一、背景
 

2017年国务院《新一代人工智能发展规划》中明确指出：人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。那么，在小学如何开展人工智能教育呢？

笔者认为，首先，要明确中小学开展人工智能教育的课程定位。小学人工智能课程的重点，应该放在让学生体验生活中的人工智能，直观地了解人工智能的特点，感悟人工智能对生活和学习的影响，激发探究的热情和积极性，进而进行简单的创意物化。

其次，需要针对学生的特点以及人工智能教学的新要求，对现有教学模式进行创新。将人工智能中复杂的原理和概念，用学生能够接受并愿意参与的体验活动完成感知，指导其完成抽象化过程，将成果正向迁移到后续的学习中，最后用多种形式的作品进行呈现。

二、体验式教学方式的实践

案例1：语音识别原理的理解
 

语音识别是生活中常见的人工智能的应用。如何让学生了解语音识别的过程呢？常见的方式是教师讲解语音识别的工作原理，或者通过视频的方式让学生了解其原理，然后通过实验进行相应的体验。但这种方式下，学生对知识点的理解只能是一知半解，教学效果一般。如何提高教学效果呢？本课在课程流程上将体验活动分为两个阶段，一个阶段为原理的理解，另一个阶段为语音识别的应用。
 

课程导入结束后，教师不是先讲解语音识别的理论，而是先教会学生利用软件测试语音模块中自带的语音指令。通过测试可以达到两个目的：1.检查语音识别模块与软件之间沟通是否通畅；2.让学生对语音识别产生好奇，提高其探索的兴趣。当学生有了兴趣，后面的探究就水到渠成了。通过微课、自学文档等方式让学生小组合作开展探究，如尝试设置开灯和关灯的命令。在学生在合作探究的过程中对语音识别的内容有了一定的了解后，教师在学生思考结论的基础上给出官方的定义，通过对比，学生很容易就理解什么是语音的数字化，什么是特征库。

还是这样一个问题，如果采用传统的先讲授后操作的方式，学生只能机器式记忆，一堂课下来，能说出语音识别工作原理的学生寥寥无几。

这样的转变提高了课堂的时效性。通过实验能让学生产生更高层次的探究欲望，从而培养学生的探究意识。

案例2：语音识别在应用上的问题

现在市场上的语音识别设备在发布语音命令前，需要先呼叫一下设备，如“小度小度”。这样做的目的是通过特定语音唤醒设备，防止误操作。

如果教师直接将结果告知学生，学生仅仅会知道误操作，但为何会产生误操作？如何避免误操作呢？难道仅仅是这样一种方式吗？

为了提高学生的探究意识和创新能力，教师在环节上是这样设置的：

在展示作品环节，教师有意识地用含有学生设计的语音指令的句子将作品唤醒，导致产生误操作。通过直接展示实验效果的方式，学生认识到语音识别有可能会出现断章取义的时候，产生一定的误操作。教师进而提出问题引发学生思考：为什么会误操作？如何解决？学生根据实验现象进行小组讨论，汇报自己的解决办法。教师最后汇总整理学生的方案：用两级命令的方式进行识别，或用日常出现概率小的词语作为命令前缀。

传统的教学方式，学生仅仅会通过实验来验证教师给出的结论，很少能对现有实验进行深度的思考，这样的方式谈何想象力、创造力的培养？通过改变教学方式，让学生体验实验、发现问题，引导学生解决问题，更能激发学生的学习兴趣和探究欲望，注重创造力、想象力和整体思考的能力。
 

三、软件支持下的体验式教学方式实践

人工智能最为核心的部分是深度学习。深度学习的学习方式更像人类的学习方式，它能自动做特征提取，也就是它无需人工设计特征的提取，而是通过大量数据自动确定需要提取的特征信息，并且直接完成分类任务。由于机器学习前期需要准备很多的数据，目前市场上的图像识别很多是利用各大厂家提供的深度学习后的结果。如果要让学生了解深度学习，最好的办法就是让他们亲自体验一下机器学习的过程。
 

案例3：有趣的“剪刀石头布”——图像识别

“剪刀石头布”是生活中一种常见的决策方式。外国人还专门成立了猜拳（剪刀石头布）协会，甚至研发了用来猜拳的机器人。令人不可思议的是，这个叫Ankeny的猜拳机器人，在和人类的比赛中从未失过手。

为什么没有输过？因为机器能够识别人类的手势并作出判断。如何能够识别出来呢？这就需要让机器进行深度学习。如何能让学生了解什么是深度学习呢？我们需要建立这样一个自己的模型。在课堂上，教师使用了一款人工智能软件：IAI。通过该软件可以让学生从收集数据开始参与深度学习的各个过程，包括对数据进行分类、导入数据、搭建神经网络、进行模型训练等操作。
 

通过一系列的动手实践，学生对深度学习有了更深层次的认识，最后结合教师给出的深度学习的定义，他们对深度学习的理解更加深刻了。

同时，通过前期数据数量和后期模型训练结果准确率的对比，学生充分了解了大数据的概念。这比单纯利用网络上提供的训练模型更能让学生有深刻的认识，更能提高课堂时效性。

四、结论

人工智能课的实验教学方式，将人工智能中复杂的原理和概念，用学生能够接受并愿意参与的实验活动完成。亲身体验和交互活动会使学生产生更多的兴趣，促进学生更深层次的思考。实验活动可以帮助学生拓展更宽广的视野，掌握更好的解决问题的方法，增强主动获取新知识的能力。