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初中人工智能编程课程分层教学探索

【摘要】2017年，国务院颁布《新一代人工智能发展规划》，指出要在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育，在中小学设置人工智能相关课程，推广编程教育，编程是人工智能课程重要组成部分，要求每个学生都要懂编程会编程爱编程，但在教学过程中发现学生编程水平差异化大。基于此，文章采取分层教学通过调查问卷和课堂观察对学生进行科学分组，制定分层教学目标，分层教学任务、分层教学评价，做到因材施教，解决学生“吃不饱”和“吃不了”等问题，营造互助互学的良好课堂氛围，从而使每一个学生在最适合自己学习的环境中求得最佳发展，取得良好学习效果。

【关键词】

国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》明确要求“激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体，为加快建设科技强国夯实人才基础”。河南、山东、安徽、广东、浙江等省份在基础教育阶段陆续开设信息技术课程与人工智能课程，并将分层教学模式应用其中。在本文中，我们结合实际案例对分层教学模式的实际应用展开探讨。

现在人工智能作为普及教育，要求全校全班参与，每个学生都要懂编程会编程爱编程，而且要培养学生人工智能意识、技术创新思维、应用实践能力、智慧社会责任，达到人工智能四维目标。然而一个班学生的编程水平差异巨大，这就要求教师能够针对学生特点以及人工智能教学要求，对现有教学模式进行改革与创新，不断改变教学方法。

一、人工智能编程课程现状与分层教学

1.人工智能编程课程教学现状

国务院颁布的《新一代人工智能发展规划》要求“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。近年来，广东、福建、上海等省市重点借助智能设备进行课堂指导；在人工智能编程课程教学活动中，学校逐渐引导学生参加不同等级的编程比赛、机器人大赛、人工智能竞赛等。

2.分层教学

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出“注重因材施教。关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能，推进分层教学……教学管理制度改革”。

随着我国社会经济的持续发展，很多学生尽管对计算机、人工智能、信息技术等名词并不陌生，但因为城乡教育主体之间在发展水平方面还存在明显的差距，所以，实施分层教学是解决当前我国城乡教育差异问题的一个最佳策略。

分层教学﹐就是教师充分考虑到学生存在的差异程度﹐有针对性地加强对不同类别学生的学习指导，以便使每个学生都得到最好的发展。分层教学充分体现了面向全体、因材施教的教学特点，可以激发全体学生的学习兴趣，促使学生主动获取知识，大面积提高学习效果[1]。

分层教学法的理论依据古已有之，如“因材施教”“量体裁衣”等。在国外也有一些代表性的学者，如美国著名心理学家教育家布卢姆提出的“掌握学习理论”，强调每个学生都有能力学习和理解任何教学内容，只要提供较好的学习条件，多数学生都能获得较好的学习成绩[2]。他主张“不同学生需要用不同的方法去教，不同学生对不同的教学内容能持久地集中注意力”。分层教学正是根据学生的学习能力将全班学生区分为若干层次，使教学目标、教学内容以及教学方法更符合所有学生的知识水平和接受能力，从而确保教学活动与各层次学生相适应，使学生的认知水平不断向前推进。

二、小学人工智能编程课程分层教学案例探索

笔者将全班学生划分成3个小组，然后以3个小组学生的整个学习过程、制作成品等为切入点，对教学内容、课程教学目标、分层教学计划、教学活动评价、教学策略反思等进行逐一探究，思考在“智能台灯设计”课堂教学活动中采用分层教学模式的实际成效。

1.明确教学内容

这一章节的教学内容包括三个部分，即传感器特性、LED灯工作原理、“假若……执行……”的功能切换。教师的教学职责是指导学生对相关概念及定义进行理解，逐步了解LED的内部结构与运行原理，为下一步进行实践操作做准备。

2.设置课程教学目标

本课教学目标具体包括：①指导学生掌握传感器特性，认识LED灯的运行原理；②了解主控模板的具体应用功能及特点，能够灵活应用“假若……执行……”功能模块；③熟练设计智能台灯的内部结构，然后对其进行组装、搭建、连线、程序设计、功能调试、结果验证等；④确保产品设计形态与结构科学、完整，能够确保用户获得理想的体验；⑤对整个程序参数进行验证，确保其设置正确、合理。

3.设计分层教学计划

在这一章节的教学设计中，结合学生的实际情况制订分层教学