面向学科核心素养的初中人工智能课程教学任务设计策略

周占美 刘浩

摘要：本文以信息技术学科核心素养为指导方向，以中学人工智能课程的“智能灯光”这一主题为例，通过实践提出了学科核心素养培养的教学任务设计策略，以期为同类学校的人工智能课程提供参考和启发。

关键词：初中人工智能课程，学科核心素养，教学策略

中图分类号：G434  文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2022）08-0044-02

人工智能课程的重要性不言而喻，因此，笔者所在的学校新增了一门人工智能课程以保证课时，同时，使用《未来小镇》的设备套装，结合uApp和uKit软件，参考华师大出版社出版的教材《AI在未来小镇》，在学校七年级的8个班级开设了人工智能的常态课。教材《AI在未来小镇》共有14个主题，笔者在此基础上，通过反复研讨，并结合学校的系统活动，最终确定了10个主题，内容贯穿一学年时间。下面，笔者以主题四“智能灯光”为例，以培养学生的信息素养为指导方向，总结具体的教学任务设计策略，希望能为同类学校的人工智能课程提供参考。

● 任务提出要真实合理，激发学生信息意识

信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力，如何培养学生的信息意识呢？笔者认为，教学任务的提出一定要真实合理，要让学生置身其中去解决实际问题，从而激发学生的信息意识。例如，在“智能灯光”主题学习中，教师抛出的问题是“如何节电？”，这是一个综合且贴近学生生活的问题。通常，学生会说通过睡觉关灯、人走灯灭等方法来节电，此时可启发学生思考更省心更“智能”的方法，有的学生立即想到了家里的智能小夜灯，教师进一步引导学生思考智能小夜灯的原理，并利用网络资源探索原理，最终学生会发现灯的“智能”离不开各种传感器。随后，教师介绍几种传感器的特点，顺利引出“智能灯光”主题所需的硬件设备。这样把一个综合的问题分解聚焦为一个可以用信息化手段实现的具体问题，很好地激发了学生的信息意识。

一个真实任务的解决通常是考验学生的综合能力，所以教师要有将本学科知识与其他学科知识融合的意识，这样可以帮助学生在复杂问题中选择合适的信息资源和信息技术来提出解决策略。

● 任务设计要结构化，培养学生计算思维

计算思维是一种解决问题的方法，即将一个复杂问题分解成若干小问题，接着找出问题彼此间的规律性（谷歌的计算思维课程中把此步骤称为模式识别），然后将问题简化，忽略不相关的细节，只专注于问题的关键部分，最后将各部分“组合”起来，针对问题提供一个完整的解决方案。这种思维方式，能提升解决问题的能力。

在“智能灯光”主题中，学生已经提出“智能”灯的方案，教师则应引导学生将“智能”灯这个大问题分解为两个小问题：利用亮度传感器判断是否天黑了，利用红外传感器判断是否有人来。本节课教学任务有三个：①让灯亮起来;②天黑了才亮灯;③天黑并且有人了灯才会亮。其中，“任务一”非常基础，需要学生掌握编程知识以及与硬件的连接知识;“任务二”是有条件亮灯，需要掌握条件语句;在“任务二”完成后，学生可以将发现的规律应用到“任务三”的多条件语句中;最后，在“延伸思考”过程中，学生需针对这类问题总结出完整的解决思路。

● 任务过程要协作探究，发展学生数字化学习与创新能力

信息技术四大核心素养中的“数字化学习与创新”是其他三大素养的媒介，它是指个体通过评估并选用合适的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。数字化学习与创新具体表现形式為数字化学习环境的创设、数字化学习资源的采集与管理和数字化学习资源的应用与创新。

1.数字化学习环境的创设

在“智能灯光”主题中，教师提前制作好相关微课，连同在网络上搜索到的合适资源，统一放到学校的FTP上，所有学生可以随时浏览，反复使用;在校园云里按班级建立文件夹，所有学生可以上传自己的资源并共享;同时，教学网络平台也对学生开放，学生可以随时使用。此外，每个小组除了机房固定的台式机外，还会配发一台平板、一台笔记本电脑，方便学生在任何地方使用网络资源。

2.数字化学习资源的采集与管理

在“智能灯光”主题教学中，教师在带领全班学生共同完成三个任务后，将学生按兴趣分小组，以微项目学习方式开展教学，让学生在项目选题、制订计划、设计搭建作品、成果交流各个环节中确定信息来源，甄别信息，选择合适的方法获取信息，建立小组的资源数据库，最终完成作品的设计与制作。

3.数字化学习资源的应用与创新

小组汇报展示环节可以很好地促进学生对数字化学习资源的应用与创新。此阶段要求学生根据需求，综合运用各类工具，如文字、图表、图片、视频等加工信息，利用网络平台共享和交流信息。这个过程可以综合锻炼学生对数字化资源的应用与创新能力。

● 任务评价要注重过程，增强学生信息社会责任意识

在人工智能课程中，教师要注重过程性评价，要及时给予学生有效的反馈。由于分小组合作探究，教师无法统一进度，学生可能会淹没在互联网的海量信息中忘记了学习目标。教师要引导学生科学、合理、高效地利用信息资源，提高其价值判断力。例如，很多学生在搜集资源时会遇到网络安全问题，可能某些网页让付费，或者包含病毒链接，此时教师要给予及时的关注和引导;有的学生会反映某些网络资源无法下载，此时教师可以反问为什么无法下载，引出“知识产权”的概念，倡导学生严格遵守相关法规，自觉抵制违法行为，培养学生的信息社会责任意识。

小组汇报不仅要演示作品的效果，更要汇报整个作品完成的过程，包括方案的确定、过程中遇到的难题、解决的方法等，同时也要汇报小组是如何进行分工的、每个成员负责了哪些工作、每个成员为小组带来的影响等。这样能提高学生团结协作、沟通交流等综合能力。在“智能灯光”主题末尾，教师带领学生反思“今天，我低碳了吗？”，引导学生关注环境问题，结合实际生活促使学生树立责任意识。

人工智能课程对学生的发展意义重大，在教学中，教师要深刻理解核心素养的内涵，形成一定的教学策略，合理创设教学情境，精心设计教学任务，提升学生的学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础。