08:教研总第206期 >2025-06-17编印

“智能” 点亮的编程课堂
刊发日期:2025-06-17 阅读次数: 作者:  语音阅读:

□ 太原市小店区育杰小学校 马晓锋

案例背景:自《义务教育信息科技课程标准》(2022版)实施以来,信息科技课堂需以培养学生数字素养与技能为核心,聚焦“学—练—创—评”一体化教学。课堂应坚持“以学生为中心”,通过项目式学习、情境化任务等激发学生创新思维,提升实践能力。

本校重视信息科技教学,但在人工智能初步教学中发现,低年级学生对抽象的编程概念兴趣不足,部分学生存在畏难情绪。基于此,我以“智能小管家”为主题,开发校本编程课程,尝试通过趣味化项目实践,让学生在体验人工智能应用的过程中,激发学习兴趣,奠定创新思维基础。

案例问题:为提升学生对人工智能基础原理的理解,同时为学校“科技文化节”选拔参赛作品,如何以“智能小管家”项目为载体,让三年级学生在趣味实践中掌握基础编程逻辑?如何让从未接触过编程的孩子理解“条件判断”“循环语句”等抽象概念?

备课阶段,我思考:能否将人工智能知识融入生活化场景,通过“项目设计—实践操作—成果展示”的闭环教学,让学生在解决实际问题的过程中理解技术原理?为此,设计了“智能垃圾分类机器人”校本专题课程,通过模拟真实任务,引导学生从需求分析、程序设计到硬件调试逐步深入。

教学过程:第一堂课:趣味导入,激活探索欲

上课铃响前,我在教室摆放了自制的“垃圾分类机器人”模型(含红外传感器、机械臂)。学生一进教室便围上来:“老师,这机器人会动吗?”“它怎么知道垃圾该放哪个桶?”

“今天我们要打造一个能‘思考’的智能小管家,它能像人类一样识别垃圾种类并分类投放。”我边演示机器人识别不同颜色卡片(代表不同垃圾)边提问:“你们觉得机器人是怎么‘看见’垃圾的?”

学生七嘴八舌讨论,小林说:“可能有眼睛一样的东西!”我顺势引出“传感器”概念,并展示红外传感器工作原理动画。随后,将学生分成4组,发放“垃圾分类任务卡”,引导各组讨论:“如果让你设计一个垃圾分类机器人,需要哪些‘技能’?”

讨论中,发现小雨全程沉默,低头玩笔。我观察到她对桌上的卡通贴纸感兴趣,便走过去:“小雨,你觉得机器人‘肚子’上贴什么图案会更可爱?如果我们给机器人编个程序,让它识别可回收垃圾时亮绿灯,你想设计什么样的灯光效果?”小雨眼睛一亮,拿起贴纸在机器人模型上比划:“老师,我想让它亮星星灯!”我趁机引导:“那我们需要编一个‘如果垃圾是可回收物,就亮绿灯’的程序,这个‘如果…就…’就是编程里的条件判断语句,你愿意试试用积木块搭出这个逻辑吗?”小雨点点头,加入小组讨论。

第二堂课:项目实践,破解编程逻辑

“现在我们要给机器人‘大脑’输入指令,让它能根据传感器检测到的颜色执行不同动作。”我通过编程软件演示“条件判断”积木块的组合方式,随后布置任务:用“如果(颜色=蓝色),那么(机械臂移动至可回收物桶)”的逻辑编写程序。

学生分组操作时,发现小宇组的机器人始终无法正确识别蓝色卡片。“你们检查一下传感器的位置和程序里的颜色参数。”我提示。小宇仔细查看后发现,传感器角度偏移导致识别误差,调整后成功运行。

“老师,我们想让机器人分类时说‘请投放可回收物’!”小晴组提出新需求。“这需要用到‘语音模块’和‘循环语句’,谁能说说为什么要用循环?”我反问。小轩举手:“因为要一直检测有没有垃圾放过来,不能只检测一次!”我点赞:“没错,循环语句就像让机器人不断重复‘看—想—做’的过程。”

小雨主动提出设计语音内容:“我想录‘你真棒!分类正确!’”在她的带动下,各组纷纷为机器人添加个性化语音和灯光效果,课堂氛围热烈。

第三堂课:成果展示,点燃创新火花

“科技文化节”班级展区内,各组学生化身“小小工程师”,向其他班级同学介绍作品:“这是我们组的‘环保小卫士’,它能识别三种垃圾,还会播放环保儿歌!”“我们的机器人有笑脸灯,分类正确就会亮!”

小雨小组的“星星灯机器人”吸引了许多观众,她自信地演示:“当检测到红色卡片(代表有害垃圾)时,它会说‘有害垃圾要特殊处理哦’,同时亮红灯闪烁。”我观察到,她在讲解时自然运用了“条件判断”“传感器”等专业术语。

展示结束后,我组织学生填写《项目反思卡》:“你觉得哪个环节最有挑战?下次想为机器人增加什么功能?”小宇写道:“调整传感器角度很难,但成功时很有成就感!下次想让机器人自己走路去扔垃圾。”小雨画了一个带轮子的机器人,旁边写着:“想加一个能拍照的摄像头!”

案例评析:校本“智能小管家”专题课程通过生活化项目,让低年级学生在“做中学”“创中悟”,实现了从兴趣激活到思维培养的递进。

1.情境化项目驱动,落实“学创结合”理念

以“垃圾分类”真实场景为载体,将抽象的编程概念转化为“解决具体问题的工具”。通过“需求分析—程序设计—调试优化—展示创新”的完整流程,让学生在实践中理解“条件判断”“循环语句”等核心知识,体现了新课标中“用科技解决实际问题”的育人导向。

2.个性化引导策略,激活每个学生潜能

针对小雨等内向学生,通过其兴趣点(卡通设计、语音录制)切入,将艺术创意与编程逻辑结合,让技术学习不再枯燥。这种“低起点、多梯度”的引导方式,使不同学习基础的学生都能在项目中找到参与感,实现“人人有收获”。

3.多元评价贯穿,激发持续创新动力

课堂中采用“过程性评价+成果展示评价”结合的方式:记录学生在小组讨论、程序调试中的表现,鼓励试错与协作;通过科技节展示,让学生感受作品的社会价值。这种评价机制不仅关注知识技能掌握,更注重创新思维、团队合作等核心素养的培育,为后续高阶人工智能教学奠定了情感与能力基础。

未来,我将继续探索“AI+跨学科”目,如“智能植物养护系统”“校园安全监测机器人”等,让信息科技课堂成为学生放飞科技梦想的舞台。