黃偉祥

在小學階段如何推進人工智能進校園？由于小學生年齡尚小，不具備相關(guān)的知識和素養(yǎng)。筆者認為小學階段推進人工智能只能從科普感知、應用體驗、輔助學習、可視化編程和科技小發(fā)明等方面進行。

為了讓人工智能的推進得以落地，筆者以學校五年級學生小栩的一天學習生活軌跡作為向?qū)?，來見證人工智能如何陪伴孩子的成長。當然，人工智能的實施需要硬件環(huán)境與軟件平臺的支撐，它們分別是：

第一，校園無線全覆蓋，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)，主要是鏈接智能設備與大數(shù)據(jù)平臺的學生相關(guān)信息的傳遞與交互。

第二，智能手環(huán)，每位學生手上都有一個智能手環(huán)，像身份證一樣，每個學生都有一個獨一無二的ID身份號，與學生是一一對應的。

第三，移動終端，每個孩子都有一臺移動終端，用于學習、查找信息、上傳資料。

第四，大數(shù)據(jù)平臺，主要是用來分析智能設備上傳的所有學生資料和數(shù)據(jù)，并進行診斷、分析，形成綜合的應用反饋。

暖心推送，溫暖每天

俗話說“一日之計在于晨”。小栩每天7點起床，他的智能手環(huán)就接到大數(shù)據(jù)平臺推送的當天溫度、濕度和風力的提醒信息，他就可以根據(jù)信息來判斷當天穿衣的情況。這樣可以避免孩子們穿多了出汗，穿少了著涼，減少孩子因穿衣量問題引起疾病。同時，智能手環(huán)也接收到小栩這一天的課程安排，及班主任的溫馨提示信息?？梢哉f，由于暖心的智能推送服務，讓孩子們有條不絮地開始每一天的學習生活。

智能管理，家校放心

上午7：30，小栩就踏進校門，家長的手機馬上接收到來自智能平臺發(fā)送過來的一條小栩進校的信息。對于佩戴了智能手環(huán)的孩子，這是基礎(chǔ)的管理，他一進一出校門，就會知道他的整個活動軌跡，快速的反饋與跟蹤不但讓家長對孩子的上學與放學放心，而且學校對每個孩子的活動一目了然。

在校園內(nèi)，有一些危險的場所，學校管理員在大數(shù)據(jù)平臺已設置了這些區(qū)域，比如：儀器室、電腦室、創(chuàng)客室，學生不能隨便進入，需要有老師在場室內(nèi)照看著才能進去，如果當某個孩子不清楚跑進去了，這時智能手環(huán)會有及時的語音提示，表示你到達這個地方危險，請你離開！這就是一種陪伴的提醒。

智能分析，個性化服務

大數(shù)據(jù)平臺下的智能手環(huán)可以根據(jù)每個孩子的喜好推送個性化的閱讀。例如：小栩是一個創(chuàng)新發(fā)明小能手，喜歡去科學探究室玩，他手上帶的智能手環(huán)進行記錄，當他反復去同樣一個地方玩，大數(shù)據(jù)平臺通過診斷、分析，作出了判斷，原來小栩特別喜歡科技類的項目。作為學校老師就了解到這個孩子的喜好與能力，這樣學校在培養(yǎng)這個孩子過程當中，可以推送科技類的書籍、影片及相關(guān)資源。

由于學校每周有一節(jié)閱讀課，當語文老師帶著小栩所在班級的學生到學校圖書館看書時，他只要對智能手環(huán)說：“我想借一本科技類的書”，然后智能手環(huán)就會給他提示，這里有什么書提供給你選擇，并且告訴你科技書籍的位置。

這樣的一個過程中，小小的智能手環(huán)，通過大數(shù)據(jù)智能分析，學生得到的就是個性化的培養(yǎng)與服務，這是人工智能陪伴成長優(yōu)越性的體現(xiàn)。

智能查找，深度學習

學校種著郁郁蔥蔥的各種植物，并且這些植物都有“二維碼身份證”，但這些植物對于小栩來說是陌生的，不知其名稱與特性。想全方位了解某一棵植物，只要用智能終端掃描植物牌上的“二維碼”就可以進入百度百科獲取其詳細信息，校園變成了關(guān)注綠化、美化環(huán)境與科普宣傳的大課堂。

當然，小栩所讀學校校園內(nèi)，二維碼到處可見，當他想了解學校的歷程、想?yún)⒓由鐖F介紹，或者任教老師的簡介也可以掃描相關(guān)二維碼就可知道了。

智慧教育，助力學習

小栩所在學校的課堂與很多學校不一樣，因為他們學校都利用人工智能設備促進教與學的變革，實現(xiàn)了“人人皆學、處處能學、時時可學”。

課前，學生利用iPad進行在線自主學習，也就是他們可以隨時、隨地、隨節(jié)奏，觀看教學視頻、在線交流、在線練習，學習的時間、地點和節(jié)奏完全由自己來掌握，學生可選擇某一時刻去觀看教學視頻，以提高學習效率。當他遇到學習困難，除了與老師、同學在線交流外，他還可以對著智能手環(huán)說：“某問題我不太明白，你能否幫我解釋一下。”解決問題的相關(guān)資源就會推送到智能手環(huán)或Pad上，這樣他就好像有一位百事通的老師總是陪伴在身邊一樣，這是學習上的推送與幫助。學生獲取知識與方法的來源與途徑，不再局限于教師與課堂。學生會使用人工智能服務去尋找學習資源，也不再拘泥于制度化、固定化的課堂時間。

課中，任課老師從在線學習平臺中收集大量個性化學習“痕跡”數(shù)據(jù)后，大數(shù)據(jù)會對班上每位同學的學習進行深度分析。一方面大數(shù)據(jù)能分析和生成學習問題和建議，這樣大數(shù)據(jù)平臺對個體進行實時分析，實現(xiàn)個體層面的課堂定制，提高學生學習的適應性與針對性，優(yōu)化個性化學習分析。另一方面，全班的學習數(shù)據(jù)分析，能幫助任課老師全面了解跟蹤和掌握學生特征、學習過程、學習表現(xiàn)等信息，盡量盡早地從海量的信息中發(fā)現(xiàn)問題并及時實施干預，采取相應的行動。

課后，大數(shù)據(jù)平臺根據(jù)每位學生的學習效能，推送不同層次、不同組合的練習，并且會進行實時批改與點評。

從小栩班上的課堂教學來看，真正實現(xiàn)了一對一的個性化教學，這種“精準教育”是傳統(tǒng)教學無法比擬的?？梢姡斯ぶ悄茉诟淖儸F(xiàn)代社會知識的性質(zhì)與來源的同時，也改變了知識習得的方式，最終形成“移動學習與固定學習并駕齊驅(qū)、線上學習與線下學習比翼齊飛、人工智能與人的智能交融共生”的新格局。

智能記錄，記錄人生

由于人工智能的陪伴，小栩班上每位同學每節(jié)課的學習表現(xiàn)、學習認知過程、學習成效都被記錄下來，推送給他們的老師進行數(shù)據(jù)分析和分享，除了幫助老師因材施教進行個性化教育外，還可以把孩子的分析報告推送給家長，讓他們了解到孩子在學校的各種表現(xiàn)情況。

例如：小栩在課堂學習過程當中，發(fā)言的積極性如何，沒有主動發(fā)言是什么原因？在傳統(tǒng)的條件下，課堂的學習行為身在校外的家長很難精準地了解到情況。自從有了人工智能陪伴以后，家長可以及時了解到孩子在學校學習生活的一切表現(xiàn)情況，真正實現(xiàn)了家?；ヂ?lián)共育的愿景。endprint

我們可以試想一下，如果一個孩子從一年級入學這種分析與記錄就開始，他的所有學習與生活歷程都有了精準的記錄，記錄一直延伸到中學、大學，這個過程就是他的個人成長檔案。這些數(shù)據(jù)為他將來讀大學選專業(yè)，甚至找工作時，教師可以通過大數(shù)據(jù)平臺，了解每一個孩子的成長歷程、綜合能力及興趣愛好。精確記錄、理性分析、持久保存，這些都是人工智能陪伴成長的優(yōu)勢。

可視化編程，初識人工智能內(nèi)核

初步應用感知人工智能、利用人工智能輔助學校管理和助長學生學習是孩子們推廣和認識人工智能的初級階段。為了讓學生從小逐漸認識人工智能的內(nèi)核。近幾年，全國各地大部分小學都推廣可視化編程教育，小栩所讀學校也不例外。學校從五六年級學生就開始學習可視化編程課程，授課內(nèi)容是Scratch的編程，激發(fā)學生創(chuàng)造力，引導學生開發(fā)出豐富多樣的交互式故事、動畫和游戲。在可視化編程教育過程中，我們要培養(yǎng)學生從問題的特征入手，梳理問題的解決脈絡，找到合適的組織方式。學生通過對編程的學習，可以更好地適應和融入未來社會的發(fā)展，這才是編程教育的意義所在。

這天，小栩正在上Scratch趣味編程課，老師主要讓學生掌握導入或繪制背景、添加（刪除）角色；對（x，y）坐標的理解；指令移到（x，y）、Y坐標增加、重復執(zhí)行等內(nèi)容。同時，老師引導學生構(gòu)思主題故事、游戲，分析游戲規(guī)則或者故事情節(jié)，設計相關(guān)的劇本。然后根據(jù)劇本需求，找到和應用相關(guān)指令，并逐步加深理解。整節(jié)課，主要分為三個任務：

任務一：選擇合適的背景、角色。

任務二：蘋果怎樣掉下來？

任務三：怎樣用籃子接住蘋果？

整節(jié)課圍繞“想象 · 編程 · 分享”的理念，讓學生把心中的想法和創(chuàng)意通過編程實現(xiàn)?；谖迥昙壍暮⒆觿偨佑|Scratch，還停留在動作、外觀的表面理解，對指令的概念還很模糊。因此希望通過制作游戲，逐步加深學生對不同指令的理解，培養(yǎng)學生的邏輯思維與計算思維，從而讓學生明白人工智能也是以編程為基礎(chǔ)的。

科普講座，初步感知

對于小學推進人工智能教育，因為小學生年齡比較小，人工智能只能停留在認識感知上，所以，智能科普講座尤為重要。為了全面普及科學知識，加快人工智能科普與推廣，提高小學生對人工智能的整體認知和應用水平。小栩所在學校舉行了人工智能科普活動，請來了市科技局陳明老師為他們進行人工智能科普教育。陳老師利用從事科技工作的豐富知識、視頻、圖片和相關(guān)資料，以淺顯、通俗、幽默的語言，具體鮮活的事例，從人工智能的定義、從人的智能到人工智能、怎么實現(xiàn)人工智能、人工智能有多強以及對人類生活的影響等方面展開講解，讓學生們了解尖端科技發(fā)展的最新動態(tài)。陳老師把高深的尖端科技形象化、淺顯化、通俗化，向?qū)W生們揭開了尖端科技的神秘面紗。此次人工智能科普知識講座旨在引導同學們關(guān)注尖端科技動態(tài)，留意身邊的科普知識，喚起孩子們熱愛科學、崇尚科學的熱情，啟發(fā)青少年去探索科學的奧秘，引領(lǐng)青少年走進科學的殿堂。

人工智能技術(shù)可謂是一日千里，這些技術(shù)也會給個性化教學帶來非常大的改變。雖然人工智能教學進入小學課程是困難重重的，但只要我們從學生的年齡特點、認知結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，逐步推進適合小學階段的人工智能課程，相信這不是一個夢。

作者單位：廣東中山市實驗小學endprint