蒋际君展示学生设计制作的机器人。 王琨 陈建荣 摄
“双方机器人同时出发,抓取绿色球于收纳区得10分,抓取黑色球扣30分,允许双方对抗,分数多的获胜……”暑假期间,尤溪县实验小学机器人工作室依旧十分热闹,孩子们围坐一圈,聆听科学老师蒋际君的赛前培训,备战本月底进行的第二十届福建省青少年机器人竞赛。
近年来,尤溪以县实验小学为试点发展人工智能教育,培养“小创客”。2010年以来,尤溪县实验小学在科技类竞赛中获市级以上荣誉200余项,其中全国一等奖12项、省级一等奖48项。同时,通过开展“送教下乡”活动,尤溪逐步在全县普及人工智能教育,让孩子们在“玩”中增长素质。
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边学边教 普及人工智能教育
尤溪县实验小学人工智能教育成绩出色的背后,离不开福建省小学科学学科带头人、三明市教学名师蒋际君。
“2009年,学校派我参加省、市组织的机器人竞赛辅导员培训班,那是我第一次接触青少年机器人竞赛。回来后,我向校长申请购买了1台计算机、2个简易机器人,成立了机器人工作室。”蒋际君一边自学青少年机器人竞赛知识,一边利用业余时间指导学生。
2010年,学校首次组队参加第十届中国青少年机器人竞赛,竟一路过关斩将,作为福建省唯一代表队,拿下小学组机器人基本技能比赛一等奖。受此激励,尤溪县当年将“开展机器人教学与实践,培养学生综合创新能力”纳入教师小课题研究立项。
如何进一步做好人工智能教育的普及?尤溪县实验小学组建以蒋际君为带头人的人工智能教研团队,编写《人工智能通识课程》《小创客——玩转Arduino开源机器人》等校本课程,针对不同年龄段的学生,开展图文、视频、实操等多种方式教学;创造性开发了以Scratch为底层的专用编程软件ScratchTu1.0,供学生学习编程使用;并将更多科学教师、信息技术教师等充实到人工智能教育队伍中来。
“我们坚持‘普及为主、竞赛引领’的教育理念,对一至六年级学生,每两周开展1节人工智能校本课程,普及人工智能基础知识;对那些喜欢机器人、愿意深入钻研的学生,学校组建人工智能科学兴趣小组,利用假期和每天的课后延时服务时间,帮助孩子提高。”尤溪县实验小学副校长陈萍说。
竞赛引领 培养科创“小能手”
机器人竞赛主要利用零散的乐高、控制器、电机和传感器等配件,经过设计、搭建、编程,组装成各式各样的机器人,快速巧妙地完成物品携带、释放、移动、颜色识别等指定任务。
“同等配件数量下,为了两个动作之间节省1秒钟,要事先进行成百上千次实验。学生还要根据现场情况进行参数修改,完成技术答辩、论文答辩等工作,尤其考验心理素质、团队协作意识和解决实际问题的能力。”蒋际君说。在老师的指导下,加入人工智能科学兴趣小组的学生,普遍增强了动手能力和逻辑思维能力,学会了团队协作。有的孩子还会报名参加校外的编程培训班。
课堂内外,蒋际君注重培养学生的创造性思维,用巧思解决实际问题。“学生经常有奇思妙想,作为老师,我们会带着他们到实地考察,指导他们构思设计、制作模型、多次测试,将设想变为现实。”蒋际君说。疫情防控期间,他曾指导学生利用编程制作二维码,实现了手机扫码无接触式乘电梯,助力科学防疫。
目前,尤溪县实验小学每年有近300名学生报名参加人工智能科学兴趣小组,其中核心学员40余人,个个都是制作机器人的小能手。“不少曾经参加全国竞赛的学生,考上了北大、哈工大等名校。”蒋际君自豪地说。
学校也先后获评“省级义务教育阶段人工智能教育试点校”“全国青少年人工智能活动特色单位”“三明市(人工智能)课堂教学模式创新改革试点学校”。
送教下乡 壮大教学师资力量
“我第一次学编程,发现很有趣!”“原来要让机器人动起来,需要这么多配件。”……
不久前,在尤溪县八字桥乡文化站,蒋际君为乡村孩子带去了一堂别开生面的机器人科普课程,以及自主研发人工智能教育套件——方舟号智慧小车。
“考虑到农村师资力量匮乏、教学资源不足,我们设计了方舟号智慧小车教学教具,这是一款简易机器人,外部可以通过3D建模打印,内部液晶屏、传感器等基础配件齐全,既能满足机器人基础知识教学,又大大降低了教学成本。”蒋际君说。
作为三明市劳动模范,蒋际君成立了由9名教师组成的“蒋际君劳模工作室”,他们利用节假日开展“送教下乡”,至今已开展各类公益送教活动20余场。
“工作室注册了‘童舟云学堂’微信公众号,线上无偿分享人工智能课程。同时,定期组织乡镇小学科学老师开展人工智能教学培训,提升全县教师的人工智能教学水平。”蒋际君劳模工作室成员郑颖说。
2019年,尤溪县举办了首届青少年机器人竞赛,全县有33所学校的300余名学生参赛。当时,县级举办机器人竞赛在全省尚属首次。
在县实验小学的示范带动下,越来越多乡镇学校加入进来。在尤溪县洋中中心小学,在方舟号智慧小车的帮助下,该校已能为四、五年级的学生开设人工智能培训课,每周有20余名学生参加。“大家的学习热情都很高。”洋中中心小学科学教师吴杰说,学校也打算举办校内竞赛,开展人工智能科普活动,让更多孩子了解人工智能。
近年来,尤溪县教育局加大专项经费倾斜力度,多次牵头主办县级人工智能竞赛、人工智能教育教师培训班,全县人工智能教育氛围越来越浓。
“我们是山区县,县级学校师资力量不足,在普及人工智能教育上还存在诸多困难,几次送教和培训还远远不够。希望未来能以实验小学为示范,进一步壮大全县的人工智能教育师资力量,在更多孩子心中播下科学的种子。”陈萍说。