項(xiàng)目學(xué)習(xí)促進(jìn)“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”的轉(zhuǎn)變

【摘要】本文以蘇科版小學(xué)信息科技六年級(jí)“人工智能的應(yīng)用”教學(xué)為例，在小學(xué)人工智能課程的實(shí)施中，融入從“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”轉(zhuǎn)變的教育理念。設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的有效教學(xué)策略，具體包括確定項(xiàng)目目標(biāo)和主題、項(xiàng)目分解與分組合作、提供項(xiàng)目輔導(dǎo)和支持、成果展示與總結(jié)反思等實(shí)施策略?！娟P(guān)鍵詞】項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；知行合一；創(chuàng)新實(shí)踐；人工智能應(yīng)用《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將人工智能教學(xué)作為六條邏輯主線之一。一線教師很快把關(guān)注點(diǎn)聚焦其上。如何達(dá)成發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神的課程總目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)由“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”的轉(zhuǎn)變，是目前一線信息科技教師面臨的難題。“知行合一”是學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下體驗(yàn)和實(shí)踐，在此過程中構(gòu)建知識(shí)體系，而“創(chuàng)新實(shí)踐”是在“知行合一”的基礎(chǔ)上培育學(xué)生的創(chuàng)造力[1]。新課標(biāo)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，而從“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”轉(zhuǎn)變的教學(xué)理念，正是把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力作為目標(biāo)。杭州師范大學(xué)教授張華在“論素養(yǎng)本位項(xiàng)目學(xué)習(xí)”專題講座中指出：項(xiàng)目學(xué)習(xí)是發(fā)展和創(chuàng)造自我、建立真實(shí)的社會(huì)合作關(guān)系的有效學(xué)習(xí)?？梢?，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力、提升學(xué)生核心素養(yǎng)的不二方式?；诖耍疚囊蕴K科版小學(xué)信息科技六年級(jí)“人工智能的應(yīng)用”教學(xué)為例，嘗試以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)來解決從“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”轉(zhuǎn)變的問題，力求培育學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，并研究形成了較為穩(wěn)定的教學(xué)過程（圖1）。筆者將運(yùn)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)促進(jìn)創(chuàng)新素養(yǎng)的課程實(shí)施策略，具體闡述如下。1.明確項(xiàng)目目標(biāo)小學(xué)人工智能課程實(shí)施過程中，運(yùn)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的方式，更關(guān)注學(xué)生對(duì)人工智能領(lǐng)域的體驗(yàn)和創(chuàng)造，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”的轉(zhuǎn)化，這是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)層級(jí)有其劃分的標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示?！叭斯ぶ悄艿膽?yīng)用”一課，是人工智能初體驗(yàn)項(xiàng)目的第二課時(shí)，具有銜接第一課初識(shí)人工智能和后續(xù)設(shè)計(jì)人工智能項(xiàng)目的重要作用。項(xiàng)目目標(biāo)的設(shè)定注重科學(xué)原理與實(shí)踐應(yīng)用并重，以促進(jìn)“知行合一”到“創(chuàng)新實(shí)踐”的轉(zhuǎn)變。本課教學(xué)設(shè)定的項(xiàng)目目標(biāo)如下：（1）了解并體驗(yàn)語音識(shí)別、人臉識(shí)別、OCR文字識(shí)別在生活中的應(yīng)用、優(yōu)勢及技術(shù)原理；（2）通過人工智能的應(yīng)用場景，學(xué)會(huì)合理選擇合適的人工智能技術(shù)來解決生活中的問題，了解用技術(shù)來保護(hù)動(dòng)物的方式，增強(qiáng)自我判斷的意識(shí)和責(zé)任感；（3）通過體驗(yàn)人工智能應(yīng)用，激發(fā)對(duì)人工智能研究的興趣，并能夠主動(dòng)思考、小組合作探究，有意識(shí)地合理規(guī)范使用人工智能技術(shù)創(chuàng)造性解決學(xué)習(xí)生活中的實(shí)際問題。可見，本課項(xiàng)目目標(biāo)主要通過語音識(shí)別、人臉識(shí)別、文字識(shí)別三個(gè)方面的應(yīng)用學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確人工智能在學(xué)習(xí)生活中的具體應(yīng)用，了解其中技術(shù)原理，為學(xué)生后續(xù)自主設(shè)計(jì)開發(fā)人工智能項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。2.選擇項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題選擇項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題，是為了讓學(xué)生基于某一知識(shí)點(diǎn)或主題進(jìn)行深入探究?！叭斯ぶ悄艿膽?yīng)用”一課的項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題為“動(dòng)物園探索之旅”。項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題的切入由人工智能“文心一言”實(shí)時(shí)人機(jī)對(duì)話激趣導(dǎo)入，揭示課題。本課圍繞為紅山動(dòng)物園做游玩攻略這一綜合實(shí)踐活動(dòng)主題，緊密聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際生活，為實(shí)踐創(chuàng)新埋下了伏筆。項(xiàng)目分解，分組合作設(shè)計(jì)具體的學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)，如開發(fā)小型的人工智能應(yīng)用、參與人工智能競賽等，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都能起到很好的培養(yǎng)作用。在“人工智能的應(yīng)用”一課中，學(xué)生拿出學(xué)習(xí)單“紅山動(dòng)物園暢游攻略”，找到自己小組對(duì)應(yīng)的攻略任務(wù)，了解完活動(dòng)要求后，展開探究并填寫學(xué)習(xí)單。學(xué)習(xí)單上有三個(gè)攻略任務(wù)。任務(wù)一是交通游覽導(dǎo)航攻略：司機(jī)叔叔不知道去紅山動(dòng)物園的開車路線，怎樣向智能語音導(dǎo)航求助呢？學(xué)生小組合作，打開平板里的“高德地圖”App，語音或打字輸入目的地“紅山動(dòng)物園”，模擬開始導(dǎo)航并向游客推薦游覽路線，告訴游客從哪個(gè)門進(jìn)入，先去、再去哪個(gè)區(qū)域、看哪些動(dòng)物明星，去哪里用餐比較方便等；在平板電腦上打開“訊飛語記”App，生成文字攻略。最后學(xué)生需要回答問題：你覺得語音輸入和手寫輸入，哪種更方便，說說你的理由？任務(wù)二是身份識(shí)別驗(yàn)證攻略：哪些方式可以驗(yàn)證身份成功入園？哪種方式最快？學(xué)生小組合作，拿出智能手表，手表主人進(jìn)行人臉解鎖測試，其他組員輪流進(jìn)行手表人臉解鎖測試，觀察是否成功。同時(shí)，紅山動(dòng)物園有的動(dòng)物明星還是國家珍稀保護(hù)動(dòng)物，學(xué)生并不知道它們的名字。學(xué)生小組合作，用平板上百度瀏覽器的“百度識(shí)圖”功能認(rèn)識(shí)它們。任務(wù)三是熱門動(dòng)物推薦攻略：紅山動(dòng)物園有很多可愛的動(dòng)物明星，有同學(xué)把他最喜歡的動(dòng)物朋友寫進(jìn)了作文里，呼吁更多的人“認(rèn)養(yǎng)”動(dòng)物。學(xué)生小組合作，打開平板，直接打字或運(yùn)用搜狗拼音輸入法的圖轉(zhuǎn)文功能，將作文片段上的文字轉(zhuǎn)換成可以編輯的文檔，以便后期再編輯分享給更多的人。此組學(xué)生需要回答：輸入文字和圖轉(zhuǎn)文字，哪種方式更快捷？你在操作中遇到什么問題？在完成項(xiàng)目的過程中，學(xué)生分成若干小組，通過團(tuán)結(jié)協(xié)作完成項(xiàng)目。首先，小組內(nèi)有明確的分工和角色，充分考慮每位學(xué)生的興趣點(diǎn)和擅長點(diǎn)。其次，組內(nèi)、組間有評(píng)價(jià)和反饋，提升每位學(xué)生的項(xiàng)目學(xué)習(xí)參與度和合作能力。最后，教師適當(dāng)添加有趣味性、有激勵(lì)作用的競賽挑戰(zhàn)，設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新積極性。提供項(xiàng)目支持，匯報(bào)交流項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師的角色任務(wù)更多的是根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供項(xiàng)目輔導(dǎo)和支持，輔助學(xué)生攻克項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)中遇到的難題[2]。教師提供在人工智能項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)中常用的學(xué)習(xí)資源作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的支架，如學(xué)習(xí)單、微課教程、軟件工具、網(wǎng)頁鏈接等，并及時(shí)給予評(píng)價(jià)反饋，讓學(xué)生輕松習(xí)得知識(shí)的同時(shí)啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新。如本項(xiàng)目中學(xué)生電腦桌面上有三組對(duì)應(yīng)的“寶典”——微課視頻，可供觀看學(xué)習(xí)，包括智能導(dǎo)航微課、“訊飛語記”語音輸入微課、百度識(shí)圖微課、人臉解鎖手表微課、拍照轉(zhuǎn)文字微課等。小學(xué)人工智能課程教學(xué)的課堂上，教師還可以設(shè)置項(xiàng)目匯報(bào)展示分享環(huán)節(jié)，學(xué)生在匯報(bào)交流中展示自己的學(xué)習(xí)成果，得到別人的寶貴意見，學(xué)習(xí)彼此的經(jīng)驗(yàn)，開拓創(chuàng)新的思維。首先，在學(xué)習(xí)資源等項(xiàng)目工具的支持下，學(xué)生分組完成學(xué)習(xí)單上的“紅山動(dòng)物園暢游攻略”，攻略任務(wù)里有抽象的知識(shí)概念，如語音識(shí)別技術(shù)、視頻圖像識(shí)別技術(shù)、OCR文字識(shí)別技術(shù)等，需要通過行動(dòng)實(shí)踐來體驗(yàn)認(rèn)識(shí)其應(yīng)用。其次，認(rèn)知是創(chuàng)新的前提，只有真正理解其中的道理，才不易遺忘，所以在本課的小組交流匯報(bào)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過類比人類識(shí)別人臉的過程，歸納出人臉識(shí)別的技術(shù)流程，進(jìn)而舉一反三，提煉三類人工智能技術(shù)共同的技術(shù)流程。再者，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，又能促使他們將所學(xué)知識(shí)創(chuàng)造性地運(yùn)用到具體的問題解決和實(shí)際工作中。所以課例中，體驗(yàn)了人工智能在教學(xué)情境中的應(yīng)用后，學(xué)生舉例談?wù)n上了解的三種人工智能技術(shù)在生活中的其他應(yīng)用，學(xué)生能列舉很多。最后，師生交流暢想如何用技術(shù)更好地保護(hù)動(dòng)物。這是一道開放性的題目，學(xué)生經(jīng)過交流討論，有很多有創(chuàng)意的想法。如制作一個(gè)人工智能管家，在家居生活中監(jiān)測寵物的健康狀況，幫助人類自動(dòng)喂食喂水；帶攝像頭監(jiān)控的人工智能管家還能夠監(jiān)測寵物的運(yùn)動(dòng)軌跡并發(fā)出警報(bào)，防止寵物走丟等。再如在自然保護(hù)區(qū)，不打擾野生動(dòng)物的情況下，可以安裝人工智能攝像頭，幫助人們跟蹤拍攝動(dòng)物，對(duì)野外個(gè)體及種群進(jìn)行長期的研究，甚至還可以在發(fā)現(xiàn)偷獵者時(shí)，發(fā)出警報(bào)等。本課培養(yǎng)了學(xué)生在生活化情境中的創(chuàng)新意識(shí)，創(chuàng)新的過程必然也會(huì)提升認(rèn)知，而認(rèn)知能力的提高又推動(dòng)了創(chuàng)新的意愿。小學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造往往是小創(chuàng)造、微創(chuàng)造，盡管是微小創(chuàng)造，卻也能體現(xiàn)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力[3]，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，從而產(chǎn)生創(chuàng)意，突破創(chuàng)新，促進(jìn)“知行合一”與“創(chuàng)新實(shí)踐”之間的互動(dòng)作用。成果展示，總結(jié)反思項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，師生需要一起反思和總結(jié)，反思教學(xué)過程中的問題和不足，提出改進(jìn)措施和建議。學(xué)生分享自己的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)感受，討論項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)中需要改進(jìn)的地方，進(jìn)行項(xiàng)目迭代更新，根據(jù)反饋繼續(xù)完善項(xiàng)目，促進(jìn)成果創(chuàng)新螺旋式上升。教師評(píng)價(jià)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，同時(shí)對(duì)自己的教學(xué)過程進(jìn)行小結(jié)和反思，從而引導(dǎo)學(xué)生開始新的項(xiàng)目，不斷挑戰(zhàn)更高難度。如“人工智能的應(yīng)用”一課課堂尾聲，學(xué)生自我評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，如合理選用AI技術(shù)、了解技術(shù)原理、了解AI常見應(yīng)用及優(yōu)勢、AI安全意識(shí)、小組合作能力等方面。課堂結(jié)尾，教師創(chuàng)新性地引導(dǎo)學(xué)生將攻略折成三折，形成攻略手冊(cè)。學(xué)生制作“紅山動(dòng)物園暢游攻略”手冊(cè)分享宣傳家鄉(xiāng)網(wǎng)紅動(dòng)物園的同時(shí)，也留下了本次綜合實(shí)踐活動(dòng)美好的回憶。接著，教師通過介紹人工智能技術(shù)的發(fā)展方向，引出人工智能在生活中的廣泛應(yīng)用，以及帶來的方便快捷，如AI+教育、安全、交通、醫(yī)療等。學(xué)生通過親身實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的同時(shí)，結(jié)合知識(shí)和實(shí)踐鍛煉了創(chuàng)新思維。通過實(shí)踐操作，學(xué)生能夠更靈活地運(yùn)用知識(shí)，在面對(duì)多樣化問題時(shí)能夠更全面地思考