2022-2023第二学期课题研究记录表(三)

作者: 时间:2023-04-20 点击数:

2022-2023学期课题研究记录表(

课题研究记录表

课题题目

“人工智能+”背景下,小学创客课程开发与教学应用研究

课题类别

太仓市教育科学“十四五”规划课题

立项编号

L2022062

出席对象

课题核心组成员

地点

人工智能教室

时间

2023420

研究主题

人工智能和创客教育整合的教育模式

所要解决问题

1. 研读小学信息科技教材,寻找可以整合人工智能的相关知识

2. 阅读文献,学习专家、同行在人工智能和创客教育整合的教育方式

研究方法

文献研究法

一、以课程开发为抓手,思考在小学高年级全面普及人工智能教育

以马青老师为组长的人工智能课程开发小组,组织全体信息技术老师分析人工智能课程的总体目标,即通过图形化编程了解程序流程,培养计算思维,了解人工智能的概念,体验人工智能在生活中的应用。以设计、组装、编程、运行为主要学习内容,通过一个个项目培养学生动手能力、观察能力、分析能力、逻辑思维能力和提升学生的信息技术核心素养为主要目标的课程。

深挖《小学信息科技》教材,寻找与人工智能相关知识,根据人工智能课程目标确定教学内容,编写校本课程。

五年级开展基于“scratch+物联”的智能互联创客教育,共16节课,内容分别为:

1.点亮一盏灯;2.智能交通红绿灯;3.摩尔斯电码;

4.智能触摸灯;5.智能声控灯;6.智能光控灯;7.自动空调;

8.小小编曲家;9.智能报警器;10.避障小车;11.循迹小车;

12.智能小车;12.红外遥控风扇;14.智能家居(2课时)。

六年级开展基于开源机器人的教育,共12节课,内容分别为:

1.让小车动起来;2.兜兜转转、3.巡逻卫士(3课时);

4.垃圾清运;5.紧急救火;6.超级警卫(2课时);

7.智能驾驶;8.超级智能车(2课时)。

在信息技术课堂上编程是人工智能课程的核心。在编写程序的过程中,学生需要借助于老师的流程图把一个复杂的大问题分解成一个个可以解决的小问题,循序渐进,逐步解决整个问题。在编写程序的过程中,学生首先要清楚人工智能作品的搭建结构和运行原理,其次还要清楚各种模块的功能,通过编写程序来控制各种传感器、动力系统、声光系统等模块,使人工智能作品感知外界的环境信息,并对感知到的信息做出决策和响应,以使人工智能作品能够顺利完成指定的任务。

二、注重创客教育实施,作为人工智能启蒙教育

创客教育是创客文化与教育的结合是基于学生兴趣以项目学习的方式使用数字化工具倡导造物鼓励分享培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。人工智能和创客教育最大的特征是“创新” 从教育本身来讲创客与人工智能教育都是多学科融合的领域由于综合了数学、物理、机械原理电子传感器.计算机软硬件及人工智能等众多前沿技术通过这方面的学习有助于培养学生的综合素质。另外分析能力.创造能力.实践能力这三力的均衡发展对学生的发展起着重要的作用而创客与人工智能教育的学习恰好是培养这三力的理想平台。而处在小学阶段的学生由于其知识储备与认知能力不足对人工智能深奥的算法.抽象的建模还不能理解可将创客教育作为人工智能的启蒙教育通过创客教育让学生创造出弱人工智能项目从中培养学生的创新思维与批判性思维提升学生分析问题和解决问题能力。

三、构建小学生编程教育体系,注重学生编程思维培养

随着人工智能发展越来越深入AI将与我们日常生活的所有方面都交织在一起编程将成为人类与计算机沟通的工具也将变得越来越重要。在可见的未来“编程”将成为每个受过教育的人都必须具备的基本素质它是未来人工智能时代的基础。就人工智能目前应用领域来说神经网络算法和机器学习算法占据了主流地位正是因为这些算法人工智能才能变得如此“聪明”所以算法对于人工智能的发展至关重要而算法是编程学习的重要内容。

我们认为,人工智能进入课堂我们必须构建深入浅出的知识体系其特点是融科学性、先进性及趣味性于一体让学生在快乐、充满好奇的环境中学习人工智能的基本知识与概念通过解决实际问题的过程学习编程学会算法在造智项目中培养他们的创新思维与动手实践能力为学生了解掌握国际最前沿人工智能科技打下坚实基础。

基于以上思考,课题组根据小学生各个发展阶段的学习特点梳理了一套编程教育体系共有个阶段。

第一阶段以游戏化情境为主作为儿童编程入门语言学习这种图形化编程方式适合零基础的低年级学生;

第二阶段着重于Scratch图形化编程的使用初步掌握Scratch中的基本模块认识程序设计的基本构结用编程的方法去解决一些问题主要针对三年级学生学习。

第三阶段以项目学习为主,在具体任务中提出问题、需求分析、整体架构,搭建与纠错,测试与评估从而掌握重复、判断、变量等相关知识主要针对年级学生学习。

第四阶段算法学习涉及循环、列表.分治.递归.冒泡等相关知识可以把一些经典的数学奥数问题主要针对年级学生。

物化成果

多篇文献解读,以及在高年级开展人工智能的课程框架。

 

 

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