基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)人工智能教學(xué)策略探究

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人才作為推動社會進步的重要動力，將人工智能課程納入基礎(chǔ)教育體系是我國教育界提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的巨大創(chuàng)新，也是應(yīng)對時代挑戰(zhàn)的重要對策，而深度學(xué)習(xí)作為鍛煉學(xué)生綜合能力的重要途徑，在深度學(xué)習(xí)視角下開展小學(xué)人工智能教學(xué)，對于提高人工智能課程的教學(xué)實效性具有重要意義。一、什么是深度學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)相關(guān)的大量研究往往都集中在計算機科學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)這兩個領(lǐng)域，關(guān)于深度學(xué)習(xí)的概念最早是在20世紀(jì)50年代左右提出，而在深度學(xué)習(xí)理論被明確提出之前，美國已經(jīng)有多位教育心理學(xué)家提出和完善了教育目標(biāo)分類理論，這也為深度學(xué)習(xí)概念的推出打下了基礎(chǔ)。在國外學(xué)者對深度學(xué)習(xí)的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)大致分成兩種形式，一種是深度學(xué)習(xí)，具體表現(xiàn)為能主動與知識進行聯(lián)系，并對當(dāng)前所學(xué)知識進行更加深入的思考，另一種是淺層學(xué)習(xí)，是指只能進行機械的記憶和理解教師講解的知識，在反思與實踐運用方面較為缺乏，后續(xù)學(xué)者又從認(rèn)知和元認(rèn)知的視角出發(fā)，對深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵進行拓展，認(rèn)為深度學(xué)習(xí)不但指內(nèi)容與觀點之間的聯(lián)系，還把學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)過程的自我反思和自我檢測收入深度學(xué)習(xí)中。國內(nèi)對深度學(xué)習(xí)的研究起步較晚，最早由黎加厚學(xué)者率先提出了深度學(xué)習(xí)的本土化定義，后續(xù)學(xué)者又在前人的研究基礎(chǔ)之上，對深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)的區(qū)別進行了詳細區(qū)分?？偨Y(jié)來看，國內(nèi)對深度學(xué)習(xí)更強調(diào)在認(rèn)知、思維、動作、情感這四個方面的發(fā)展。二、影響小學(xué)人工智能教學(xué)深度學(xué)習(xí)的因素分析深度學(xué)習(xí)以三元交互決定理論、建構(gòu)主義理論等為基礎(chǔ)。三元交互決定理論認(rèn)為，能影響個體行為的并非某個單獨的環(huán)境或個體因素，而是行為、個體和環(huán)境三者交互影響導(dǎo)致的，個體只有處在某種特定的社會環(huán)境中才能產(chǎn)生相應(yīng)的行為。在三元交互決定理論中，并不強調(diào)某個單獨因素的重要性，而是認(rèn)為環(huán)境、個體和行為三者缺一不可，學(xué)習(xí)作為社會生活中最基礎(chǔ)同時又是最不可或缺的一種行為，必然是受到個體和環(huán)境的雙重影響，而同時環(huán)境又能影響個體的行為和意識。因此本節(jié)主要從三元交互決定論出發(fā)，對深度學(xué)習(xí)的影響因素進行分析。（一）個體因素在個體因素中最為重要的影響因素分別是學(xué)習(xí)動機、知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和自我效能感。其中，學(xué)習(xí)動機是指學(xué)生以什么目的為導(dǎo)向開展學(xué)習(xí)，這里又具體分為內(nèi)部動機和外部動機，內(nèi)部動機是學(xué)生為了滿足個人的需要而開展學(xué)習(xí)，外部動機是指學(xué)生在追求學(xué)習(xí)以外的因素影響下開展學(xué)習(xí)，在這兩者中內(nèi)部動機強的學(xué)生在深度學(xué)習(xí)上的表現(xiàn)更好。知識基礎(chǔ)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程內(nèi)容前就已經(jīng)完成的知識積累，知識基礎(chǔ)更好的學(xué)生無疑在學(xué)習(xí)活動中的表現(xiàn)也更好，也更容易達到深度學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)能力是指學(xué)生在進行學(xué)習(xí)活動時具備的行為能力，鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力既是深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)也是影響深度學(xué)習(xí)的重要因素，以小學(xué)人工智能課程為例，該課程的學(xué)習(xí)能力包括信息整合能力、問題探究能力、自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力等。最后自我效能感是指個體對于自己完成某項任務(wù)的推測或判斷，當(dāng)學(xué)生認(rèn)為自己能完成某項學(xué)習(xí)任務(wù)時，就會產(chǎn)生較強的自我效能感，自我效能感對深度學(xué)習(xí)的影響十分顯著，自我效能感強的學(xué)生無疑更能實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。（二）環(huán)境因素在環(huán)境因素中包括教師的教學(xué)方法和學(xué)校的學(xué)習(xí)氛圍以及同伴之間的合作學(xué)習(xí)模式等，其中教師的教學(xué)方法直接影響了學(xué)生對課堂教學(xué)知識的理解程度，并且教師的教學(xué)風(fēng)格是否與學(xué)生相匹配，也決定著學(xué)生能否融入這門課程的學(xué)習(xí)中，因此，教師在很大程度上決定了學(xué)生能否實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。學(xué)校的學(xué)習(xí)氛圍是指教學(xué)環(huán)境能否對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生促進作用，因為良好的教學(xué)環(huán)境能影響學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的情感態(tài)度，從而進一步影響學(xué)生的行為活動，在深度學(xué)習(xí)中學(xué)校氛圍也是不可或缺的重要因素。最后，同伴之間的合作學(xué)習(xí)模式則是指學(xué)生能否在與他人的合作學(xué)習(xí)中實現(xiàn)取長補短、相互鼓勵，由于深度學(xué)習(xí)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力具有一定的考驗，僅僅依靠學(xué)生自己難以實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，因此科學(xué)的小組合作學(xué)習(xí)能實現(xiàn)學(xué)習(xí)的事半功倍，也能幫助學(xué)生反思自己在學(xué)習(xí)活動中的不足，鍛煉學(xué)生的交流溝通能力等。三、促進小學(xué)人工智能教學(xué)深度學(xué)習(xí)的策略（一）注重教學(xué)趣味性提高學(xué)生學(xué)習(xí)動機人工智能雖然因其科技化、便捷化等特點受到學(xué)生的廣泛喜愛，但是在課程內(nèi)容上，由于專業(yè)性較強，一些知識點理解起來較為抽象，難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而通過前文分析我們已經(jīng)知道，影響深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵因素之一就是學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，因此在小學(xué)人工智能教學(xué)過程中，教師要能結(jié)合學(xué)生的年齡特點和興趣愛好，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行創(chuàng)新改革，教師可以結(jié)合現(xiàn)階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展情況，引入生活實例，或者創(chuàng)設(shè)與生活實際相關(guān)的教學(xué)情境，設(shè)計形式多樣的教學(xué)活動，以此增添課堂教學(xué)的趣味性，從而在主觀層面上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生內(nèi)部學(xué)習(xí)動機的提升。比如，在教學(xué)前，教師可以先引入經(jīng)典科幻電影中關(guān)于人工智能的電影片段，以此快速吸引學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生從課間休息的散漫狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂學(xué)習(xí)狀態(tài)，或者以視頻的形式向?qū)W生展示在我們當(dāng)下的生活中，人工智能在哪些方面得到了應(yīng)用，以此拉近學(xué)生與人工智能之間的距離，從而有效激發(fā)學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)熱情，為深度學(xué)習(xí)做好鋪墊。（二）促進人工智能與其他學(xué)科的融合通過分析前人對深度學(xué)習(xí)影響因素的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在小學(xué)人工智能課程中，對深度學(xué)習(xí)影響最大的因素就是學(xué)生的知識基礎(chǔ)，因此注重對學(xué)生基礎(chǔ)的積累能有效實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。在小學(xué)人工智能課程中，其知識基礎(chǔ)包括程序設(shè)計和硬件知識這兩大方面，因此，教師在教學(xué)過程中，要對知識講解的流程和時間分配做好規(guī)劃，留給基礎(chǔ)知識講解足夠多的時間，確保學(xué)生在徹底理解基礎(chǔ)知識后再進行更深層次的拓展，不要擔(dān)心過多的基礎(chǔ)知識講解會影響課堂教學(xué)節(jié)奏，基礎(chǔ)的積累就是一個量變的過程，在積累到一定程度后自然而然就會發(fā)生質(zhì)變，也就代表著學(xué)生的學(xué)習(xí)開始深入。同時在課后任務(wù)的布置中，教師也要把基礎(chǔ)知識的鞏固作為首要目標(biāo)，通過課后任務(wù)的設(shè)計，加強學(xué)生在基礎(chǔ)知識方面的積累和轉(zhuǎn)化，從而確保學(xué)生在基礎(chǔ)知識方面的積累有助于深度學(xué)習(xí)的開展。另外，人工智能課程在知識點的覆蓋范圍上十分廣泛，涉及的領(lǐng)域較多，課程綜合性較強，因此在整個課程體系的規(guī)劃中，教師也要避免人工智能課程的“孤軍奮戰(zhàn)”，而是應(yīng)當(dāng)積極融合其他各個學(xué)科，實現(xiàn)跨學(xué)科的交叉教學(xué)，并且其他學(xué)科相較于人工智能課程而言，已經(jīng)有了較長時間的積累，學(xué)生的知識儲備已經(jīng)較為完善，因此交叉教學(xué)的開展也有利于對學(xué)生在人工智能課程中的學(xué)習(xí)深化。（三）強化開放性任務(wù)鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)能力鍛煉學(xué)生的思維能力和探究能力也是開展深度學(xué)習(xí)的重要途徑，并且在小學(xué)人工智能課程的教學(xué)實踐中，往往綜合學(xué)習(xí)能力更強的學(xué)生更容易實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，因此在人工智能課堂上，教師要及時轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，將學(xué)生視為課堂教學(xué)主體，以學(xué)生對知識點的自主探究取代教師的傳統(tǒng)講解，從而培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主人翁意識。而在這個過程中，教師要適時對學(xué)生給予引導(dǎo)和幫助，不要包攬對學(xué)生探究過程的指引，避免過多干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，而是要在學(xué)生的探究方向出現(xiàn)錯誤或探究遇到困難時再及時進行疏導(dǎo)，避免學(xué)生自信心受到打擊的同時，也有效鍛煉了學(xué)生對知識點的自主探究能力。對此，教師可以將項目式的教學(xué)方法引入人工智能課堂教學(xué)上，把項目任務(wù)作為知識載體，將知識蘊藏在項目中，同時為學(xué)生設(shè)計開放性的教學(xué)任務(wù)，促使學(xué)生在對項目任務(wù)的探索中挖掘和總結(jié)知識，以此提高學(xué)生在人工智能課堂上的參與感。（四）借助賞識鼓勵教育提高學(xué)生自我效能感人工智能課程作為近幾年新加入小學(xué)課程體系的一門學(xué)科，對于小學(xué)階段的學(xué)生而言，感到新奇的同時也有一定的學(xué)習(xí)難度，而在教育心理學(xué)中曾提到，在面對一項新的任務(wù)或挑戰(zhàn)時，學(xué)生在自我效能感上的表現(xiàn)往往在很大程度上決定著學(xué)生在處理這項任務(wù)或面對這項挑戰(zhàn)時能否取得成功。在人工智能課程教學(xué)中也同樣如此，自我效能感的提升，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也是開展深度學(xué)習(xí)的重要推動力，因此，教師在教學(xué)中要注重對賞識鼓勵的應(yīng)用，由于每個學(xué)生的獨特性導(dǎo)致學(xué)生在性格方面往往千差萬別，因此在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在行為和情感上的變化也會以多樣化的形式呈現(xiàn)。這就要求教師必須密切關(guān)注學(xué)生在每一階段中的行為變化和情感波動，對于學(xué)生的每一個舉動盡量都作出回應(yīng)，尤其對于那些學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，教師要給予充分的鼓勵和肯定，以此增添學(xué)生的自信心，進而提高學(xué)習(xí)自我效能感，對于那些學(xué)習(xí)能力較強，甚至能超額完成任務(wù)的學(xué)生，教師在給予鼓勵的同時也要注重鼓勵的尺度，避免過多的鼓勵使學(xué)生陷入驕躁、自滿的狀態(tài)中，應(yīng)當(dāng)以張弛有度的鼓勵方式確保學(xué)生的自信心維持在健康的范圍內(nèi)，以此確保深度學(xué)習(xí)的開展。（五）加強個性化指導(dǎo)營造良好的師生關(guān)系以往研究結(jié)果顯示，教師的支持對小學(xué)生在學(xué)習(xí)人工智能課程時有著重要的影響，正如皮格馬利翁效應(yīng)，教師對學(xué)生的積極期望能促使學(xué)生實現(xiàn)積極的發(fā)展，也就是說，教師的期望與學(xué)生的發(fā)展存在正相關(guān)，因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)明確地表達出自己對學(xué)生的積極期望，在布置任務(wù)的同時也要輔以積極的期望，以此鞭策學(xué)生專注于學(xué)習(xí)活動中，而在學(xué)生表現(xiàn)不佳或者學(xué)習(xí)過程中遭遇挫折時，教師也要以積極的期望化解學(xué)生的負(fù)面情緒，比如，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)焦躁心理或厭學(xué)心理時，教師要更多以“我覺得這并不是你真實的能力”或“你現(xiàn)在表現(xiàn)出來的和你真實的能力相差甚遠”等話語，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機，從而促使學(xué)生自發(fā)以更加積極的態(tài)度投入學(xué)習(xí)中去。（六）科學(xué)分配小組成員發(fā)揮同伴積極影響同伴支持系統(tǒng)是影響學(xué)生積極發(fā)展的重要因素，在生態(tài)系統(tǒng)理論中也提到，同伴的影響在個體的成長發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在小學(xué)人工智能課程的教學(xué)中也同樣如此。深度學(xué)習(xí)的一個重要因素就是學(xué)生間的團隊合作，合理的分配小組成員對學(xué)生的學(xué)習(xí)活動能起到事半功倍的作用，因此，在小組成員分配中，教師要注重科學(xué)性和合理性，不僅要充分尊重學(xué)生的個人意愿，從學(xué)生的主觀意向出發(fā)分配組員。同時，還要確保每個小組在成績上的平均性，即每個小組都要包含各個層次的學(xué)生，并在教師的指導(dǎo)下實現(xiàn)學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生帶動學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生，以此確保學(xué)生的共同成長，教師還要在任務(wù)分配中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)彼此間的優(yōu)勢和劣勢，鼓勵學(xué)生在人工智能的學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)取長補短。另外，教師還要確保每個小組中都有兩個以上學(xué)習(xí)熱情較高、組織能力較強的學(xué)生，以此確保小組內(nèi)的學(xué)習(xí)氛圍濃厚，發(fā)揮小組合作學(xué)習(xí)的價