情境融合，思维进阶：探究人工智能教育新策略

当前，人工智能正深刻影响着我们的生产、生活方式和思维方式，而初中阶段学生的思维能力正处于快速成长时期，教育者可以思考的一个重要课题是，如何有效利用人工智能技术来提升其学习效果、促进其思维能力的发展。人工智能领域的不断进步本质上是通过不断识别问题、提出假设、设计解决方案、实施并验证这些解决方案，从而实现技术的迭代和发展，这一历程强调的是深入探究问题的解决方案。为避免被人工智能所替代，我们在教学中更应重视人的主体性，培养学生深层次的问题解决能力。这不仅包括促使他们更好地发现和探索问题，还涉及对他们创新思维的培养。学生的问题解决能力通常在情境中被激发，当他们通过认知活动和技能运用，参与到实际问题的解决过程中时，能更有效地掌握知识。教育者应基于这样的认识设计教学活动，培养学生的问题解决能力、发展其创新思维，从而增强其核心素养、满足时代对创新人才的需求。

指向思维进阶的人工智能课程体系

良好的情境融合教学能够激发学生的学习动机，进而启迪其思维、培养其核心素养。通过结合真实情境与问题链，围绕大单元和大概念设计项目活动，我们不仅教授学生技术知识，更引导他们深入理解技术背后的原理，旨在让他们领悟技术进步与问题解决的内在联系，体会技术发展中的人类智慧，鼓励他们持续地发现、探究和解决问题，从而培养学生的质疑和创新精神。基于学情分析，笔者结合“双新”背景，分析并提炼了初中人工智能教学的核心内容与理念。结合单元教学与项目活动设计，依据学生的认知发展规律和个性特征，逐步开展了由浅入深、由点及面的课例研究，构建并完善了螺旋式上升的人工智能项目教学框架与课程体系，确保教学内容的连贯性和递进性。

初步理解类课程。初中一年级学生对人工智能技术的了解有限，很多学生对人工智能的认知仅停留在一些智能家居的应用层面，他们对人工智能技术有不少疑问，也充满了探究的好奇心。通过开展单元项目活动“畅‘享’生活中的人工智能”，笔者希望引导学生在真实情境中学会识别什么是人工智能，能够描述人工智能设备的一些基本特点和工作过程，并能灵活使用Scratch编写脚本，模拟人工智能设备的工作过程，实现他们脚本中的设计。这一活动不仅能激发学生对人工智能的探究兴趣，帮助他们理解人工智能设备的基本工作原理，而且有利于他们基于问题情境体验编写程序，从而初步掌握相关技术。

深入探究类课程。学生在好奇心的驱使下认真学习初步理解类课程，逐渐对人工智能的概念、发展过程、典型应用和工作过程有了一定理解。此外，他们在生活中或多或少拥有一些应用人工智能及其相关产品的经验。为使学生对人工智能技术背后的知识有更为深入的了解，笔者开展了“机器学习的奥秘”单元项目活动，引导学生运用人工智能技术，围绕驱动性问题展开探究，并借助与他人的对话，寻求问题的解决方案。在这样的过程中，体悟技术如何助力问题的解决，思考技术背后的创新智慧。

拓宽视野类课程。经过两类项目的学习后，学生大多对人工智能技术及应用的基本原理和工作过程有了一定的了解和认知，之后教师可再通过“发现新技术——人工智能篇”的探究学习，引导他们发现身边的人工智能技术的应用和发展，起到启迪思维、拓宽视野的作用。此外，随着人工智能技术的不断进步，其应用领域日益广泛，覆盖数学、艺术等多个学科。在这样的背景下，笔者通过创设情境和问题链，构建了一个跨学科的学习体系，旨在为学生提供学习支架，提高他们解决问题的能力，同时激发他们对科技的兴趣和好奇心，增强他们自主学习和终身思考的能力。在这一教学过程中，还要特别关注人工智能的伦理问题，可发起对隐私保护、算法偏见等问题的讨论，让学生在思维碰撞中增强社会责任感。

以结构化的内容实施人工智能教学

在初中人工智能教学中，我们试图通过创设真实的情境来引导学生发现问题，并以此问题情境驱动他们完成相应的实践活动。接着引导他们实现知识的迁移应用，并逐渐形成创新意识。这一教学模式不仅能有效激发学生的主动思考意识和探究热情，还能促进他们对知识的深入理解与实际应用。其要点主要包括以下四个方面——

清晰的教学设计。教师应注重根据学科知识特点，树立教学内容与问题解决之间的联系，找到促进学生思考和迭代学习的融合点，以情境化的方式呈现问题，引导他们不断思考并深入探究。为此，在教学设计环节，教师就要挖掘人工智能技术在日常生活中的实际应用，把握真实情境、问题情境、任务设置三个重点。比如，在初步理解类的课程“初识人工智能”教学中，笔者通过模拟问题情境激发学生的思考：有学生在制作植物知识电脑小报时发现，因急于下载植物图片而忽略了查看对这一植物的介绍，这时该怎么办？学生们发现很难用文字描述下载的植物图片，在教师的引导下进一步地体会到人工智能（如图像识别技术）的实用价值。又如，在“机器学习的奥秘”项目活动的“语音识别”一课中，笔者通过两个实际问题情境引入教学：某位同学因拼音基础薄弱，在使用拼音输入文字时效率较低；信息小组在Scratch编程中，因口语发音不准确，难以录制满意的英文配音。这样的情境自然地引出了语音识别的课题，通过让学生体验语音识别技术、优化智能语音方案等活动，我们得以有效地实现教学目标。

激活思维的学生活动。在上述设计的基础上，笔者紧密围绕教学目标和重难点，组织体现目标性、自主性和结构性的学生活动，以此作为学生完成任务、开展创新探索的载体。系列活动有助于学生理解信息技术的多样性、通用性和发展性，同时有助于他们提升计算思维。例如，在教授“畅‘享’生活中的人工智能”的“人工智能作品的完善”一课时，引导学生自主分析案例、形成对作品的评价标准，而后识别某一作品中暴露的问题、提出修改方案，最终通过不断完善设计方案来提升作品质量。由此，促进学生思维能力的发展，培养他们自主思考、创新反思的习惯。

结构化的教学内容。在学生学习人工智能的初期，教学内容的结构化设计至关重要。教师应综合考虑单元教学目标、学生学情以及信息科技课程的整体结构，做好知识关联、经验关联、任务关联三方面的融合，从而有效促进学生完成活动任务，并激发他们的探究兴趣。以“发现新技术——人工智能篇”中的“北京冬奥会上的AI应用”为例，学生应在体会奥运精神的同时，发现其中应用的人工智能技术。笔者鼓励学生们运用已掌握的人工智能知识，分析相应技术的工作过程和原理，就感兴趣的AI技术生成研究课题，并通过小组合作开展深入研究。其间，一些学生运用图形化编程等知识呈现研究成果，在体验合作与探究学习的过程中，感受到学以致用的成就感，营造了积极的学习氛围。

知识的迁移应用。情境融合下的问题解决教学，能够使学生自然地将新旧知识联结起来，从而实现知识的迁移与应用。以“发现新技术——人工智能篇”中的“手势识别”一课为例，学生在学习后踊跃地表示要为上海博物馆的新展台设计一款手势识别控制设备，专门为聋哑人提供展品介绍服务。在“机器学习的奥秘”课程中，学生尝试运用相关知识为家中的长辈设计智能语音应用方案。在这类项目活动中，学生通过实践深化了对新技术的理解和运用。

各类进阶式的课程以及结构化的教学实际上均指向学生思维的发展，所坚持的原则始终是基于真实情境，激活学生的自主思考，使他们在问题解决的过程中加深对知识的理解与应用。毕竟，在技术迅猛发展的今天，只有善于发现问题并且能够提出创造性解决方案的学生，才能适应变化的社会情境。唯有掌握高阶思维的学生，才能更好地结合既有知识学习新技术、活用新技术，使技术更好地服务于我们的生活。