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[摘要]创客思维强调基于真实项目的学习，要求学生参与的项目必须是真实的、完整的且有意义的，并能在短时间内完成。这种学习方式旨在帮助同学们在探究和实践的过程中综合运用各类知识和技能，从而提升他们的情感、态度和价值观。本文对将创客思维应用于人工智能教学进行了初步的探索，并得出了创客思维模式在人工智能教学中的通用方法。这一方法包括四个主要的教学环节：创意与构想、设计与操作、制作与实物以及分享与评价。通过这四个环节的教学活动，可以有效增强学习效果。
[关键词]创客思维模式选择人工智能教学方法
“创客”一词源自英文“Maker”，指的是那些不以营利为目的，致力于将创意实现的人。从词义来看，“创客”包含两层含义：一是拥有新奇想法的创意者；二是有挑战精神和韧劲，能将创意物化的人。教师可提炼出创客思维模式：强调基于真实项目的学习，项目须真实、完整、有意义且短期内完成（最好不超过一周），以帮助学生在探究和实践中综合运用知识与技能，提升情感、态度和价值观。
在人工智能（以下简称AI）教育中，我们面临着一系列挑战。当前，课堂往往过于侧重理论，而忽视了实践操作的重要性。考虑到人工智能领域的知识更新迅速，如果我们仅仅停留在理论层面，将无法紧跟其发展的最新动态。这可能导致学生们无法掌握必要的知识和技能，难以满足未来生活和工作的需求。那么，我们应该如何应对这一挑战呢？答案在于采用创客思维模式，及时更新人工智能的知识和技能，鼓励学生们带着创新的问题进行探究。
一、创客思维在人工智能教学中的重要作用
创客思维在人工智能教学中可起到巨大的作用，能充分激发学生兴趣，培养学生的计算思维，提升学生人工智能素养，提高学生动手实践能力和创新能力，让学生能够在真实制作产品的环境中得到成长和历练。
（一）创客思维充分激发学生兴趣，给出产品物化的途径。
首先，利用创客思维来解决学习和现实生活中的问题，充分激发学生的兴趣和学习热情。创造是每个学生与生俱来的天赋，比如给一些初中生足够的电子元件，并且对制作的主题不加限定，那么有可能这些学生设计成不同的主题的作品，各有优点。他们饶有兴趣地制作，并且能够给作品赋予深刻的含义和丰富的想象，这些都是兴趣使然。其次，学生按照创客思维逐步物化，固化动态生成的创意，可以说创客思维是一个很好的实现途径。
（二）培养学生的计算思维
高中*息技术课程标准强调，计算思维是核心素养之一，关键在于培养学生运用计算机解决实际问题的能力。这需要学生综合运用推理、归纳和总结等数理思维以顺利解决问题。人工智能与计算思维类似，注重学生运用人工智能解决学习和生活中的各种问题，并积极应用人脸识别、语音识别、手势识别等AI算法进行建模、训练及搭建机器学习和神经网络。基于创客思维的人工智能教学以项目完成为基础，让学生在真实情境中发现问题、分析问题和解决问题，这极大地锻炼了计算思维。因此，基于创客思维的人工智能教学能有效地培养学生的计算思维。
（三）提升学生人工智能素养
经过一段时间的创新思维下的人工智能教学，我们欣喜地发现，学生解决问题的能力得到飞速提高。例如学生对事务的关注力比以前提高了很多，这一能力的提高直接影响同学们发现人工智能问题的能力，也就是说，学生经过创客思维训练后，能够快速定位人工智能问题并且准确表达提出问题。
提出一个好问题和解决一个问题同等重要，问题意识在整个项目完成过程中非常关键。发现问题后，学生能够快速地用人工智能的方法去解决，也就是通过AI算法构建模型，然后进行机器学习和神经网络训练，在学习和实践中提升学生的人工智能素养。
二、利用创客思维开展教学的实践路径
创客思维的核心在于动手实践创意。传统教育中，学生往往被动地听取教师讲解，学习教材中的人工智能技巧与知识点。若能激发学生的学习热情，让他们将软件作品转化为实际操作的实物，他们的学习兴趣必将大增。下文将探讨通过创意与构想、设计与操作、制作与实物、分享与评价这四个教学环节来开展教学活动。
（一）创意与构想
在学生形成创意之前，教师应设计富有创造力的研究课题，并营造有利于创意产生的环境，以便学生能够不断产生新奇想法。例如，教师在讲解“语音识别”时，可以引导学生从《阿里巴巴和四十大盗》中的“芝麻开门”语音控制石门入手，探讨语音控制技术的实现。学生们积极参与，查找资料，不仅理解了语音识别原理，还创新性地提出了区分主人与陌生人的高级语音识别方法。为了加深理解，可以提供电子元件，设置探索课题：设计优化景区环境的人工智能装置。
这个课题有助于发散思维。有学生设计了《人脸识别自动检票系统》，通过提前录入人脸*息，实现刷脸验票，提高效率，增强游客体验。还有学生针对景区要求戴口罩的问题，利用机器人和传感器制作了“AI检测用户戴口罩系统”，自动识别是否佩戴口罩，未佩戴还会语音提醒。这些创意都是学生智慧的结晶，好的研究课题能激发学生的探究热情，助力他们取得成功。
在这个例子中，我们看到了教师如何通过设计富有创造力的研究课题来激发学生的探究热情。他们为学生提供了一个充满想象力和创造性的环境，鼓励学生不断产生新奇想法。当教师讲解“语音识别”时，他们引导学生从《阿里巴巴和四十大盗》中的“芝麻开门”语音控制石门入手，探讨语音控制技术如何实现。这种教学方法不仅使学生对语音识别原理有了深刻理解，而且还激发了他们提出创新性的想法。
为了加深学生对语音识别技术的理解，教师提供了电子元件，并设置了探索课题：设计优化景区环境的人工智能装置。这个课题旨在培养学生的发散思维能力，使他们能够将所学知识应用于实际问题中。学生们积极参与其中，提出了许多创新的解决方案。例如，一位学生设计了“人脸识别自动检票系统”，该系统通过提前录入人脸*息来实现刷脸验票功能，从而提高效率并增强游客体验。另一位学生则针对景区要求戴口罩的问题，利用机器人和传感器制作了“AI检测用户戴口罩系统”，该系统能够自动识别用户是否佩戴口罩，并在未佩戴时发出语音提醒。这些创意都是学生智慧的结晶，展示了他们在教师引导下所取得的成就。好的研究课题能够激发学生的探究热情，培养他们的创新能力和解决问题的能力。通过这样的教学方式，教师不仅帮助学生掌握了知识，还培养了他们成为具有创造力和实践能力的个体。因此，我们可以看到，教师在培养学生创新能力方面扮演着重要的角色。
（二）设计与制作
在有了一个好的创意之后，接下来的步骤是将这个创意具体化，进入到设计阶段，并利用人工智能的方式来进行表达。这个过程涉及硬件的搭建以及程序的编写。
首先，我们需要寻找到适合的编程软件。对于年纪较小的学生来说，图形化的编程方法可能更加适合他们，因为它更直观，更易于理解。而对于小学高年级及以上的学生，我们可以选择使用Python等主流的编程方法，因为这些方法更加强大，可以满足更复杂的编程需求。找到合适的编程软件，可以帮助我们将创意具象化，从软件层面实现我们的创意。
在进行调试时，同学们需要注意一些技巧，特别是要注意程序指令与硬件的对应关系。例如，有时候学生们可能会急切地观察Arduino控制板上传感器的变化，如果没有看到预期的变化，他们可能会急忙地去修改程序，但是却可能忽视了传感器连接至错误端口的问题。因此，软硬件的对应关系是非常重要的，我们不能忽视。
此外，我们在编程的时候还需要仔细检查，理清程序内部的逻辑关系，特别是对于那些功能复杂的程序，我们更需要这样做。因为只有这样，我们才能确保我们的程序能够正确地运行，从而实现我们的创意。除了编程需要耐心地调试，还要注意数据采集、进入人工智能平台训练以及生成模型的过程不要出错。例如在人脸识别的AI实验中，采集人脸需要在背景为白墙的位置采集为宜，如果背景过于复杂，AI程序容易将背景也识别为人脸的一部分，造成误判。之后进入人工智能平台训练时，需要反复调整神经网络的参数，以期达到最佳效果，而更改调试神经网络参数的过程就是机器学习的过程。进行平台训练后，要将生成的训练参数拷贝到识别目录，确保较高的准确率。所以人工智能的数据采集、机器学习和神经网络搭建以及模型放置也同样很关键，是设计与制作成功与否关键的一环。
（三）制作与实物
在完成数据采集、平台训练以及模型文件的正确放置之后，接下来的步骤是利用人工智能APP来驱动硬件，以便观察最终的效果。然而，在实际操作中，有同学在进行“人脸识别”实验时遇到了问题，即使模型文件已经正确放置，系统仍然无法进行识别。手机屏幕上显示“无法找到人脸识别硬件”的提示*息。面对这样的问题，我们需要积极探索各种可能的解决方案。
首先，我们需要考虑的是手机是否已经与智能硬件建立了正常的连接。如果连接正常，那么下一步就是检查硬件是否已经正常开机。有时候，即使硬件已经开机，但如果电量不足，系统可能会出于自身保护的目的而拒绝连接。此外，还有可能是由于蓝牙协议不兼容的问题。例如，手机内置了全新的蓝牙协议，而智能硬件由于出厂较早，其蓝牙协议版本较低，这就导致了两个蓝牙硬件之间的协议版本不匹配，从而无法进行通*。还有一种可能是智能硬件的蓝牙模块已经损坏。
因此，我们需要详细分析以上所有可能的情况，并给出相应的解决方案。我们不能仅仅因为遇到不能正常使用的情况就感到惊慌，而是要罗列出所有的可能性，然后逐一进行排除。这种科学探究的精神，正是同学们急需培养的品质。
对于第一种可能的故障情况，我们应该及时开机，以便建立通*。对于第二种情况，我们需要及时为硬件充电。而对于第三种情况，我们应该安装合适的蓝牙协议，以确保两个设备能够在同一版本下进行互联。对于第四种情况，我们可以采用“硬件替换法”，以确定硬件是否已经损坏，如果确实损坏，那么就需要及时更换硬件。
另外，在学生的制作过程中，可能会遇到较大的困难。教师应善于引导学生运用“化简法”，将难题分解为多个容易突破的小问题。这种“自顶向下、逐步细化”的方法对学生非常有益。
总的来说，培养学生严谨的科学精神是非常必要的，而且这种精神只有在反复的实践中才能逐渐养成。
（四）分享与评价
一个人工智能作品是否优秀、是否符合学习生活实际，还需要教师和其他的同学的评价，所以设置展示交流的环节，旨在让学生充分了解别人好的修改建议，同时也可以把自己的巧妙构思分享给别人，给其他人以智慧的启迪。通过本环节，可以很好地完成产品优化，实现产品的迭代，让作品更加优秀和符合实际需要。
在让同学们分享之前，我们准备了几种材料：1.AI创意文本，2.人工智能设计材料，包括AI算法设计和硬件设计，3.实物连接与调试，4.收获与不足。任务布置完以后，笔者发现有的团队积极性非常高，他们把创意用***了详细的描述；有的团队为了更清晰和更准确地表达创意，画了概念图并使用photoshop、3D max等二维和三维软件制作了效果图；还有的团队准备了幻灯片，详细展示了整个过程。同学们充分展示才能，做了很好的准备。
在上台分享时，有的同学把人工智能作品全过程细致地分析出来，讲到得意之处，还不时*笑和同学们进行良好的互动。当同学的AI算法或者硬件设计有问题时，其他台下的同学都积极提出改进建议，整个课堂快乐和谐。看得出，同学们通过创客思维模式的AI课程学习，已经收获了很多。这次活动不仅提高了同学们对人工智能技术的理解和应用能力，也增强了团队合作精神和创造力。
三、结语
综上所述，创客思维模式的核心在于针对实际项目进行解决，这一过程遵循创意与构想、设计与操作、制作与实物、分享与评价这四个主要的教学环节来展开活动。在创意与构想的阶段，学生可以通过多种方法，如联想法、头脑风暴法和聚敛法等，来生成一个能让小组内所有同学都感到满意的创新想法。随后，学生们会利用集体的智慧来进行后续的设计和制作工作，将AI的创意物化，转变为AI的实际产品。在这个过程中，他们会通过精细的认知交流和分享，进一步提升自己在AI创新思维、设计思维、创客思维以及计算思维方面的能力。
参考文献：
[1]高少华.互联网＋助推“创客经济”成新风口[N].经济参考报,2015-12-8(10).
[2]程曦.基于SCS创客教学法的高中*息技术大单元教学设计与应用研究[D].兰州:西北师范大学,2021.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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基于创客思维模式的人工智能教学研究论文
人参与 2025-06-30 10:25:09 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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