 在《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，人工智能教學(xué)成為信息科技課程的重要內(nèi)容。面對(duì)頂層指導(dǎo)理念從“信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要”到“信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)”的升級(jí)變遷，如何在新課標(biāo)的引領(lǐng)下借助人工智能教學(xué)促進(jìn)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)和技能提升，成為亟待研究的問題?；诖?，筆者嘗試以“人臉識(shí)別”一課為載體，以UbD教學(xué)理論為指引，引導(dǎo)學(xué)生在“場(chǎng)景分析—原理認(rèn)知—應(yīng)用遷移”三大課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中完整地經(jīng)歷人臉識(shí)別知識(shí)技能的輸入和輸出，讓提升學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)的目標(biāo)在教學(xué)中落地生根。 明確預(yù)期結(jié)果，預(yù)設(shè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) Understanding by Design教學(xué)理論（UbD教學(xué)理論）中的UbD，意為追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)。它強(qiáng)調(diào)以終為始，逆向設(shè)計(jì)，即從學(xué)習(xí)結(jié)果預(yù)期出發(fā)，在厘清“為什么教”“教什么”的基礎(chǔ)上思考“如何教”的問題。 01 明確教學(xué)預(yù)期結(jié)果 筆者在了解學(xué)生“已經(jīng)知道”的基礎(chǔ)上確定了“人臉識(shí)別”一課的教學(xué)內(nèi)容預(yù)期結(jié)果和相對(duì)應(yīng)的評(píng)估任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（如下表），為本課教學(xué)目標(biāo)真實(shí)、有效、可達(dá)做好鋪墊。  02預(yù)設(shè)任務(wù)群評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 任務(wù)群是引領(lǐng)學(xué)生理解新知、習(xí)得技能的重要載體，它的關(guān)鍵是精準(zhǔn)預(yù)設(shè)相關(guān)任務(wù)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，通過任務(wù)的完成程度驗(yàn)證學(xué)生學(xué)習(xí)達(dá)成情況。筆者在人臉識(shí)別應(yīng)用場(chǎng)景、原理和過程以及應(yīng)用三大活動(dòng)開展模塊中設(shè)計(jì)了由八個(gè)小任務(wù)構(gòu)成的任務(wù)群（如下圖）。  活動(dòng)有序開展，素養(yǎng)扎實(shí)落地 01 場(chǎng)景分析，問題提煉——指向用信息意識(shí)觀察生活 （1）情境創(chuàng)設(shè)，發(fā)現(xiàn)生活中的信息問題 新課程標(biāo)準(zhǔn)注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提倡以真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)生產(chǎn)生疑問，發(fā)起真實(shí)探究。因此，筆者創(chuàng)設(shè)了學(xué)生每天都會(huì)遇到的人臉識(shí)別入校簽到的場(chǎng)景（任務(wù)1），讓學(xué)生說說是用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、生活中哪些場(chǎng)景也用到了人臉識(shí)別技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成常用信息意識(shí)觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣。 （2）問題提煉，從情境導(dǎo)向到問題導(dǎo)向 筆者借助UMU平臺(tái)討論提問和關(guān)鍵詞云功能，引領(lǐng)學(xué)生展開問題序列化梳理（任務(wù)2）。分析得出人臉識(shí)別的兩個(gè)重要問題：實(shí)現(xiàn)的原理和過程、怎樣應(yīng)用人臉識(shí)別。 02線上線下，原理認(rèn)知——指向用計(jì)算思維思考問題 （1）畫圖厘清流程，計(jì)算思維簡(jiǎn)約化 畫圖厘清流程是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的有效方法，當(dāng)學(xué)生面對(duì)復(fù)雜問題不知道從何入手時(shí)，筆者首先讓學(xué)生根據(jù)任務(wù)2梳理的關(guān)鍵問題對(duì)人臉識(shí)別的運(yùn)行有整體的理解，然后通過畫圖的方式進(jìn)行簡(jiǎn)約化表達(dá)，最后采用“小任務(wù)”的方式培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維漸進(jìn)式發(fā)展。 第一步：人臉識(shí)別，初識(shí)大致流程。學(xué)生根據(jù)日常生活觀察，對(duì)人臉識(shí)別的過程進(jìn)行畫圖，大多數(shù)學(xué)生表示可以分為圖像采集、人臉定位、輸出結(jié)果三步。學(xué)生的生活基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)和過程，他們的思考由淺入深，習(xí)慣形象思維，但這并不妨礙他們表達(dá)計(jì)算思維，教師稍加提煉即可。 第二步：步驟細(xì)化，再識(shí)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)旨在讓學(xué)生用計(jì)算思維對(duì)關(guān)鍵步驟進(jìn)行深入細(xì)化，筆者在關(guān)鍵處點(diǎn)撥：為什么人臉定位時(shí)會(huì)有藍(lán)色的激光條來回掃描？為什么掃描以后能夠輸出結(jié)果？為了便于學(xué)生理解，筆者設(shè)計(jì)了“認(rèn)一認(rèn)他們是誰”的游戲，利用“人眼識(shí)人”的過程引導(dǎo)學(xué)生遷移至機(jī)器識(shí)人，讓學(xué)生對(duì)“人臉掃描”過程中蘊(yùn)含的特征提取和對(duì)比有初步感知。 （2）借助在線AI平臺(tái)，計(jì)算思維可視化 筆者采用線上模擬實(shí)踐的方式進(jìn)一步強(qiáng)化人臉識(shí)別關(guān)鍵步驟的理解，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)突破難點(diǎn)。即通過在線AI訓(xùn)練平臺(tái)，學(xué)生對(duì)人臉特征提取和人臉資源庫(kù)比對(duì)有了直觀的認(rèn)識(shí)和理解，提升了數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。 （3）梳理人臉識(shí)別流程圖，計(jì)算思維抽象化 從僅憑生活經(jīng)驗(yàn)初步歸納到“認(rèn)一認(rèn)他們是誰”游戲體驗(yàn)再到線上親身體驗(yàn)，學(xué)生對(duì)人臉識(shí)別的原理和過程有了清晰的理解。在解決了認(rèn)知難點(diǎn)后，教師與學(xué)生一起整理人臉識(shí)別的流程圖，并采用貼標(biāo)簽的游戲，讓學(xué)生進(jìn)一步梳理各個(gè)步驟，再次培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的整體性和有序性。 （4）辯證思考技術(shù)應(yīng)用,深化信息責(zé)任意識(shí) 批判性思維是學(xué)生信息素養(yǎng)的重要組成部分，在探索人臉識(shí)別的流程中就有學(xué)生提出如果用他人的照片來冒充該怎么處理。教師通過引發(fā)學(xué)生辯論，讓學(xué)生體會(huì)到合理利用人臉識(shí)別技術(shù)的倫理問題，認(rèn)識(shí)到面對(duì)大量新興技術(shù)的推廣引導(dǎo)不輕信，不盲從，用科學(xué)的方法做出正確的判斷，在此過程中，學(xué)生的計(jì)算思維和信息社會(huì)責(zé)任等能力均得到了有效提升。 03 項(xiàng)目實(shí)踐，應(yīng)用遷移——指向用創(chuàng)客行為表達(dá)想法 （1）確定主題，制訂可行方案 通過上一課時(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)人臉識(shí)別的流程和原理有了深入的了解，本課時(shí)筆者引導(dǎo)學(xué)生走向技術(shù)應(yīng)用，思考“人臉識(shí)別技術(shù)如何改變我們生活”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，其中包含整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)步驟、小組分工、作品結(jié)構(gòu)、匯報(bào)展示等，這時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生逆向思維，即先思考最終匯報(bào)時(shí)要呈現(xiàn)怎樣的作品，再設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各功能的程序模塊。 （2）方案實(shí)施，小組協(xié)作共進(jìn) 在確定主題后，學(xué)生綜合利用所學(xué)的人臉識(shí)別基礎(chǔ)和編程等知識(shí)，小組分工合作，有負(fù)責(zé)編寫程序的，有負(fù)責(zé)攝像頭等設(shè)備調(diào)試的，還有撰寫展示發(fā)言稿的，等等。在方案實(shí)施階段，筆者沒有過多干涉學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中犯錯(cuò)糾錯(cuò)，不斷調(diào)整嘗試，直至完成展示作品。 （3）作品展評(píng)，激發(fā)創(chuàng)意思維 此階段既是學(xué)生展示自我創(chuàng)意的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)的大好時(shí)機(jī)。學(xué)生根據(jù)教師提供的評(píng)價(jià)細(xì)則，從作品設(shè)計(jì)本身和小組匯報(bào)兩個(gè)方面進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，同時(shí)也針對(duì)同學(xué)在項(xiàng)目中的表現(xiàn)給出自己的評(píng)價(jià)。通過評(píng)價(jià)細(xì)則（如下表）的引導(dǎo)，幫助學(xué)生總結(jié)編程過程中存在的問題，提升小組合作的效能。  表 有效評(píng)價(jià)，“教-學(xué)-評(píng)”一體化 在課前逆向確定教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，筆者堅(jiān)持將過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，采用學(xué)習(xí)性評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行全域評(píng)價(jià)。 01 評(píng)價(jià)目標(biāo)指向明確 依據(jù)“教-學(xué)-評(píng)一體化”原則，筆者按照逆向設(shè)計(jì)“評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)早于教學(xué)活動(dòng)”理念，在課前明確了各個(gè)任務(wù)的評(píng)價(jià)指向，避免無效評(píng)價(jià)的發(fā)生。教學(xué)過程中的八大學(xué)習(xí)任務(wù)評(píng)價(jià)均指向核心素養(yǎng)落地。任務(wù)1、2評(píng)價(jià)主要指向?qū)W生信息意識(shí)的培養(yǎng)，通過評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生有信息意識(shí)地觀察生活。任務(wù)3、4、5評(píng)價(jià)主要指向?qū)W生計(jì)算思維的可視化，通過評(píng)價(jià)引領(lǐng)學(xué)生用計(jì)算思維理清解決問題的思路。任務(wù)6評(píng)價(jià)主要指向?qū)W生信息社會(huì)責(zé)任，通過評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生辯證地使用新興技術(shù)。任務(wù)7、8評(píng)價(jià)主要指向?qū)W生數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過評(píng)價(jià)提升學(xué)生借助信息科技改變生活的能力。 02 評(píng)價(jià)內(nèi)容嵌入全程 有效的課堂評(píng)價(jià)并不局限于“低層次”地評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，而是放眼于學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程，立足多層次的評(píng)價(jià)內(nèi)容，既有對(duì)學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)，也有對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)以及對(duì)小組合作的評(píng)價(jià)。本文的教學(xué)案例中包含學(xué)生回答問題時(shí)的信息意識(shí)表達(dá)、梳理流程時(shí)的計(jì)算思維闡述、探索實(shí)踐時(shí)的互動(dòng)記錄，以及最后學(xué)習(xí)成果合作展評(píng)等評(píng)價(jià)內(nèi)容，多層次的評(píng)價(jià)內(nèi)容有利于學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)全方位地審視他人和自己。 03 評(píng)價(jià)形式動(dòng)靜結(jié)合 新課標(biāo)視域下的課堂評(píng)價(jià)形式包含但不局限于教師口頭點(diǎn)評(píng)。教師評(píng)價(jià)不失為一種激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的有效評(píng)價(jià)，當(dāng)學(xué)生有精彩的表現(xiàn)時(shí)教師的口頭點(diǎn)評(píng)及時(shí)又有效。除此以外，筆者借助信息科技課堂的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了學(xué)生平臺(tái)留言互評(píng)和小組間評(píng)分表互評(píng)的方式。學(xué)生登錄UMU學(xué)習(xí)平臺(tái)后，可以在分享觀點(diǎn)和創(chuàng)意的同時(shí)，對(duì)其他同學(xué)的觀點(diǎn)和作品進(jìn)行留言評(píng)價(jià)，極大地加強(qiáng)了學(xué)生之間的互動(dòng)。另外，課堂上，筆者利用學(xué)習(xí)平臺(tái)的“拍照”功能，實(shí)時(shí)將學(xué)生的作品上傳至大屏幕共享展示，創(chuàng)作小組上臺(tái)展示講解，其余小組根據(jù)下發(fā)的評(píng)價(jià)表格進(jìn)行點(diǎn)評(píng)互動(dòng)。通過多樣的評(píng)價(jià)形式，學(xué)生不僅成為思考者、探索者，更是學(xué)習(xí)者、受益者。 結(jié)束語(yǔ) 本文以“人臉識(shí)別”一課為例，在UbD理論引領(lǐng)下，課前逆向設(shè)計(jì)目標(biāo)、內(nèi)容和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，確保學(xué)生能有目的地學(xué)，教師能精準(zhǔn)地評(píng)；課中以“場(chǎng)景分析—原理認(rèn)知—應(yīng)用遷移”為基本框架，匹配素養(yǎng)目標(biāo)與任務(wù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以任務(wù)群活動(dòng)推進(jìn)課堂教學(xué)，著力提升學(xué)生對(duì)人臉識(shí)別概念體系的深度理解，促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)在生活情境中遷移運(yùn)用。 本文作者： 任偉 浙江省杭州市蕭山區(qū)銀河實(shí)驗(yàn)小學(xué) 文章刊登于《中國(guó)信息技術(shù)教育》 2023年第8期 |
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