大單元設(shè)計(jì)的基底是以大概念為錨點(diǎn)重構(gòu)知識，來習(xí)得學(xué)科核心素養(yǎng)，倒逼學(xué)科教學(xué)將模塊知識整合看、將抽象知識意象看、將薄弱知識系統(tǒng)看。

人工智能教育進(jìn)入中小學(xué)課堂的育人愿景是培養(yǎng)青少年適應(yīng)未來社會(huì)的職業(yè)，具備對話技術(shù)倫理的知識、能力、思維和責(zé)任，為智能時(shí)代儲(chǔ)備領(lǐng)域人才。

當(dāng)前中小學(xué)主要通過信息技術(shù)等課程來學(xué)習(xí)人工智能知識，如果人工智能知識“粗暴”地通過加知識鏈接、加單元內(nèi)容等方式填充到現(xiàn)有的信息技術(shù)知識結(jié)構(gòu)中，則會(huì)增加知識體量，不可避免地使信息技術(shù)課程原本課時(shí)緊缺、專業(yè)師資匱乏、偏重技術(shù)跟練等問題“雪上加霜”，誤導(dǎo)更多學(xué)校簡單通過“改頭換面”更換課程名稱的方式讓“人工智能教育”有名無實(shí)。

人工智能教育“假繁榮”的情景蒙蔽了學(xué)科內(nèi)容冗余、教師教學(xué)求效、學(xué)生遷移薄弱等現(xiàn)實(shí)情況，實(shí)際上是暴露出現(xiàn)階段中小學(xué)人工智能教育的知識架構(gòu)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和考察手段等原始儲(chǔ)備不充分和人們所期盼的育人溯源之間的矛盾沒有改變。

大單元設(shè)計(jì)的基底是以大概念為錨點(diǎn)重構(gòu)知識，來習(xí)得學(xué)科核心素養(yǎng)，倒逼學(xué)科教學(xué)將模塊知識整合看、將抽象知識意象看、將薄弱知識系統(tǒng)看。深入大單元的設(shè)計(jì)，有利于對癥解決人工智能教育“知識塊龐雜、工具觀單一、生師比懸殊”等突出問題，促進(jìn)人工智能教育回歸基礎(chǔ)教育素質(zhì)育人目標(biāo)的價(jià)值意蘊(yùn)。

避免內(nèi)容“尾大不掉”

化零為整

人工智能教育涉及知識領(lǐng)域廣泛，如人臉識別、語音識別、場景理解等感知技術(shù)，信息表示與推理算法模型，進(jìn)行信息處理的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，自然語言理解、情感計(jì)算等人機(jī)交互模型，以及數(shù)學(xué)、生物、控制論、信息學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域知識。如果只是在知識層面與現(xiàn)有的信息技術(shù)學(xué)科相疊加，依然陷于工業(yè)時(shí)代的育人導(dǎo)向，以崗位需求育人，堆砌零零散散的技術(shù)，則不能稱之為一門學(xué)科，一門充分發(fā)展的學(xué)科應(yīng)有著獨(dú)特且系統(tǒng)的核心概念作為支撐。

“學(xué)科大概念”是學(xué)科育人功能的核心目標(biāo)，大單元設(shè)計(jì)以此來構(gòu)建單元，教師不再是盯著要選用哪一種教學(xué)手段來突破某一個(gè)“教學(xué)難點(diǎn)”，而是跳脫出“穿針引線”般串連知識點(diǎn)的微觀思維，通過居于上位的大概念，從全盤且系統(tǒng)的視角挖掘“知識之間”存在的科學(xué)關(guān)系，相互借力，讓學(xué)生的“認(rèn)知難點(diǎn)”不攻自破。

以“學(xué)科大概念”為刃

精簡內(nèi)容

人工智能知識是學(xué)科教育應(yīng)對智能時(shí)代的育人補(bǔ)充，聚焦核心概念“量體裁衣”，一些關(guān)聯(lián)度低、概念性弱的知識將暫時(shí)保持“沉默”，精選、重組課程內(nèi)容，大幅度縮減某一方面的知識內(nèi)容，形成有機(jī)的知識集合，一定程度上緩解“課時(shí)緊張”的問題。

借其他“學(xué)科核心素養(yǎng)”之力

聚合概念

各學(xué)科的核心素養(yǎng)是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的具體化，存在著內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)互通、概念遷移?？梢猿浞终{(diào)用已經(jīng)形成的科學(xué)、物理、生物、歷史、數(shù)學(xué)等學(xué)科核心素養(yǎng)去同化算法原理、智能原理等未知的人工智能知識，用活躍的知識突觸激活沉默的知識突觸，建立貫通的知識圖譜，各學(xué)科之間的學(xué)科大概念互為認(rèn)知工具，避免“孤立無援”地建立新概念網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和高建構(gòu)成本。

誘發(fā)技術(shù)“繼往開來”

真實(shí)情境

未來是智能化的時(shí)代，人工智能技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出了深遠(yuǎn)的影響潛力，已經(jīng)超過了技術(shù)的工具價(jià)值，單純的技術(shù)是“不具備生命的”，人較于技術(shù)，要么是開發(fā)技術(shù)的人，要么是應(yīng)用技術(shù)的人，要么是受用于技術(shù)的人，前兩者一定是社會(huì)中的少數(shù)群體，而基礎(chǔ)教育的本質(zhì)是通識教育，其目的是理解技術(shù)的原理、掌握技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，在不斷變化的技術(shù)環(huán)境中獲得穩(wěn)定、可持續(xù)的素養(yǎng)。

大單元設(shè)計(jì)注重情景中的技術(shù)和技術(shù)中的情景，前者是學(xué)習(xí)真實(shí)的技術(shù)，后者是獲得遷移的素養(yǎng)，借用學(xué)習(xí)無生命的技術(shù)形成可持續(xù)的思想。

一是豐富技術(shù)的工具觀。在技術(shù)之上蒙上一層情景的濾鏡，將單層次的技術(shù)講授、原理說明同情景關(guān)聯(lián)，成為具有實(shí)際價(jià)值的問題、課題或話題等。真實(shí)的情景能增強(qiáng)知識與知識的黏性，增強(qiáng)知識與生活的黏性，縮小理論與經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知鴻溝，防止“大水漫灌”知識后，理論與實(shí)踐產(chǎn)生斷崖，需要再通過練習(xí)補(bǔ)充認(rèn)知。

情景設(shè)計(jì)注重與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的契合，將求索過程與自身經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生良性互動(dòng)，易于進(jìn)入深度思考，即“經(jīng)驗(yàn)論”被“真實(shí)情景”所接受，感知學(xué)習(xí)知識的意義，技術(shù)不是凌駕于生活的理論。同時(shí)真實(shí)的情景是復(fù)雜的，還原了問題的產(chǎn)生背景、因果邏輯和制約條件等科學(xué)的關(guān)系，學(xué)生能夠從人文、實(shí)用、科學(xué)等視角全面認(rèn)識技術(shù)，接納不同的技術(shù)、合理使用技術(shù)并了解運(yùn)用技術(shù)的邊界，正確認(rèn)識技術(shù)對個(gè)人發(fā)展和社會(huì)變革的影響。

二是普適專業(yè)的人才觀。中小學(xué)階段的人工智能教育不是培養(yǎng)每個(gè)人成為人工智能的開發(fā)者，而是培育適應(yīng)智能時(shí)代變化的具備智能素養(yǎng)的未來公民。素養(yǎng)是在人的活動(dòng)中形成、發(fā)展和顯現(xiàn)的，單元活動(dòng)的關(guān)鍵是學(xué)生能夠主動(dòng)地“動(dòng)”起來，活動(dòng)中的情景與社會(huì)主義核心價(jià)值觀、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等有機(jī)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的情感共鳴，極大地調(diào)動(dòng)原始積累，利于分析和解釋未知，激活知識孤島，不斷涌現(xiàn)出新想法和促進(jìn)想法的更替，建構(gòu)真實(shí)的能力，形成持久的必備品格和關(guān)鍵能力，最終具備與人、與自然、與機(jī)器和諧共生的素養(yǎng)，健康發(fā)展理想信念、政治素質(zhì)、道德品質(zhì)、生態(tài)文明、法治意識和創(chuàng)新責(zé)任，具備發(fā)現(xiàn)、融合、推動(dòng)和有限度使用技術(shù)的自制力。

面向?qū)ο蟆俺榻z剝繭”

評價(jià)可視

提高一個(gè)模型的識別率不是人工智能教育的核心目標(biāo)，用“代碼通不通”“識別率高不高”判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)績效雖然直觀，但太單一，“調(diào)參數(shù)”“拼模型”還是機(jī)械的重復(fù)行為，練不出素養(yǎng)。

大單元的評價(jià)從傳統(tǒng)“唯分?jǐn)?shù)”的重結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸貭顟B(tài)”，既能追溯到導(dǎo)致低分之前的學(xué)習(xí)“狀況”，還能預(yù)測面對“態(tài)勢”的素養(yǎng)水平，從而調(diào)整造成結(jié)果的“元兇”單元活動(dòng)，防止以表面效果代替評價(jià)目的的現(xiàn)象，導(dǎo)致核心目標(biāo)的窄化。

單元可讀

目前中小學(xué)的人工智能課程主要由信息技術(shù)教師講授，師生比例懸殊，教師難以關(guān)注到每一位學(xué)生的思維活動(dòng)，在學(xué)生活動(dòng)代碼等操作時(shí)，教師容易淪為旁觀者、檢驗(yàn)者和批判者，“游離”在學(xué)生之中。

技術(shù)支撐的評估作為單元活動(dòng)的“顯微鏡”捕獲學(xué)生過程化的行為，統(tǒng)計(jì)反應(yīng)速度、試錯(cuò)次數(shù)、完成程度、討論人數(shù)等量化行為，支持教師預(yù)測學(xué)習(xí)績效和干預(yù)單元活動(dòng)，及時(shí)調(diào)整單元的問題情景、知識體量、持續(xù)時(shí)間以及單元之間的邏輯等，有針對性地設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架、協(xié)作策略、認(rèn)知工具等外圍環(huán)境，減少無效活動(dòng)占據(jù)的時(shí)間。

素養(yǎng)可辯

大單元設(shè)計(jì)與人工智能教育的目標(biāo)不謀而合，都不是評價(jià)掌握知識的精熟程度，重點(diǎn)考察學(xué)生從一個(gè)大單元到另一個(gè)大單元的過程中素養(yǎng)的變化情況，確定學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)所處的水平和判斷在下一個(gè)單元可能發(fā)生的變化。

素養(yǎng)水平與考試分?jǐn)?shù)不同，考試分?jǐn)?shù)是一個(gè)與“學(xué)沒學(xué)過特定知識”高度關(guān)聯(lián)的值，會(huì)隨受被試的主觀因素產(chǎn)生較大的波動(dòng)，素養(yǎng)水平是經(jīng)過多次實(shí)踐培育的結(jié)果，是與原有概念多次構(gòu)念后呈現(xiàn)一定態(tài)勢的均值，例如學(xué)生學(xué)習(xí)過訓(xùn)練圖像識別模型的一般過程，可能沒有學(xué)習(xí)過Photoshop或者Flash，也能理解圖層和顏色通道的概念以及成像原理，沒有學(xué)習(xí)過人臉識別、語音識別等智能原理，也知道從自然特征到訓(xùn)練數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)譯過程。

方法可溯

大單元設(shè)計(jì)以單元為周期沉淀一段時(shí)間的評價(jià)數(shù)據(jù)，不會(huì)因?yàn)橐淮螖?shù)值的不佳而“自亂陣腳”地調(diào)整策略，而是觀察學(xué)生在一整個(gè)單元內(nèi)的實(shí)驗(yàn)過程和單元到單元的能力變化，聯(lián)系前后造成錯(cuò)誤的本質(zhì)，瞄準(zhǔn)共性問題、認(rèn)知偏差發(fā)力。大單元設(shè)計(jì)不主張人為窮舉“陷阱”，學(xué)生在“沒有教師呵護(hù)”的實(shí)踐中自然會(huì)積累很多真實(shí)的“陷阱”，真實(shí)的陷阱才是現(xiàn)實(shí)中會(huì)發(fā)生的問題，通過同伴之間對真實(shí)問題和解決方案的交流，有效地補(bǔ)充、驗(yàn)證、調(diào)整已經(jīng)形成的知識概念。

來源丨《中國電化教育》，本文系國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“師范生課堂教學(xué)表達(dá)能力自主實(shí)訓(xùn)與評價(jià)模型研究”(項(xiàng)目編號：62177032)、中國教育學(xué)會(huì)教育科研重點(diǎn)規(guī)劃課題(2019)“中小學(xué)人工智能教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和課例實(shí)施研究”(課題編號：201900302301A)階段性研究成果。原文有刪減。

作者丨何聚厚，陜西師范大學(xué)現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；李天宇，烏魯木齊八一中學(xué)；何秀青，陜西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院