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摘要：隨著科技的進步，人工智能技術(shù)發(fā)展的步伐不斷加快，人工智能的技術(shù)和理論甚至代表著信息技術(shù)的最前沿，將人工智能融入到信息技術(shù)課程體系中來，能夠更加系統(tǒng)化地培養(yǎng)小學生的信息素養(yǎng)。對小學信息技術(shù)課中人工智能教育進行了深入分析和研究。

關(guān)鍵詞：小學；人工智能；信息技術(shù)

當今科技研發(fā)領(lǐng)域中，人工智能一直處于信息技術(shù)的前沿，計算機技術(shù)的發(fā)展定位在很大程度上取決于信息技術(shù)的發(fā)展、應用和研究。與此同時，由于信息化發(fā)展的需要，也為人工智能技術(shù)的發(fā)展提出了更高要求。所以，作為信息技術(shù)中的核心組成部分，人工智能中的內(nèi)容是小學信息技術(shù)課程中重點講授的內(nèi)容。

1開展人工智能教育的意義

作為計算機科學中一個分支的信息技術(shù)，更具體來講主要是一門運用計算機模擬的學科。它的研究方向是通過計算機模擬大腦所從事的問題求解、推理、規(guī)劃、證明、思考、識別、學習、理解和設(shè)計等思維活動，以此來解決較為復雜的問題，這其中包括規(guī)劃、咨詢、預測和診斷等問題。與此同時，人工智能技術(shù)也涉及多個學科，例如哲學、數(shù)學、信息學、計算機科學和控制論等。和普通的信息技術(shù)相比，人工智能技術(shù)在處理方法和解決策略方面具有獨特的風格。將人工智能基本內(nèi)容融入到小學信息技術(shù)教育中來，可以使學生在認識和體驗人工智能技術(shù)與知識的過程中體會到半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題解決的便捷，進而培養(yǎng)學生多角度看待問題，實現(xiàn)小學生信息素養(yǎng)的提升。經(jīng)過階段化的人工智能教育，學生還能夠了解并熟悉人工智能語言的特性，從而領(lǐng)會到問題智能化求解的主要策略，這樣有利于培養(yǎng)學生學習的興趣，激發(fā)其對人工智能技術(shù)的探索，為將來深入學習信息技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

2融入人工智能教育內(nèi)容的特點

2.1重點培養(yǎng)學生的感知思維和編程能力

在進行計算機教育的初始階段，信息技術(shù)教育只是對學生使用計算機的實際操作能力的提升，將計算機看作是工具供學生使用。但是由于計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的計算機教育已經(jīng)無法滿足學生操作計算機的實際需求，其教育的重點需要轉(zhuǎn)換為信息技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，其課程目標也與過去有所不同，目前的培養(yǎng)目標更符合時展的需求。2017年，我國教育頒發(fā)的文件中明確指出要大力發(fā)展人工智能教育的培養(yǎng)，其中包括創(chuàng)客教育和STEM教育等，其教育的重點是培養(yǎng)學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

2.2重點教育內(nèi)容是AI技術(shù)及其運用

在2017版《義務教育小學科學課程標準》中明確指出：小學學科教育內(nèi)容分為4個部分，將信息技術(shù)教育劃分到“技術(shù)與工程”部分。重點是培養(yǎng)學其感性認知，激發(fā)學習的興趣。小學階段的信息技術(shù)課程中人工智能技術(shù)也有所體現(xiàn)，其教學目標是提升學生計算機操作能力和編程能力，該階段的教育重點是體驗AI技術(shù)產(chǎn)品，同時具備該技術(shù)的操作能力。

3融入人工智能教育的方式

3.1加快構(gòu)建小學編程教學體系

一位教育學家曾說過：“在未來的幾十年中，你的孩子如果精通編程，他將是世界的創(chuàng)造者，他如果不懂，充其量只是一個使用者。”隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，AI技術(shù)將融入到社會民眾生活中的各個角落，編程也將成為計算機與人類溝通的橋梁。由此可見，編程將和語文、數(shù)學一樣，成為民眾所具備的素質(zhì)，它將是未來時展的主旋律。就目前人工智能應用情況來看，其學習的核心是神經(jīng)網(wǎng)絡算法和機器學習算法，正是因為這些算法的存在使人工智能更加智慧，因此算法的學習是編程教育中的核心。根據(jù)以上的論述，需要根據(jù)特點，需要相關(guān)人員構(gòu)建完備的編程教學體系，該體系可分為5個階段。（1）創(chuàng)設(shè)情境，主要是以游戲為主，作為學習編程的切入點，該階段主要是面向零基礎(chǔ)學生，適合低年級小學生學習。（2）重點對Scratch圖形化編程進行重點教學，在教學中需要要教師逐步引導學生理解和運用Scratch圖形化編程，進而幫助學生樹立利用編程的方法來解決相應的問題。（3）教育重點是是項目學習，在進行相應的進行測試與評估、提出問題、搭建與糾錯、需求分析，進而引導學生進行判斷和重復，該階段的主要面對的是小學后期階段的學生。（4）掌握冒泡、循環(huán)、遞歸、列表和分治等學習內(nèi)容，與此同時還可以把雞兔同籠、植樹問題、農(nóng)夫過河問題，甚至是畫出謝爾賓斯基三角形、二叉樹、科赫雪花，利用上述學習內(nèi)容來進行算法的應用，主要針對的是五年級小學生。（5）教授的是編程機器人學習，通過與各類硬件的結(jié)合，使學生通過編程來實現(xiàn)機器人動作的組合，主要是面向六年級學生。3.2利用人工智能分析抽象問題問題分析一般是把比較復雜化的問題分解成為多個比較容易解決的小問題。比如說，利用人工智能分析“兔子如何繁殖”的問題為例子。如果說每一對出生2月的兔子就能繁殖出2只兔子，那么現(xiàn)在一對剛被繁殖出來的兔子，1年之后總共有多少對兔子？分析問題：兔子第1個月的繁殖數(shù)量為1對；第2個月的數(shù)量不變；第3個月的繁殖數(shù)量增加1對，也就是2對，這2對兔子1對為剛出生的幼兔，而另1對為出生2月的老兔；第4個月兔子的繁殖數(shù)量增加到3對，1對剛出生的幼兔，2對老兔，之后以此類推。利用人工智能分析抽象問題后得知，在這個問題中其規(guī)律在于，每月的老兔對數(shù)為上一月的兔子對數(shù)總和，而幼兔的對數(shù)則是上兩月的兔子對數(shù)總和，將兔子對數(shù)按月排序那么其結(jié)果為1，1，2，3，5，8，13……。通過人工智能，把“兔子如何繁殖”這種比復雜且抽象的問題進行分析，然后逐個解決每一個小問題，以提高自身的問題分析能力。在現(xiàn)實生活中的問題是各種各樣的，而問題的分析方法也千差萬別，所以需要對問題進行分析歸納，以便更好地培養(yǎng)抽象問題、分析問題的能力，而這種抽象及分析能力也正是人工智能思維的重要體現(xiàn)。

3.3通過算法尋找到解決方法

在進行問題的解決時，可以利用較為成熟的工具、算法，經(jīng)過相應的修改及加工，最終形成解決問題的方法，以此來提高對人工智能的理解及認識。比較上述提到的實例問題，通過抽象分析找到解決的方法，然后利用人工智能進行求解，最終找到問題的答案。如:3.4探索和發(fā)現(xiàn)學習的載體，使創(chuàng)編人工智能實例成為現(xiàn)實很多創(chuàng)客對目前存在的產(chǎn)品進行升級改造，使升級改造后的產(chǎn)品更加智能化，例如創(chuàng)造無人駕駛、mDe-signer3、思泰姆的奇樂方和小貓科技等，學生通過所學知識可以快速創(chuàng)作出弱智能項目。與此同時，開設(shè)系統(tǒng)化的課程體系、智能硬件和智能編程平臺等，使學生按部就班地進行人工智能課程學習，體驗人工智能算法、體驗圖像識別技術(shù)、建模、大數(shù)據(jù)應用和語音識別技術(shù)。例如，小貓科技中，以Scratch3.0圖形化框架軟件作為平臺，Kittenblock打通并支持Micro:bit、Arduino等開源硬件的編程運行。這其中利用了TensorFlow算法，TensorFlow是由谷歌公司開發(fā)的，它是基于深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡的通用化機器學習系統(tǒng)，它是當今世界最流行的開源機器學習框架，具有適合產(chǎn)品級大規(guī)模應用、快速和靈活等特點，能夠使每個研究者或者是開發(fā)者方便使用人工智能來解決相關(guān)問題。同樣，學生還可以基于人工智能的算法來建立游戲模型，例如“石頭、剪刀、布”游戲，經(jīng)過模型訓練后，無論以什么方式進行游戲，都無法戰(zhàn)勝電腦。在游戲制作過程中，學生可以充分感受到深度學習的意義，了解建模與算法在游戲制作中的作用。又如，美科AI模塊課創(chuàng)作出大量的IA的案例，例如在創(chuàng)作人臉識別游戲，通過攝像頭來實現(xiàn)人像識別，通過學生動手創(chuàng)作在很短時間內(nèi)判斷識別人的相關(guān)特征。因此，人工智能進入課堂，教師需要構(gòu)建完整的知識體系，該體系將融合趣味性、科學性和先進性，使學生在快樂中學習到人工智能的相關(guān)知識，通過學習算法、編程，在智能項目中提升其創(chuàng)新思維和實踐能力。

4結(jié)語

人工智能作為當今主流技術(shù)之一，其實質(zhì)是信息技術(shù)中的一部分。從當前的小學信息技術(shù)課程中可以發(fā)現(xiàn)，其教育的重點將轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄芙逃?。信息技術(shù)教育通過不斷地調(diào)整已經(jīng)形成了完整的知識體系，不斷滿足時代的需求。

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作者：張婷婷 單位：吉林市萬達實驗小學