大單元設(shè)計的基底是以大概念為錨點重構(gòu)知識，來習(xí)得學(xué)科核心素養(yǎng)，倒逼學(xué)科教學(xué)將模塊知識整合看、將抽象知識意象看、將薄弱知識系統(tǒng)看。

人工智能教育進(jìn)入中小學(xué)課堂的育人愿景是培養(yǎng)青少年適應(yīng)未來社會的職業(yè)，具備對話技術(shù)倫理的知識、能力、思維和責(zé)任，為智能時代儲備領(lǐng)域人才。

當(dāng)前中小學(xué)主要通過信息技術(shù)等課程來學(xué)習(xí)人工智能知識，如果人工智能知識“粗暴”地通過加知識鏈接、加單元內(nèi)容等方式填充到現(xiàn)有的信息技術(shù)知識結(jié)構(gòu)中，則會增加知識體量，不可避免地使信息技術(shù)課程原本課時緊缺、專業(yè)師資匱乏、偏重技術(shù)跟練等問題“雪上加霜”，誤導(dǎo)更多學(xué)校簡單通過“改頭換面”更換課程名稱的方式讓“人工智能教育”有名無實。

人工智能教育“假繁榮”的情景蒙蔽了學(xué)科內(nèi)容冗余、教師教學(xué)求效、學(xué)生遷移薄弱等現(xiàn)實情況，實際上是暴露出現(xiàn)階段中小學(xué)人工智能教育的知識架構(gòu)、實驗環(huán)境和考察手段等原始儲備不充分和人們所期盼的育人溯源之間的矛盾沒有改變。

大單元設(shè)計的基底是以大概念為錨點重構(gòu)知識，來習(xí)得學(xué)科核心素養(yǎng)，倒逼學(xué)科教學(xué)將模塊知識整合看、將抽象知識意象看、將薄弱知識系統(tǒng)看。深入大單元的設(shè)計，有利于對癥解決人工智能教育“知識塊龐雜、工具觀單一、生師比懸殊”等突出問題，促進(jìn)人工智能教育回歸基礎(chǔ)教育素質(zhì)育人目標(biāo)的價值意蘊。

避免內(nèi)容“尾大不掉”

化零為整

人工智能教育涉及知識領(lǐng)域廣泛，如人臉識別、語音識別、場景理解等感知技術(shù)，信息表示與推理算法模型，進(jìn)行信息處理的機器學(xué)習(xí)模型，自然語言理解、情感計算等人機交互模型，以及數(shù)學(xué)、生物、控制論、信息學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域知識。如果只是在知識層面與現(xiàn)有的信息技術(shù)學(xué)科相疊加，依然陷于工業(yè)時代的育人導(dǎo)向，以崗位需求育人，堆砌零零散散的技術(shù)，則不能稱之為一門學(xué)科，一門充分發(fā)展的學(xué)科應(yīng)有著獨特且系統(tǒng)的核心概念作為支撐。

“學(xué)科大概念”是學(xué)科育人功能的核心目標(biāo)，大單元設(shè)計以此來構(gòu)建單元，教師不再是盯著要選用哪一種教學(xué)手段來突破某一個“教學(xué)難點”，而是跳脫出“穿針引線”般串連知識點的微觀思維，通過居于上位的大概念，從全盤且系統(tǒng)的視角挖掘“知識之間”存在的科學(xué)關(guān)系，相互借力，讓學(xué)生的“認(rèn)知難點”不攻自破。

以“學(xué)科大概念”為刃

精簡內(nèi)容

人工智能知識是學(xué)科教育應(yīng)對智能時代的育人補充，聚焦核心概念“量體裁衣”，一些關(guān)聯(lián)度低、概念性弱的知識將暫時保持“沉默”，精選、重組課程內(nèi)容，大幅度縮減某一方面的知識內(nèi)容，形成有機的知識集合，一定程度上緩解“課時緊張”的問題。

借其他“學(xué)科核心素養(yǎng)”之力

聚合概念

各學(xué)科的核心素養(yǎng)是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的具體化，存在著內(nèi)在聯(lián)系，實現(xiàn)素養(yǎng)互通、概念遷移。可以充分調(diào)用已經(jīng)形成的科學(xué)、物理、生物、歷史、數(shù)學(xué)等學(xué)科核心素養(yǎng)去同化算法原理、智能原理等未知的人工智能知識，用活躍的知識突觸激活沉默的知識突觸，建立貫通的知識圖譜，各學(xué)科之間的學(xué)科大概念互為認(rèn)知工具，避免“孤立無援”地建立新概念網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和高建構(gòu)成本。

誘發(fā)技術(shù)“繼往開來”

真實情境

未來是智能化的時代，人工智能技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出了深遠(yuǎn)的影響潛力，已經(jīng)超過了技術(shù)的工具價值，單純的技術(shù)是“不具備生命的”，人較于技術(shù)，要么是開發(fā)技術(shù)的人，要么是應(yīng)用技術(shù)的人，要么是受用于技術(shù)的人，前兩者一定是社會中的少數(shù)群體，而基礎(chǔ)教育的本質(zhì)是通識教育，其目的是理解技術(shù)的原理、掌握技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，在不斷變化的技術(shù)環(huán)境中獲得穩(wěn)定、可持續(xù)的素養(yǎng)。

大單元設(shè)計注重情景中的技術(shù)和技術(shù)中的情景，前者是學(xué)習(xí)真實的技術(shù)，后者是獲得遷移的素養(yǎng)，借用學(xué)習(xí)無生命的技術(shù)形成可持續(xù)的思想。

一是豐富技術(shù)的工具觀。在技術(shù)之上蒙上一層情景的濾鏡，將單層次的技術(shù)講授、原理說明同情景關(guān)聯(lián)，成為具有實際價值的問題、課題或話題等。真實的情景能增強知識與知識的黏性，增強知識與生活的黏性，縮小理論與經(jīng)驗的認(rèn)知鴻溝，防止“大水漫灌”知識后，理論與實踐產(chǎn)生斷崖，需要再通過練習(xí)補充認(rèn)知。

情景設(shè)計注重與學(xué)生經(jīng)驗的契合，將求索過程與自身經(jīng)驗產(chǎn)生良性互動，易于進(jìn)入深度思考，即“經(jīng)驗論”被“真實情景”所接受，感知學(xué)習(xí)知識的意義，技術(shù)不是凌駕于生活的理論。同時真實的情景是復(fù)雜的，還原了問題的產(chǎn)生背景、因果邏輯和制約條件等科學(xué)的關(guān)系，學(xué)生能夠從人文、實用、科學(xué)等視角全面認(rèn)識技術(shù)，接納不同的技術(shù)、合理使用技術(shù)并了解運用技術(shù)的邊界，正確認(rèn)識技術(shù)對個人發(fā)展和社會變革的影響。

二是普適專業(yè)的人才觀。中小學(xué)階段的人工智能教育不是培養(yǎng)每個人成為人工智能的開發(fā)者，而是培育適應(yīng)智能時代變化的具備智能素養(yǎng)的未來公民。素養(yǎng)是在人的活動中形成、發(fā)展和顯現(xiàn)的，單元活動的關(guān)鍵是學(xué)生能夠主動地“動”起來，活動中的情景與社會主義核心價值觀、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等有機結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的情感共鳴，極大地調(diào)動原始積累，利于分析和解釋未知，激活知識孤島，不斷涌現(xiàn)出新想法和促進(jìn)想法的更替，建構(gòu)真實的能力，形成持久的必備品格和關(guān)鍵能力，最終具備與人、與自然、與機器和諧共生的素養(yǎng)，健康發(fā)展理想信念、政治素質(zhì)、道德品質(zhì)、生態(tài)文明、法治意識和創(chuàng)新責(zé)任，具備發(fā)現(xiàn)、融合、推動和有限度使用技術(shù)的自制力。

面向?qū)ο蟆俺榻z剝繭”

評價可視

提高一個模型的識別率不是人工智能教育的核心目標(biāo)，用“代碼通不通”“識別率高不高”判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)績效雖然直觀，但太單一，“調(diào)參數(shù)”“拼模型”還是機械的重復(fù)行為，練不出素養(yǎng)。

大單元的評價從傳統(tǒng)“唯分?jǐn)?shù)”的重結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸貭顟B(tài)”，既能追溯到導(dǎo)致低分之前的學(xué)習(xí)“狀況”，還能預(yù)測面對“態(tài)勢”的素養(yǎng)水平，從而調(diào)整造成結(jié)果的“元兇”單元活動，防止以表面效果代替評價目的的現(xiàn)象，導(dǎo)致核心目標(biāo)的窄化。

單元可讀

目前中小學(xué)的人工智能課程主要由信息技術(shù)教師講授，師生比例懸殊，教師難以關(guān)注到每一位學(xué)生的思維活動，在學(xué)生活動代碼等操作時，教師容易淪為旁觀者、檢驗者和批判者，“游離”在學(xué)生之中。

技術(shù)支撐的評估作為單元活動的“顯微鏡”捕獲學(xué)生過程化的行為，統(tǒng)計反應(yīng)速度、試錯次數(shù)、完成程度、討論人數(shù)等量化行為，支持教師預(yù)測學(xué)習(xí)績效和干預(yù)單元活動，及時調(diào)整單元的問題情景、知識體量、持續(xù)時間以及單元之間的邏輯等，有針對性地設(shè)計學(xué)習(xí)支架、協(xié)作策略、認(rèn)知工具等外圍環(huán)境，減少無效活動占據(jù)的時間。

素養(yǎng)可辯

大單元設(shè)計與人工智能教育的目標(biāo)不謀而合，都不是評價掌握知識的精熟程度，重點考察學(xué)生從一個大單元到另一個大單元的過程中素養(yǎng)的變化情況，確定學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)所處的水平和判斷在下一個單元可能發(fā)生的變化。

素養(yǎng)水平與考試分?jǐn)?shù)不同，考試分?jǐn)?shù)是一個與“學(xué)沒學(xué)過特定知識”高度關(guān)聯(lián)的值，會隨受被試的主觀因素產(chǎn)生較大的波動，素養(yǎng)水平是經(jīng)過多次實踐培育的結(jié)果，是與原有概念多次構(gòu)念后呈現(xiàn)一定態(tài)勢的均值，例如學(xué)生學(xué)習(xí)過訓(xùn)練圖像識別模型的一般過程，可能沒有學(xué)習(xí)過Photoshop或者Flash，也能理解圖層和顏色通道的概念以及成像原理，沒有學(xué)習(xí)過人臉識別、語音識別等智能原理，也知道從自然特征到訓(xùn)練數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)譯過程。

方法可溯

大單元設(shè)計以單元為周期沉淀一段時間的評價數(shù)據(jù)，不會因為一次數(shù)值的不佳而“自亂陣腳”地調(diào)整策略，而是觀察學(xué)生在一整個單元內(nèi)的實驗過程和單元到單元的能力變化，聯(lián)系前后造成錯誤的本質(zhì)，瞄準(zhǔn)共性問題、認(rèn)知偏差發(fā)力。大單元設(shè)計不主張人為窮舉“陷阱”，學(xué)生在“沒有教師呵護(hù)”的實踐中自然會積累很多真實的“陷阱”，真實的陷阱才是現(xiàn)實中會發(fā)生的問題，通過同伴之間對真實問題和解決方案的交流，有效地補充、驗證、調(diào)整已經(jīng)形成的知識概念。

來源丨《中國電化教育》，本文系國家自然科學(xué)基金項目“師范生課堂教學(xué)表達(dá)能力自主實訓(xùn)與評價模型研究”(項目編號：62177032)、中國教育學(xué)會教育科研重點規(guī)劃課題(2019)“中小學(xué)人工智能教學(xué)活動設(shè)計和課例實施研究”(課題編號：201900302301A)階段性研究成果。原文有刪減。

作者丨何聚厚，陜西師范大學(xué)現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點實驗室；李天宇，烏魯木齊八一中學(xué)；何秀青，陜西師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院