忙於解決學生的各種問題，沒精力用照片或視頻記錄每組學生制作的過程。制作完成後，受時間和設備的限制，課堂上也無法讓每組學生都上臺分享，壹般最多只有壹至兩組學生可以展示，其他學生只能在不舍中拆掉作品。
此外，有時候還會因為學生準備不充分而導致分享的質量和效率不佳，過程性評價落實不到位。因此，教師要優化課堂評價模式， 探索 全員分享的途徑，才能推動人工智能普及課程長久開展。
面對以上問題，筆者迎難而上， 探索 推動人工智能普及課程深入開展的有效策略，在教材基礎上，結合校情學情，重構優化課程，開發出適合大班額教學的項目式學習人工智能普及課程。筆者帶領學生放慢研究的腳步，加快實踐的節奏，開展了基於學科核心素養培養的人工智能課程建設與實施。
二、小學人工智能普及課程設計
1.找準課程目標 提升學科核心素養
筆者所在學校開設了AI課程?愛生活課程，其目標定位為：通過主題探究活動，培養學生做智能 社會 的合格公民。課程旨在提高學生的創新能力、綜合設計能力和實踐動手能力，強調學生在直接經驗和親身經歷的基礎上，通過直接體驗人工智能技術的應用獲得豐富的學習體驗，培養學生能夠在生活中發現問題、在實踐中解決問題、在活動中獲得知識的能力。
2.重整課程內容 建立項目主題
筆者基於華東師範大學出版的“AI上未來智造者”叢書進行了人工智能課程項目的整合改進，設置了每個學期開展的項目，融入了主題探究與生活應用，解決了原有教材重技能、輕研究的問題，兼顧了學科融合與人文素養，並進行了“長程”設計，豐富了課程內容。
以第壹冊《AI上神奇動物》為例，在主題方面，將教材中原有的18個主題，壓縮為3個，將12種動物的搭建和探究濃縮成3種，分別是鱷魚的大嘴巴、大象的長鼻子、小鳥的翅膀；在技能方面，設計教學從設備的熟悉到舵機的深入探究再到傳感器的應用，逐步推進；在計算思維方面，從單壹程序到條件程序再到解決問題的綜合編程，循序漸進。
此外，主題活動還結合了動物仿生學知識的學習、科學原理的探究、家鄉動物的考察等實踐體驗活動，豐富了項目式學習的內容，整合了語、數、英、音、體、美等學科知識的應用，實現了項目式學習的有效落實。
三、小學人工智能普及課程的實施
1.組建“同心圓”智能團隊-增強師資力量
教師團隊是人工智能普及課程順利實施的重要條件，筆者以“同心圓”的方式建立了我校人工智能教師隊伍。
以信息技術和綜合實踐兩學科的教師為圓心；以數學、科學兩學科的骨幹教師以及人工智能相關企業的助教團隊為第二環，通力協作；以語文、音樂、美術、道德與法治、心理 健康 等學科的年輕教師為第三環，定期開展交流，研究如何應用學科知識解決人工智能學習中遇到的問題，這是課程師資力量的重要補充，能有效推動項目式學習的順利開展。
2.巧設連堂課 保障探究時間
課時安排是人工智能普及課程順利實施的有力保障。
開學初，我校教務處優先考慮人工智能普及課程的課時，安排為每周兩節連堂課，為學生深入探究提供了充足的時間，保障學生的項目實踐能深入開展，而不是“走過場”。連堂課安排在上午的第三、四節，方便學生完成學習後，有充分的時間整理設備，並讓沒有完成的學生可以利用放學時間改進，促進學習效率的提升。
3.開展項目式學習 促進深入探究
項目式學習是人工智能普及課程順利實施的催化劑。筆者采用了以學生為中心、項目式、能發揮學生主動性、創造性和合作精神的學習方法。筆者設計的人工智能普及課程通過項目式活動開展，以項目的確定、發現問題、提出問題、制訂解決方案、實踐驗證、再提出問題、改進方案、再實踐驗證、解決問題等為環節，全過程培養學生的工程思維，促進實踐探究的深入開展。
以動物仿生學探究大項目為例，開展了“神奇的大象”和“與鳥交朋友”兩個項目推進學習。學生從大象和鳥的仿生學知識起步，從大象和身邊的鳥類入手，將大象的鼻子和鳥的翅膀作為重點，在結構和功能改進上進行探究，通過搭建和編程實現創意物化。
4. 探索 同課同構教學法 推動互助合作
同課同構是人工智能普及課程實施的有效模式，即兩名(或兩名以上)教師***同備壹節課，並在同壹個班級同臺上課，發揮各自特長。
我校的人工智能課堂上最常見的就是信息技術和綜合實踐兩個學科教師的同課同構。這壹方式很特別，在連堂課中，教師會根據自身特長分工組織課堂教學；當發現學生在實踐中出現問題需要及時反饋時，就直接上臺組織大家討論。
信息、綜合、數學、科學四個學科的教師以及企業的助教團隊每周會圍繞壹個主題開展研討活動，根據項目式學習的推進，確定相應主題環節的任課教師。任課教師則針對同壹個教學內容***同備課，並根據各自特長確定同課同構的具體組合。
5.建立“5EX”教學模型 紮實課堂實施
華南師範大學教授李克東提出的“基於項目的跨學科學習活動設計模型 — 5EX模型”，為人工智能學習方式變革提供了方向和指引。
筆者將其所涉及的知識通過創設真實應用場景引入課堂教學，通過小項目的方式引導學生進行體驗與探究。如在“神奇的大象”項目中，項目組教師帶領學生經歷了5個環節、10個任務，具體為：
6.設計“行動者”學生手冊 提供學習支架
“行動者”學習手冊為人工智能學習提供了學習支架，筆者根據項目進行設計手冊，學生根據手冊任務開展活動和學習，記錄過程。學習手冊的設計彌補了原有人工智能教材主題零散、目標單壹等問題，為項目式學習提供了學習支架。筆者在學生手冊中建立的學習支架主要包括10個項目：主題分解、課外探究、搭建實踐、編程探究、問題解決、學科探究、應用創新、拍攝分享、展示評價、收獲拓展。
7.借助“人人通”網絡空間 落實形成性評價
國家教育資源公***服務平臺為人工智能課程資源分享與學生評價提供了有力支撐。平臺可為學生推送學習資源，方便學生在家預習，在課堂上開展個性化學習。可利用“人人通”空間中的學生評價模塊進行活動積分評價記錄，讓學生拍攝分享制作過程照片和作品視頻。此舉可以使得每壹份作品在拆卸前都能得到充分展示和記錄，學生和家長隨時隨地可以查看全班學生的分享視頻，互相學習和點評。
網絡空間中記錄著學生人工智能學習的過程照片和視頻，以及每個小組活動的積分情況，緩解了由於時間不足而使人工智能普及課程中的形成性評價無法落實的現象。
學生智能素養的提升，人工智能普及課程的建設和發展，成為新時代中小學校和教師面臨的挑戰，人工智能普及課程建設應更具有普遍性和前瞻性。教育主管部門和學校應對人工智能普及課程的落地與實施提供保障與支持，新時代教師應努力帶領學生在人工智能浪潮中奮勇向前。
來源丨《中國現代教育裝備》
作者丨鄭雅芬，福建省廈門市思明區教師進修學校