合作學(xué)習(xí)在人工智能教學(xué)中的應(yīng)用研究

【摘要】隨著新課程的改革，人工智能課程對學(xué)生信息素養(yǎng)有了更高的要求。合作學(xué)習(xí)能提高課堂效率，并且在小學(xué)課堂中可以廣泛應(yīng)用，逐漸成為現(xiàn)在很多教師首選的教學(xué)方法。本文結(jié)合課堂實況闡述了合作學(xué)習(xí)在課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用以及在不同環(huán)節(jié)發(fā)揮的功能，體現(xiàn)合作學(xué)習(xí)在教學(xué)過程中的優(yōu)點和重要性?！娟P(guān)鍵詞】合作學(xué)習(xí)；人工智能；信息素養(yǎng)；應(yīng)用合作學(xué)習(xí)就是在教學(xué)中運用小組討論，使學(xué)生共同活動以最大程度地促進自己以及他人的學(xué)習(xí)。為了推進新課程的開展，合作學(xué)習(xí)已深入每一門學(xué)科的課堂。而在當(dāng)下頗受教育工作者關(guān)注的人工智能教學(xué)中，合作學(xué)習(xí)幾乎每節(jié)課都會被教師應(yīng)用，這也極大地提高了課堂效率，使教學(xué)效果更好、更顯著。知識導(dǎo)入時合作，探討知識、提高興趣往往在課堂導(dǎo)入部分，創(chuàng)設(shè)情境、提出疑問是教師選擇較多的導(dǎo)入方式，目的是讓學(xué)生進入問題情境，循序漸進地思考本節(jié)課教學(xué)重難點。合作學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)模式，能在教師創(chuàng)設(shè)情境的基礎(chǔ)上，激勵學(xué)生自主嘗試小組研討核心問題，然后集體展開討論，直擊本節(jié)課問題切入點，讓學(xué)生感受到一種階段性的成就感，從而更有興趣學(xué)習(xí)接下來的內(nèi)容[1]。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)新課或剛接觸到一個新的知識點時，不僅有疑問，更多的是好奇和期待，通過和同學(xué)一起討論，如同“尋寶”的過程，才是學(xué)生喜歡的方式。在課堂導(dǎo)入時使用合作學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會更加濃厚。內(nèi)容新授時合作，深入探究、培養(yǎng)能力在進行“基于AI姿態(tài)識別的機器人互動游戲”課例活動時，新授“姿態(tài)識別”這個知識點的時候筆者就采用了小組合作的教學(xué)模式，讓小組成員共同編寫程序，感受機器人是通過識別人體的18個關(guān)鍵點來判斷學(xué)生的動作從而做出相應(yīng)動作的。首先，講授的知識點本身就是有趣的，學(xué)生都樂于探究，可大多數(shù)學(xué)生更多只注重結(jié)果——機器人能跟著學(xué)生做同樣的動作，卻忽略如何到達“目的地”。合作學(xué)習(xí)能促進學(xué)生的知識獲得和能力發(fā)展，采用合作學(xué)習(xí)讓學(xué)生小組探討如何實現(xiàn)目標效果的方法，有助于學(xué)生產(chǎn)生靈感、活躍思維。通過合作討論，小組成員互相交流、互相啟發(fā)，在這個過程中能深化學(xué)生對知識點的認識，并不斷產(chǎn)生新的理解，思路也會不斷明確，能夠辯證地、多角度地、全方位地看待問題，深入研究問題點。小組合作學(xué)習(xí)是由問題引發(fā)的，而問題是以一定的認知為前提，指向未知領(lǐng)域的命題[2]。小組合作學(xué)習(xí)中的問題是教師深入鉆研教材后，將教學(xué)中的重、難點演繹成問題提出。要使小組合作學(xué)習(xí)富有成效，引起討論的問題就要能夠引起學(xué)生主動參與的興趣、引起師生思維活動的展開。當(dāng)然，問題還應(yīng)是體現(xiàn)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的問題，是學(xué)生“跳一跳能夠摘下的果子”。事實表明，通過合作學(xué)習(xí)這一教學(xué)模式的應(yīng)用，大多數(shù)學(xué)生都能在課堂上將教師講授的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐操作，找到了讓機器人跟著人體動作動起來的方法，并且有一半學(xué)生能舉一反三。比如教師講授的是讓機器人跟著學(xué)生舉起左手，當(dāng)學(xué)生學(xué)會了如何讓機器人實現(xiàn)當(dāng)它看到人類舉起左手時能夠說出“舉左手”并做出相應(yīng)動作的方法之后，能夠快速提出問題：是不是也能讓機器人跟著人類做出其他動作。于是筆者讓學(xué)生繼續(xù)采用小組討論、合作學(xué)習(xí)的方式探究如何讓機器人跟著人類做出其他動作。筆者鼓勵學(xué)生互相合作、共同研討，通過合作解決個人難以解決的問題，感受到合作的重要性，培養(yǎng)合作意識，這也是鍛煉學(xué)生人際交往能力的一種形式。如何與同學(xué)溝通以更有效、更快速地解決問題，如何與同學(xué)達成一致的目標，都是在合作學(xué)習(xí)中學(xué)生能夠?qū)W會的。在講授新課時使用合作學(xué)習(xí)的模式，不僅鍛煉了學(xué)生的人際交往、溝通交流的能力，也像一只無形的手在推動著學(xué)生不斷探究解決問題的方法，學(xué)生在感受這個過程的同時各方面能力也得到了發(fā)展。然而小組合作學(xué)習(xí)在教學(xué)實踐中還存在諸多問題，這是正?，F(xiàn)象，還需要教師進行深入的理論分析和扎實的實踐研究，逐步解決這些問題，使小組合作學(xué)習(xí)方式逐步完善并發(fā)揮應(yīng)有的作用。課堂小結(jié)時合作，鞏固學(xué)習(xí)、豐富情感每節(jié)課的知識點是具有邏輯性的，學(xué)生也跟著老師的邏輯一步一步學(xué)習(xí)，形成他們自己的知識體系。課堂尾聲，教師都會安排小結(jié)環(huán)節(jié)，進行本節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)與鞏固。筆者在講授人工智能“智能風(fēng)扇”這一課時，課堂小結(jié)環(huán)節(jié)提問學(xué)生本節(jié)課學(xué)到了哪些內(nèi)容，并且采用合作學(xué)習(xí)的模式，讓學(xué)生小組討論，比一比哪一組回答得更全面，學(xué)生展開了激烈又細致的討論交流。同學(xué)之間通過互相幫助完善知識點，產(chǎn)生了互幫互助的自豪感，為集體貢獻自己的力量，這種感受能夠不斷深入促進學(xué)生與同伴進行合作，自信心和自尊心不斷增強。同時，這也是一個雙向的過程，學(xué)生因為被同伴幫助而感受到同學(xué)之間友誼的美好，從而學(xué)會尊重別人，學(xué)生的人格和個性也在這個過程中不斷朝著積極的方向發(fā)展。小組內(nèi)各成員有著不同的思想，在學(xué)習(xí)中的任務(wù)分工也有所不同，所以通過組內(nèi)各成員的集思廣益，可以提升組內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，并在一定程度上培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的能力。合理科學(xué)地建立學(xué)習(xí)小組可以平衡小組之間的學(xué)習(xí)能力，每一個小組都有學(xué)習(xí)能力較強和學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，讓學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生去帶動學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生。除此之外，教師可以有針對性地對學(xué)生進行分組，比如，將人工智能學(xué)得相對較好的學(xué)生和學(xué)得相對較差的學(xué)生分為一組，通過這樣的方式，人工智能學(xué)得較差的學(xué)生可以更方便地去學(xué)習(xí)學(xué)得較好的學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，而且還能夠隨時受到學(xué)得較好的學(xué)生的幫助，有利于班級內(nèi)學(xué)生整體水平的提高。現(xiàn)實課堂教學(xué)中，很多學(xué)生存在著浮躁、學(xué)習(xí)不踏實等問題，這樣的學(xué)生有著較強的自我表現(xiàn)欲。學(xué)生適當(dāng)?shù)淖晕冶憩F(xiàn)欲可以促使其學(xué)習(xí)能力的提升，但是強烈自我表現(xiàn)欲對其學(xué)習(xí)發(fā)展的影響往往是有害的，這樣的學(xué)生往往很難融入小組集體。在小組合作學(xué)習(xí)的人工智能教學(xué)過程中，需要幫助這類學(xué)生，讓其能夠?qū)W會自我反省，能夠?qū)W會通過別人的思想來完善自己的觀點。比如，設(shè)立一些獎勵機制的辯論活動，讓組與組之間對一個觀點進行爭論，這就需要小組內(nèi)各個成員清晰地將自己的觀點表達出來，然后將他人的觀點與自己的觀點進行比較和結(jié)合，最后將各個成員的觀點綜合起來形成一個達成共識的觀點。通過這樣的活動，不僅能夠讓浮躁的學(xué)生學(xué)會傾聽他人的觀點，還有利于培養(yǎng)小組的合作精神，融洽個體以及群體的關(guān)系。教師總結(jié)的重要性采用了合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式后，教師的總結(jié)是至關(guān)重要的。對于學(xué)生在課堂上的合作學(xué)習(xí)過程，教師要進行多維度的總結(jié)性評價。以小組為單位，指出學(xué)生在交流時思維的漏洞，或?qū)W生思考問題的錯誤方向，包含了小組成員的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效果等，教師要及時進行評價與糾正，利用評價的正面導(dǎo)向性，對發(fā)言內(nèi)容有特點、思維有閃光點的小組進行全班鼓勵和表揚，對還需要繼續(xù)努力的小組委婉地提出建議和改進措施。這樣，學(xué)生在下一次合作學(xué)習(xí)與同學(xué)討論探究時就能夠更加有信心，能夠采取新思路來解決課堂問題。小組合作學(xué)習(xí)對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提高以及教師的教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量的提升具有十分重要的作用。在小學(xué)人工智能教學(xué)中，小組合作學(xué)習(xí)的應(yīng)用仍存在著小組合作學(xué)習(xí)的不均衡以及不真實性導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)成績下降的問題，因此，教師通過合理建立學(xué)習(xí)小組、強調(diào)小組合作精神以及建立激勵機制來加強小組之間競爭力等方式，解決小