“农村娃”也能玩转人工智能：农村小学人工智能教育的“青小路径”
沈峥嵘
苏州市吴江区青云小学
青云小学是坐落于江苏省最南端的农村小学，在班级只有三轨、硬件条件简陋的情况下，却一直坚持在做人工智能教育。青云小学进行了系统的人工智能教育实践，取得了良好的教育效果。人工智能教育已然成为了促进青云小学校课程变革的核心力量，推动学校整体教学改革向纵深发展，形成了具有特色的农村小学人工智能教育“青小路径”。
一、问题与困惑：农村小学开展人工智能教育现状
（一）农村小学生人工智能学习方面存在的问题
学校以网络问卷的形式调查学生在人工智能学习方面存在的主要问题，包括学生对人工智能的概念认识模糊、学生对于学习人工智能的目的理解尚不到位、学生获取人工智能知识的渠道不足。
（二）农村小学在实施人工智能教育方面存在的困惑
1.专业教师匮乏。学校能够承担人工智能教学任务的教师主要是信息学科教师。学校共有专职信息技术教师2人，只有1个接受过人工智能教学培训。
2.课程资源短缺。在小学实施人工智能教育，没有统一的课程标准，课程在构建过程中，教学目标的确定、教学内容的选择、教学课时的安排和调整、教学模式和教学策略的遴选、课程评价和综合教学场地建设等方面，都存在着或大或小的分歧。
3.课时难以保障。很多学校的人工智能教学都放在信息技术课上完成。但仅靠信息技术的课时量，难以承担这项新的教育任务。
4.缺少家长支持。农村的父母，还是希望孩子一心读书，心里装的只有分数。
二、实践与行动：农村小学人工智能教育青小路径
（一）构建“1+2+N”课程体系，践行关注学生个性成长培养模式
图 1 “1+2+n”学校人工智能教育体系
学校采用“1+2+N”的课程模式来推进学校的人工智能教育（见图 13‑1）。“1”是指信息技术学科课程，指在常规课堂开展的人工智能必修课程；“2”是指第二课堂的思维课程与实践课程，主要面向选修课程的学生，培养学生编程思维、计算思维为目的的课程，包括图形化编程、PYTHON与C++课程入门；实践课程是指以注重智能硬软件相结合，动手实践创作智能作品的课程。“N”是指将人工智能教育融入到学校现有所有学科。必修课程和拓展课程互相联系、互相补充，形成了既注重学生的共同发展又关注学生的个性发展的课程体系。
为助力“双减”，学校还利用课后延时服务和双休日义务开展丰富多彩的人工智能社团活动，让活动走入更多孩子心中，让人工智能丰富并美丽孩子的童年。
（二）因地制宜开发与利用人工智能实验教学资源
1.把握教材资源，借助平台，以微项目方式构建人工智能学习活动
为更好地实践人工智能中涉及的体验、验证与实现、应用部署等不同任务的实验教学，尝试从设计微项目入手，利用人工智能开放平台资源，破解人工智能实验教学的困境。基于人工智能编程软件和开放平台，如“HAPPyCoding”“慧编程”“Mind+腾讯AI、百度AI人工智能开放平台等，教师可以以情境为依托，利用项目教学法构建学生感兴趣的微项目。
2.把握学生资源，于主动建构中设计人工智能实验
（1）抓住学生兴趣点。在选择和设计人工智能实验的时候，紧紧抓住学生的兴趣点，引发学生的创作动机。例如疫情期间利用智能技术设计一种“用于安全距离排队的人工智能装置”。通过讨论、规划、设计，孩子们给出采用人脸识别和舵机拦杆相结合的方式实现智能“物理一米线”。通过多轮模拟实验和测试，测试此人工智能装置应用在正常生活中排队通行的效率。这样的教学，为学生创造了一个有趣、健康、互动的情境，激发了学生人工智能学习的兴趣，提升了学生创作和动手能力。
（2）结合生活需求。联系学生的日常生活使人工智能实验教学活动更好落地。例如家长和学生对“戴头盔”的安全意识还比较薄弱。以解决这一实际生活安全问题为导向，将来源于实际生活需求的创意引入，借助学生已有的生活经验，设计和制作智能头盔，利用编程实现组建无线局域网，通过广播实现智能应用。在这一过程中，形成“源于生活—融合创作—用于生活”的课堂生态。
（三）建构了农村小学人工智能教育“项目驱动”学习模式
利用人工智能开放平台资源开展“项目驱动”学习活动新模式，有效破解人工智能学习活动开展的困境。“项目驱动”人工智能学习活动新模式主要让学生围绕着真实项目开展活动，包括了项目分析、设计解决方案、实现解决方案和项目反思等四大阶段。在具体的项目教学实施过程中，努力让学生沉浸在理解、设计和建造一个新系统的创造性过程中，驱动农村儿童的内在动力，让他们感受到成就感，如让学生们设计和开发脱离电脑和网络运行的“一种用于帮助老年人科学服药的人工智能装置”。项目驱动的人工智能学习和实践，不仅培养了孩子们的计算思维，发展了核心素养，最重要的是让孩子们亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法。
（四）设计跨学科项目，夯实核心素养
人工智能是一门综合类课程，有着非常强的吸纳能力，教师要善于从其他学科的课程中发现与人工智能教学有暗合因子的因素，进行跨学科的整合，使项目式教学资源最大化，最优化。如《声控机器人》这一课的教学，笔者将人工智能实验与语文、数学、艺术学科做了有机融合，以学生喜爱的古诗词为切入点，将互动古诗词这一创意引入课堂，借助学生已有的古诗词和图形化编程的经验，以项目的方式开展多学科的整合教学，利用AI编程实现语音识别和智能应用。
人工智能教育的全面开展为学校实现了凸显创新实践特色的农村小学人工智能教育新形态，为农村儿童带来了“后发优势”，在创新实践中将农村生活经验与新兴科技创新相融合，有效驱动了学生的认知内驱力，激发了各学科在实际应用中的知识需求，形成了强烈的学习动机，促进了高阶思维能力、核心素养和创新能力的有效提升和发展。
