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作为引领未来的战略性的新兴技术 ， 人工智能正在深刻影响着社会的方方面面 ， 也将深刻改变我们的生产生活方式 。 为此 ， 我国十分重视在基础教育阶段实施人工智能教育 ， 以培养适应智慧社会的人工智能人才 。 2017年7月 ， 国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确指出我国应实施全民智能教育项目 ， 在中小学阶段设置人工智能相关课程 。 2018年4月 ， 教育部印发《教育信息化2.0行动计划》 ， 强调要完善课程方案和课程标准 ， 充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容 。 2019年 ， 教育部发布《2019年教育信息化和网络安全工作要点》 ， 进一步指出要推动在中小学阶段设置人工智能相关课程 。
在国家政策的推动下 ， 人工智能教育在我国发展迅速 。 但是 ， 在实施过程中也存在着两个方面的问题：一是学习内容过深 ， 一些中小学人工智能教材将大量的抽象模型和理论知识直接呈现给学生 ， 大大超过了中小学生的认知水平 ， 导致学生对课程产生畏难情绪 ， 失去学习的兴趣；二是停留于体验学习水平 ， 一些公司开发的人工智能学习平台 ， 仍然只是进行简单的积木搭建活动 ， 虽然能够吸引学生的关注 ， 却难以触及人工智能领域的重要知识和基本思想 。
为克服以上问题 ， 本课以制作水果识别程序为载体 ， 带领学生在利用软硬件实现简单人工智能应用的同时 ， 初步理解人工智能的基础知识和基本思想 。 首先通过“I Am AI”视频中机器的身份——私人助理、守护者、导航者、画家 ， 从应用的角度出发 ， 帮助学生归纳出了可以理解的人工智能的概念——人工智能是一种机器模拟人类智慧能力的技术 ， 更符合一直接受东方文化熏陶的中国学生的认知规律 。 在此基础上 ， 紧密联系学生的生活经验 ， 以人类学习的过程类比机器学习的过程 ， 引导学生“思”考机器如何智能 ， 得出机器学习的过程包括“准备数据、提取特征、训练模型、应用模型”四个基本步骤 ， 收到了化难为易、化抽象为具体的效果 。 虽然可以通过专业的人工智能开发平台训练机器学习的模型 ， 但耗时较久 ， 而且整个操作过程非常依赖网络 。 以百度EasyDL为例 ， 从数据上传、数据标注、训练模型到效果评估 ， 即使10多张图片 ， 也需要20多分钟 ， 难以在中小学人工智能教学中进行有效应用 。 为此 ， 本课使用ML5插件训练水果识别模型 ， 在保持较快响应速度的前提下 ， 即使训练的数据量比较小 ， 依然能保证识别效果 ， 学生可以在较短的时间内体验从零开始的完整机器学习流程 ， 从而能够根据实际需要创建自己的人工智能模型 ， 让学生在实现机器智能的过程中 ， 真正把握技术的内涵和本质 。
学生在使用图形化编程软件Kittenblock搭建水果识别程序时 ， 采用配对编程的学习方式 ， 一人作为程序员 ， 负责搭建积木、操控程序 ， 另一人为训练员 ， 负责协助搭建、摆放物品 ， 不仅提高了脚本搭建的质量 ， 也有利于培养学生养成合作解决问题的意识和能力 。
（点评人：江苏省盐城市教育科学研究院  曹恒来）
来源 | 中国信息技术教育2021(14)
【阿里巴巴|汤莹, 陈慧, 任静, 曹恒来 |《走进人工智能》教学设计】编辑 | 曹恒来

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