小學(xué)信息技術(shù)人工智能教學(xué)案例

小學(xué)信息技術(shù)人工智能教學(xué)案例——《慧編程人工智能語音控制—小小火箭試驗場》青島崇德小學(xué)劉洪鵬隨著科技的發(fā)展、社會的進步，小學(xué)信息技術(shù)在高年級階段應(yīng)該向?qū)W生展現(xiàn)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿科技帶給生活的變化，培養(yǎng)學(xué)生理解、建構(gòu)和應(yīng)用信息技術(shù)知識、技能的能力。另外，在信息時代，學(xué)生有必要掌握編程知識，將腦海中的創(chuàng)意通過編程語言快速、輕松地實現(xiàn)。圖形化編程直觀、簡單、易讀，具有容易學(xué)習(xí)上手的特點，雖然其程序語言簡潔但是可以完成很多復(fù)雜的任務(wù)，解決科學(xué)計算、創(chuàng)意作品、機器學(xué)習(xí)等復(fù)雜問題。本課以火箭發(fā)射、回收為主線，利用語音交互模塊與廣播命令的結(jié)合，實現(xiàn)角色的語音控制。同時，本節(jié)課還用到了“運動”、“隨機數(shù)”等知識，對學(xué)生來講，這是節(jié)綜合性比較強的一課，有利于鍛煉學(xué)生思維整合能力。教學(xué)設(shè)計如下：流程與目標(biāo)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動課堂導(dǎo)入激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣火箭攜帶北斗衛(wèi)星發(fā)射視頻。了解本節(jié)課獎勵規(guī)則。師：視頻中展示的是什么？長征火箭完成了很多了不起的成就，比如北斗三號組網(wǎng)、嫦娥五號升空等，但是運載火箭一旦使命后就會分離、解體，消失在了人們的視線中。如今，為了節(jié)約成本中國科學(xué)家們抓緊研究可回收火箭技術(shù)。這堂課，讓我們成立火箭模擬實驗室，用編程知識實現(xiàn)火箭的回收吧。觀看火箭發(fā)射視頻，了解本節(jié)課編程圍繞火箭發(fā)射、回收展開。任務(wù)一：火箭升空任務(wù)要求：下達“發(fā)射”消息后，火箭升空。廣播——消息機制。利用廣播指令實現(xiàn)“小戰(zhàn)士廣播發(fā)射后，火箭升空”。3.掌握“廣播”和“廣播并等待”的不同之處。讓我們先來看看這節(jié)課的小主人公——氣宇軒昂的“小戰(zhàn)士”。（播放視頻）這個短片中有幾個角色？角色間有什么聯(lián)系呢？生：小軍人發(fā)出“發(fā)射”指令，火箭收到指令升空。現(xiàn)實生活中，火箭依靠無線電通訊接受命令，那么在編程中火箭是怎樣收到小軍人的指令的呢？生：廣播看來大家課下做過功課，在我們編程中，有“廣播——消息”機制，可以幫助我們實現(xiàn)這種功能。（板書）大家找一下“廣播”在哪里?？纯春蛷V播有關(guān)的積木命令有哪些？兩個廣播指令，一個接受指令。詢問學(xué)生：如果廣播“發(fā)射”新消息，應(yīng)該如何實現(xiàn)？學(xué)生嘗試點擊“新消息”自己輸入。思路分析：在剛才展示的程序中，誰廣播指令，誰接收指令呢？帶著你的思考，完成任務(wù)一：學(xué)生操作。哪位同學(xué)展示一下你的作品，并且說說你的設(shè)計思路。學(xué)生展示，分析腳本。思考示例程序如何實現(xiàn)找出“廣播”所在的模塊，和廣播有關(guān)的命令積木。理解“廣播——消息”機制，要有廣播消息的角色也要有接受的角色。自主探究，完成任務(wù)一。任務(wù)二：火箭回收任務(wù)要求：小軍人發(fā)送“降落”消息，火箭收到消息后返回。結(jié)合廣播命令，實現(xiàn)火箭的回收。過渡：火箭經(jīng)過大家的努力飛上了天空，那么如何實現(xiàn)火箭的回收呢？思考一下，誰來說說？我們可以給他廣播新的指令，例如“降落”，火箭收到消息后回到初始的位置。下面大家自主探究，完成任務(wù)二：學(xué)生操作。作品展示。思考如何實現(xiàn)火箭的回收。自主探究完成任務(wù)二。任務(wù)三：火箭的語音控制任務(wù)要求：利用語音交互模塊，實現(xiàn)火箭升空降落的語音控制。利用廣播命令和語音交互（普通話識別）模塊，實現(xiàn)火箭升空、降落的語音控制?；鸺谖覀兊脑囼瀳隼锿瓿闪丝苫厥赵囼?，但是發(fā)射和降落我們用到了當(dāng)綠旗被點擊和當(dāng)按下空格鍵，其實火箭發(fā)射是智能性很高的，我們的程序還可以改進，能否結(jié)合上節(jié)課的語音交互模塊，完成發(fā)射和降落的語音控制呢？讓我們看看達成效果（播放視頻）小組討論一下，然后完成任務(wù)。學(xué)生操作。時間到，那個小組展示一下你們是怎樣設(shè)計的？（展示程序、學(xué)生說說編程思路）師：當(dāng)綠旗被點擊，識別普通話，然后廣播語音識別結(jié)果，這樣是不是簡化了程序。給你們小組加上獎勵貼。小組討論：如何結(jié)合上節(jié)課的語音交互模塊，完成發(fā)射和降落的語音控制。完成任務(wù)三。任務(wù)四：火箭降落至特定范圍任務(wù)要求：利用隨機數(shù)命令，設(shè)置火箭降落范圍。（X:-150——X：80）通過微視頻了解什么是隨機數(shù)。2.小組合作完成任務(wù)四：利用隨機數(shù)命令，設(shè)置火箭降落范圍。發(fā)揮想象力，創(chuàng)意作品。在實際操作中，火箭能不能準(zhǔn)確回收到起落架上？往往火箭回收需要劃定一片安全區(qū)域，火箭會降落在這片區(qū)域的任意位置。程序背景有一片黃褐色區(qū)域，這就是安全區(qū)（X：-150——X：80）。如何讓火箭降落在這片區(qū)域，這就給大家出了一個難題。我們先看一段微視頻。（什么是隨機數(shù)）看完微視頻是不是有了自己的想法，小組先討論一下，然后完成任務(wù)四。學(xué)生操作時間到。哪個小組展示一下你們組的作品？同學(xué)們將Y坐標(biāo)和隨機數(shù)結(jié)合實現(xiàn)了火箭升空進入特定軌道范圍。沒有做完的繼續(xù)完成任務(wù)，做完的同學(xué)發(fā)揮想象力，豐富故事內(nèi)容，完善一下自己的作品吧！做完的小組可以邀請別的小組參觀一下你們的火箭發(fā)射試驗場！觀看微視頻，了解什么是隨機數(shù)。小組討論如何完成任務(wù)四。發(fā)揮想象力，創(chuàng)意作品。交流總結(jié)課堂評價交流分享愉快的編程時間總是過得很快，這堂課你學(xué)到了什么？學(xué)生發(fā)言。師：這堂課，經(jīng)過大家共同的努力我們實現(xiàn)了火箭的發(fā)射與回收、火箭的語音控制和將火箭送入特定軌道。學(xué)會了廣播-消息機制、掌握了語音交互模塊與廣播指令的結(jié)合，了解了什么是隨機數(shù)。大家都是小小科學(xué)家?，F(xiàn)在科技的發(fā)展速度就如同火箭一般，只有努力學(xué)習(xí)，不斷追趕才會走在世界科技的前沿！表述本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容。本節(jié)課是圖形化編程教學(xué)課，同時添加了人工智能服務(wù)擴展中的語音交互模塊，實現(xiàn)了火箭的語音控制，讓學(xué)生體會到了人工智能編程帶來的興趣與魔力。本課按照“火箭升空”、“火箭降落”、“語音控制”、“降落至安全范圍”組織教學(xué)。這是為了讓編程更貼近于生活實際。這不僅會吸引學(xué)生的興趣，還能將學(xué)習(xí)任務(wù)具化到學(xué)生的頭腦中。這是一堂綜合性比較強的編程課，需要學(xué)生運用之前學(xué)的“動作”、“語音交互”等模塊中的命令，