基于人工智能教育硬件的中小学校外电子技术教育初探.pdfVIP

年 月 第 期 中国校外教育 育人实践 2023 06 3 Jun.2023 No.03 AFTERSCHOOL EDUCATION IN CHINA Educational Practice 基于人工智能教育硬件的中小学校外电子 技术教育初探 北京市少年宫 刘星汉 摘 要：本文站在中小学校外电子技术教育与人工智能教育融合的角度，列举了现阶段校外电子技 术教育与人工智能教育融合所面临的问题，对以引入人工智能教育硬件产品的方式解决问题进行了 讨论，最后结合笔者自身的教学实践，对人工智能教育硬件产品在中小学校外电子技术教育中的应 用进行了总结及反思。 关键词：人工智能 中小学 校外教育 电子技术 2017 年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，其中就教育领域提到：鼓励实施全民 智能教育项目，中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，建设人工智能学科等。传 统的校外电子技术课程，课程内容主要包括电路基础、模拟电路、数字电路及电子控制相关的入门 知识及实践制作。如何结合人工智能技术，更新教学内容，成为众多教育者的难题。 人工智能教育硬件产品随着人工智能教育的发展而不断发展，在融入先进科技同时，力求降 低人工智能教育的学习门槛，在高校电子技术相关学科学习中，已得到广泛应用。这类产品必须利 用人工智能相关技术，技术上是闭源或者部分开源，具备相对完善的开发资料及生态，学生易于学 习掌握。 把人工智能教育硬件产品的学习和应用引入电子技术教育利用其特点，可一定程度解决青少 年校外电子技术教育与人工智能教育融合的问题。 一、中小学校外电子技术教育与人工智能教育融合面临的问题 （一）融合方式不明确 人工智能如果作为一个单独的学科，包含了很多学科的知识，和一个包罗万象的学科融合， 同时保留原学科的特点，是比较难的。 （二）中小学生掌握人工智能部分知识较为困难 校外电子技术课程的学习群体一般是小学三年级到高中的学生，而人工智能课程的部分知识 - 57 - 对于这个年龄段的学生来说很难懂。如果生搬硬套把这些知识加进来，而不和原有知识进行联系， 学生很难理解。 （三）运用传统人工智能产品开展普及实践活动很困难 较高规格的比赛需要参赛作品与热点科技相结合。人工智能作为前沿科技，有较高的学习门槛， 老师学习起来也不容易，再辅导学生就是难上加难。如何让学生的作品结合先进技术，发挥自己的 创意，成为一大难题。 二、把人工智能教育硬件引入中小学校外电子技术教育的原因 （一）更新传统教学内容 目前，国家对于人工智能教育没有设立单独的课程，也没有独立的课程标准，校外的课程标 准也就没有权威的参考。笔者认为要在校外电子技术课程中的不同学段融合人工智能教育内容，而 不是把人工智能作为一个独立模块，变一点融合为多点融合，从入门课程到高阶课程均贯彻人工智 能的思想。初级班学生从生活实践的角度理解人工智能的应用。中级班学生尝试应用人工智能教育 硬件预置的功能，解决实际问题。高级班学生可以参考人工智能教育硬件社区资料，自行采集训练 数据，体验简单的神经网络搭建过程。这样做既融合了人工智能的知识，具有实践性，又没有缺失 电子技术课程原本的内容和特点。 （二）有利于学生创新思维的培养 目前，人工智能教育硬件产品的种类功能繁多，涉及图像识别、颜色识别、标签识别、语音 识别等。这些功能是学生参加比赛，进行创新设计时需要又很难掌握的东西。从老师的角度说，利 用人工智能教育硬件丰富的资源辅导学生参赛时难度降低了。从学生的角度说，应用人工智能技术 的难度降低，解决了技术难题。诸多人工智能教育硬件的应用，也启发了学生，其作品的创新思路 得到扩展。 三、把人工智能教育硬件引入中小学校外电子技术教育的途径 （一）利用人工智能教育硬件产品结合开源硬件进行教具制作 在电路控制教学中，教师可以选择将人工智能教育硬件作为传感器模块使用，把模块进行简 单封装，实现图像识别、语音识别等功能，极大地丰富了传感器的类别，扩展了教师制