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小学人工智能教学论文

概要：未来，我们将继续带领学生行走在人工智能校本课程的探索和实践道路

上，完善课程内容，认真参与课题实验，带领学生参与各种展示活动，为学生探索

科技搭建更完美的平台，培养人工智能时代的信息技术精英。

国务院在2017年印发的《新一代人工智能发展规划》宣布：举全国之力，在

2030年一定要抢占人工智能全球制高点！人工智能正式上升为国家战略。2018年

7月，中国第二届STEM大会在深圳福田召开，大会邀请了国内外著名的专家学者

开设主题讲座，介绍必威体育精装版的STEM教学理论和实践成果，掀起了福田STEM教育的热

潮。在新一轮的教育规划中，福田区加快教育综合改革，以“智能教育”作为未来

的发展方向，建立与中心区匹配的智能教育服务体系。STEM是用科学、数学知识

和先进技术，以工程思维解决现实世界的问题。其教育的核心是：发现问题—设计

解决方法—利用科学、技术、数学知识实施解决方法—将解决方法传达给大家。基

于学校学科融合的办学理念，我校积极探索STEM教育的模式，开设机器人STEM课

程，开展教师的课题研究和学生的探究性小课题研究、积极组织学生参与区、市级

机器人创客比赛活动，积极投身人工智能的教学研究行列，培养学生的STEM素养。

一、以课程建设为核心，提升学生的STEM素养

机器人STEM课程是一门激发学生学习人工智能知识兴趣、培养学生综合能力、

挖掘学生潜能为统领，以设计、组装、编程、运行机器人为主要学习内容，以培养

学生观察能力、分析能力、想象力、逻辑思维能力、动手能力和提升学生的信息技

术核心素养为主要目标的课程。机器人配备了各种功能的零件：如砖、轴、轮子等

机械部分，大型电机、中型电机等动力部分，光电、触碰、红外等传感器，还有机

器人的核心部件——控制器。学生通过动手创作，发挥自己的想象力和创造力，将

零件组装整合，搭建各种具有实用功能的机器人。在搭建各种主题作品的过程中，

锻炼了学生的动手能力，培养了学生的逻辑思维和解决问题的能力。他们在做中学、

在玩中学、在学中玩，享受人工智能带来的无穷乐趣。

如果没有给机器人赋予运行的程序，机器人就是一堆塑料。因此，编程是机器

人STEM课程的核心。在编写程序的过程中，学生需要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，

学生首先要要清楚机器人的搭建结构和运行原理，其次还要清楚各种传感器的功能，

通过编写程序来控制各种传感器，使机器人感知外界的环境信息，并对感知到的信

息做出决策和响应，以使机器人能够顺利完成指定的任务。

以笔者执教的《走进人工智能》一课为例，该课伊始，笔者激趣导入，播放了

特奥机器人飞速弹奏《野蜂飞舞》的精彩视频，勾起了学生学习人工智能知识的好

奇心，产生探究科学的勇气，让学生对机器人技术有强烈求知的欲望。接着，采用

任务驱动法教学，让学生通过微课程学习EV3编程技术，循序渐进地完成两个任务：

1.让乐高机器人沿直线匀速运动;2.让乐高机器人沿直线匀速运动并且到达指定地

点;最后的终极挑战环节，笔者让学生用乐高的配件搭建机械臂，编写程序，让乐

高机器人模拟宇航员调整太阳能电池板，学生在設计、编程、调试中学得开心，玩

得快乐，创意飞扬。

二、以课题研究为引领，推动师生专业化成长

课题研究是学校发展的源动力，是促进师生专业成长的重要途径。机器人教育

作为一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，如何为学生学习

的“思维体操”提供了一个崭新的“表演舞台”，使教学取得“效率高、印象深、

氛围雅、感受新”的明显效应，一直是我们在进行机器人教学研究中最为关注的问

题。为此，我校信息技术教师申请了福田区教育科学“十三五”规划课题《基于

STEM教育理念下的机器人搭建与编程教学研究》，学生申请了2018年深圳市中小

学生探究性小课题《乐高机器人的搭建与编程》，师生在研究中努力学习，敢于实

践，勇于创新，取得了很大的进步。

以学生的探究性小课题为例，学生采用PBL项目式学习方式开展小课题研究，

学生的学习方式由过去的像容器一样被“满堂灌”转变为学生间“合作、交流、探

究”式学习，掌握了隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习

的能力。在研究的过程中，学生保持开放的心态，敢于尝试新鲜事物，从失败和成

功中汲取经验教训，养成追求真理、锲而不舍的科学态度，在课题研究中不断优化

算法和改进搭建模型，设计实