面向人工智能概念理解的小學低學段不插電教學活動設計與實踐傅騫王雯面向人工智能概念理解的不插電教學活動設計1.不插電人工智能活動的設計原則在認知水平方面，小學生處于具體運算階段，還不具備抽象思維能力或抽象思維能力較低，需要借助實物才能更好地思考;在初始能力方面，目前小學低學段學生的人工智能知識基礎大多比較薄弱，計算機操作能力、數學運算能力也都處于初級階段。考慮到以上特質，為了以更淺顯易懂的方式讓小學生理解人工智能概念并提高興趣，結合Nishida等提出的不插電活動的主要特征[5]，本文總結了設計不插電人工智能活動的原則。（1）Gamification（游戲化）。不插電人工智能活動應該以一個或幾個游戲為核心。一是游戲的形式能夠增加活動的趣味性，提高學生的學習興趣，從而使其更多地投入到活動中;二是游戲本身固有的挑戰性能夠提高學生們的學習動機，促進學生的思考。（2）Storytelling（故事化）。為了讓小學生更好地借助實物進行思考，不插電人工智能活動需要一個貼近學生的故事背景，這個故事背景可以是小學生喜聞樂見的童話、動畫情節，也可以是貼近小學生現實生活的學校生活、社會生活等背景。（3）Collaborative（協作化）。協作也是促進知識構建的一種形式。不插電人工智能活動應該設計適量的協作任務，借助學生間的互動調動其學習積極性，同時促進多樣化觀點的產生。2.不插電人工智能教學活動開發模式Nishida等提出的不插電計算機科學教學活動開發模式[6]，包含了選擇CS概念、確定關鍵元素、考慮包含類似元素的活動載體、將概念學習轉化為挑戰游戲、實施與驗證、評估與改進等步驟。本文以上述模式為基礎，設計了不插電人工智能教學活動開發模式。《中國互聯網學習白皮書之人工智能教育發展報告（基礎教育）》明確規定小學階段人工智能能力培養目標為“能夠感知、體驗、分辨人工智能，逐步培養計算思維能力”[7]，因此在“概念化”環節選擇相關概念時，應該側重選擇人工智能歷史、算法原理的基本概念，而不是對具體算法進行教學。現以“模仿游戲”為例進行說明（如圖1、圖2）。面向人工智能概念理解的不插電教學活動實踐根據提出的不插電人工智能教學活動開發模式，筆者開發了四個活動，分別為“模仿游戲”“送小羊回家”“冒險游戲”“誰做的好事”，對應“智能”“分類”“聚類”“推理”幾個概念，具體表現為“圖靈測試”“分類算法”“聚類算法”以及“類比推理與歸納推理”幾個知識點。活動設計詳見下頁表。本文探索了面向小學低學段學生人工智能概念理解的不插電教學活動的設計原則和開發模式，并展示了相關案例。通過實驗可以發現，不插電人工智能教學活動不僅深受小學低學段學生的喜愛，還能夠切實促進其對人工智能概念的理解。[1]BellT，WittenIH，FellowsM.ComputerScienceUnplugged：Off-lineactivitiesandgamesforallages[J].GreatIdeasinComputerScience，1998，43（1Supplement）：S21-S22.[2]ChristianP.Brackmann，MarcosRomán-González，GregorioRobles，JesúsMoreno-León，AnaCasali，DanteBarone.DevelopmentofComputationalThinkingSkillsthroughUnpluggedActivitiesinPrimarySchool[P].PrimaryandSecondaryComputingEducation，2017.[3]NishidaT，IdosakaY，HofukuY，etal.NewMethodologyofInformationEducationwith"ComputerScienceUnplugged"[C].//InternationalConferenceonInformaticsEducation-supportingComputationalThinking.DBLP，2008.[4]LindnerA，SeegererS，RomeikeR.UnpluggedActivitiesintheContextofAI[M].Berlin：Springer，Cham，2019.[5][6]NishidaT，KanemuneS，IdosakaY，etal.ACSunpluggeddesignpattern[C].//Proceedingsofthe40thSIGCSETechnicalSymposiumonComputerScienceEducatio