基于PBL项目式人工智能教学初探

基于 PBL项目式人工智能教学初探

范建杰

山大华特卧龙学校 276300

摘要：基于PBL项目式教育形式是现如今比较经典的教育方式，特别是在青少年人工智能教育中，通过PBL项目式人工智能教学，能够更加形象易懂的传播人工智能教育知识，快速有效地提升学生的人工智能教育认知。

关键词：PBL；人工智能教育；互联网应用

引言

近年来，智能化创新科技成为了新兴行业，在中小学信息技术课中，教师结合语音识别、语义理解、图像识别等给学生普及人工智能技术、开发人工智能应用的编程和硬件开发教育，着重于算法和开源硬件使用，并渗透进生活细节的方方面面，为孩子们带来了个性化、高效化的人工智能教育体系。

实施人工智能教育，可以培养学生利用新技术解决问题能力、团队协作能力和创意创新能力，特别是推动跨学科学习、项目式学习等新型教育形态的中小学普及应用，对促进中小学教学模式和教学方法的变革，创新人才培养模式，落实立德树人的伟大目标，提供基础支撑。

一、基于PBL调研，发现问题

在中小学信息技术课中，教师需事前对设计的课程内容进行全盘了解，结合语音识别、语义理解、图像识别等给学生普及人工智能技术、开发人工智能应用的编程和硬件开发教育，着重于算法和开源硬件使用，由此反复审视人工智能教育的核心问题，若对核心问题认识不清往往会导致人工智能教育低效。例如，在信息技术课程中，我们可以基于图像识别的智能避障巡线车来进行项目式教学研究，从而总结出开发基于PBL项目式学习人工智能课程的一些规律和经验。

其一，低端操作活动，无法激起学生的探究兴趣，所以需要选用一些相对较为高端、炫酷的教学内容。例如，以基于图像识别的智能避障巡线车为案例，由学生模拟小车感知行走路线，能够让学生快速感知小车行走行为判断，为下一步编程奠定基础。分解教学难度，引发学生兴趣。否则单刀直入式操作，无法刺激学生的深度思维，也无法激起学生的探究兴趣。

其二，学生对一般智能机器人、智能机械设备等人工智能类技术的认识是孤立、片面的，由于这些问题的存在，学生在进行信息技术课学习的时候，并没有跟随式的思考和深入剖析。所以如果通过基于图像识别的智能避障巡线车来进行项目式教学，能够有效集中学生的注意力，并且能够让师生达成课堂共鸣，引发孩子们的深层次思考，由此也能够帮助老师们开发出基于PBL项目式学习人工智能课程的一些规律和经验。

在课后访谈中，笔者发现学生对于基于图像识别的智能避障巡线车的认知很感性，还是缺乏了一定的理性思维，仅凭感官直觉来判断。所以，如何让学生形成理性思维和判断能力是人工智能教育的难点，而这也是总结开发基于PBL项目式学习人工智能课程的重点规律以及经验。

二、基于PBL破局，解决问题

探明原因之后，就要探索如何改进人工智能教育，打破僵局，将构想付诸实践，切实解决问题。在具体实施中，教师需要思考“新策略的实施对于解决问题意味着什么？举例说明：拿“基于图像识别的智能避障巡线车”的内容来说，笔者将切入点设定在“图像识别”这一环节，给学生出示四组图像，每组两条，让孩子们共同参与到图像识别的环节中，通过游戏来帮助孩子们主动思考基于图像识别的智能避障巡线车的运行原理。

在游戏教学中，通过角色扮演、现场演示等项目式教学模式，让学生充分认识到，虽然每个人画得不一样，但是每一类都有各自的典型特征，这也是图像识别的关键点所在。上述人工智能教育将切入点设定为图像识别环节，别出心裁，独树一帜。可见，改进后的人工智能教育，以单元备课为宏大背景，将了解特征与辩证关系合二为一，使学生对知识的掌握更全面、更理性。

3. 基于PBL项目式反思，提升经验

就上述案例而言，可以总结出几条务实的人工智能教育经验，为以后的人工智能教育探索提供借鉴。人工智能教育必须从大局着眼，应立足整体，从细微处入手。作为一门新兴学科需要系统构思，优化结构，提炼真章，遵循学生认知发展规律，引导学生描绘完整的知识结构图。教师要结合工程、心理等多学科知识设计人工智能课程，对授课各环节有周密的考量，做到统筹安排、优化组合，全面优化人工智能课堂教学，发展学生理性思维。

（一）实时普及学生的PBL人工智能教育知识

在信息技术课中，针对孩子在学习中出现的问题，可以基于PBL项目式学习来制定对策，双管齐下，促进学生的成长。帮助学生制定每日计划，科学开展文化课学习和记忆力思维锻炼活动，在此基础上，实时普及学生的人工智能教育知识。

基于PBL项目式人工智能教育模式，并非单一化的口头普及，而是可以采取不同的措施，使学生在充满兴趣的状态下进行学习，由此更易接受。如果人工智能教育不得法，不仅不会让学生们快速认知信息技术课中相关人工智能知识，反而会引起适得其反的效果。比如，对于喜好图像表征的学生用图式来讲解人工智能教育相关概念，同时通过线上互联网创新人工智能教育的优势，从而切实总结出开发人工智能课程的一些规律和经验。

（二）优化PBL人工智能教育效果

同时结合我们日常中学教育的情况来，不同学生也有不同的学习风格。学习风格是个体所拥有的比较稳定的并且往往是无意识之中偏爱的学习体系，而学习策略则是灵活的、有计划的、根据具体的学习任务的性质而随机应变的。所以只有在老师有意识地培育指导下，学生才有可能充分接收人工智能教育知识体系，真正意识到人工智能教育知识的关键效用价值。当学生进一步了解了信息技术课中相关人工智能知识点后，并且与自己的实际生活状态进行对比，由此深入了解其自身人工智能教育中存在的问题，并且真正认识到自己的习惯体系正确与否等。

实际上在人工智能教育中，如何在中学教育中充分融入PBL项目式教学，这是老师应当明确思考的问题。老师基于不同中学教育课程的人工智能教育情况，设计不同的人工智能教育体系思路，这样才能有意识地开展基于PBL项目式人工智能教育知识点的培育指导，从而有效在中学教育中充分融入信息技术课教学。

（三）加强中学教育中融入PBL人工智能教育的应用效果

基于中学教育的相关内容及方式，老师应当就如何在中学教育中融入PBL项目式教学展开深入思考，并且通过多元化的人工智能教育形式，在中学教育中充分融入PBL项目式人工智能教学，从而帮助学生提升基于PBL项目式人工智能教育知识的了解程度。这样不仅能够提升学生的普及率，而且更是对学生的一种学习行为的激励性。同时在学生的学生信息技术课教学认知上，就要强调以学生接受的普及体系，有效开展人工智能教育体系。由此以学生的潜能开发为主要目的，所以，社会大众对于信息技术课教学认知体系非常关注，并且强调以学生的关注点为切入点，有效引起学生的集中注意力。

四、基于PBL项目式人工智能教育的未来前景

对于现代教育领域而言，未来的发展方向也将进一步深化基于PBL项目式人工智能教育领域，例如，联合设立人工智能学院、研究院、实验室，形成人工智能人工智能教育基地，并制定更多综合化的人工智能教育体系和课程，建立基于PBL项目式人工智能教育“供给—需求”的单项链条，实现“供给—需求—供给”闭环反馈，旨在有效提升人工智能教育的综合素质。

事实上能够为教育领域贡献一份力量，将人工智能赋能更多场景，与更多基于PBL项目式人工智能教育平台达成合作，推动基于PBL项目式人工智能教育平台的综合优化发展是教育界的未来发展方向。未来，基于PBL项目式人工智能创新科技将与教育领域实现更深层次的融合，进一步加强自身的协同创新，创新推出更多优质化、系统化、规范化的基于PBL项目式人工智能教育体系及服务，促进人工智能最新成果在教育领域的转移转化和实际应用。

参考文献

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