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中小学生人工智能教育范文1
普通高中通用技术课程在浙江开设5年以来，课程的各个方面都在趋于成熟和完善，但还是存在教学资源缺乏等一些根本性的瓶颈。教学资源是一线教师最迫切需要的内容，需要大家的力量逐步构建。将科技创新大赛内容和项目融入通用技术的教学，是丰富通用技术教学资源的有益探索和有效途径。
科技创新大赛是一项具有20多年历史的综合性科技竞赛，是一项面向全国在校中小学生开展的规模最大、层次最高的青少年科技教育活动，旨在通过此项活动，培养青少年的创新精神和实践能力，提高青少年的科技素质。
1 科技创新大赛项目具有以下特点
1.1 项目体现 “三性”
“三性”是科技创新大赛评审的重要标准。
1）科学性。包括选题与成果的科学技术意义、技术方案的合理性和研究方法的正确性、科学理论的可靠性。
2）创新性。包括新颖程度、先进程度与技术水平。新颖程度指该项发明或创新技术在申报之日以前没有同样的成果公开发表过，没有公开使用过，该项研究课题及论文的选题有创意；先进程度指该项发明或创新技术同已有的技术相比，有显著的进步；技术水平指课题研究及论文的研究结论所具有的科学价值和学术水平。
3）实用性。指该项发明或创新技术可预见的社会效益、经济效益或效果以及课题研究的影响范围、应用意义与推广前景。
1.2 项目内容丰富
科技创新项目按申报者人数分为个人项目和集体项目；按研究领域分为物质科学、生命科学、地球与空间科学、技术与设计、行为与社会科学等5个领域。其中技术与设计领域是指直接将科学原理应用于生产和生活实践，把计划、规划、设想通过特定的形式和方法（生存和生产工具、设施、装备、语言、数字数据、信息记录等）实现，是科学实践的重要方面。包括土木、机械、航空、化学、交通运输、环境、电子、电气、人工智能和计算机等领域的综合设计与制作，以解决实际问题。
1.3 项目难度多样
科技创新竞赛分为全国级、省级、市级、县级，参赛人员包括小学、初中、高中。这样的竞赛结构使项目难度多样。
2 通用技术课程标准的要求
注重学生创新精神和实践能力的培养；学生学会或掌握一些通用技术的基本知识和基本技能，掌握技术及其设计的一般思想和方法；具有一定的技术探究、运用技术原理解决实际问题以及终身进行技术学习的能力；形成和保持对技术的兴趣和学习愿望，具有正确的技术观和较强的技术创新意识；养成积极、负责、安全地使用技术的行为习惯。由此可见，科技创新大赛的宗旨是符合通用技术课程标准的，科技创新大赛为通用技术教学使用是合理的、可行的。
3 科技创新大赛项目作为课堂案例使用
由于科技创新大赛项目本身的特点，其中的技术与设计领域的项目适合在讲解技术的价值、技术的性质、设计的一般原则、设计的评价、发现问题、方案构思等内容时使用。
3.1 在讲解技术的价值时使用
技术的价值主要讲解技术对人、社会和自然的价值，在使用案例时可用较难的项目也可用简单的项目，比如：自动扶梯的栏板装置、小型家用玉米脱粒机、中式餐饮厨余垃圾综合处理装置等。
3.2 在讲解技术的性质时使用
科技创新大赛项目都具有创新性、目的性、综合性和专利性，而且不少项目也都申请了专利，教师可选择能让学生眼前一亮的项目，比如：水中吸尘器、新型环保组合牙刷等。
3.3 在讲解设计的一般原则时使用
设计的一般原则有7个，能够参加全国级科技创新大赛的项目一般都符合设计的一般原则。校级或县级的个别项目不符合设计的一般原则，可以作为反例使用。
3.4 在讲解设计的评价时使用
选择学生熟悉的项目让学生评价，比如：可以起长钉的羊角锤、高层建筑火灾逃生装置等。
3.5 在讲解发现问题时使用
创新大赛的每个项目都阐述了发明背景，其实质是如何发现问题。可以选择生活、学习中的项目来引导学生发现问题。比如在乘坐无人售票公交车时无法找零。现代家庭中电器越来越多，遥控器也越来越多，但每种家用都有一种遥控器，常常给使用者造成不便。
3.6 在讲解方案构思时使用
把方案构思与发现问题相结合，让学生先构思方案，然后再展示科技创新大赛项目作为对比。
除以上应用，科技创新大赛项目还可以在结构与设计、系统与设计、控制与设计等方面使用。
4 科技创新大赛项目作为设计活动方案的来源
设计是通用技术学科的核心，要开展好设计活动，关键是要寻找合适的项目。科技创新大赛经过多年积累，项目很多，怎样的项目才适合在通用技术教学中作为设计活动方案呢？
有以下几条标准：一是贴近学生实际生活。二是科技创新大赛项目中有比较多相同题材的。同样的题材，不同的方案，这种项目作为设计活动，往往可以让学生构思出比较多的方案来，教师最后也可展示科技创新大赛项目，与学生的方案形成强烈对比，从而快速提升学生的方案构思能力。三是重设计、轻制作的项目。根据现有情况，要开展大规模动手制作和难度较大的制作比较困难。因此，重设计、轻制作的项目作为设计活动的方案比较可行。
根据以上标准，棋类设计是理想的设计活动项目，棋类贴近学生生活，常见的棋有围棋、中国象棋、国际象棋、跳棋、飞行棋等，而在科技创新大赛中关于棋的项目也很多，有圆图棋、多功能棋盘、行为规范棋、隐子五子棋、盲童五子棋、抗“非典”游戏棋等。棋类设计活动主要是设计棋子、棋盘、下棋规则和制作棋盘和棋子。设计重在创新，制作只要用简单的工具即可进行，制作完以后还可以下棋，让学生感受设计给他们带来的乐趣。此类设计活动的流程可以按照以下模式进行：教师先根据历年科技创新大赛项目提炼出适合的设计项目，并引导每位学生发现问题、设计分析、方案构思、方案呈现，教师举例科技创新大赛项目，开阔学生视野，并让学生分组对他们各自设计的方案进行评价、改进。然后，每组设计出一个方案，并向全班同学讲解，全班同学一起评价、改进，最后每班筛选出一到两个方案进行制作。如果有一定的推广价值，可申请专利。
5 科技创新大赛项目作为命题的载体
科技创新大赛项目作为命题的载体有以下优势：
5.1 项目本身具有创新性
由于科技创新大赛非常注重创新性，因此，只要是县级以上的获奖项目都具有一定的创新性，以这些项目为载体命制的题目会显的新颖。更重要的是学生在做题过程中就在感受创新，从而培养学生的创新思维。
5.2 符合学生实际水平
科技创新大赛项目都是中小学生的作品，项目的难度基本上与学生现有知识水平相适应，以这样的载体命制的题目不会造成空对空，不会像有些题目的载体根本是学生看不懂的。
5.3 项目广泛，可以作为考查各个知识点的载体
科技创新大赛举办时间悠久，项目领域广泛，考查各个知识点的载体都能找到相对应的项目。其实，在现有通用技术考试中也有这些项目的影子，比如浙江2011年3月高考题。有时，还可以用相同的项目载体命制多个题目。比如：有一项目是“脑波控制仿生人形机器人”，它是通过脑波采集器采集来自人脑的脑波信号，经过处理后，无线传送给脑波接收器，从而让接收状态显示系统内的乒乓球升起或者落下，再通过一条数据线，连接到机器人智能控制接口，当接口检测到脑波模式后，可无线控制机器人完成各种任务。这个项目的灵感来源于阿凡达，今后人可以通过自己的想法，直接控制机器人或者一定的智能结构，完成我们想要完成的事情，比如清洁房间、智能搜救、爆破等，这样一来，一些繁杂、重复的行为就可以交给机器人去解读和完成。以这个项目为载体命制的题目可以考查的知识点有技术的价值、技术的性质、技术的未来、技术与设计的关系、设计的评价、发现问题、控制的手段、控制的工作过程与方式等。
6 从大赛中来，到大赛中去
学生作品是通用技术教学的一大成果，每年都会有大量的学生作品设计出来，其中不乏一些优秀的作品。教师可以把通用技术的教学与科技创新大赛相结合。在上通用技术第一节课时不仅要介绍通用技术学科，还可以介绍科技创新大赛。让学生清楚通用技术学科主要是技术设计和动手制作，优秀作品可以去参加科技创新大赛，其中校级的科技创新大赛结果直接影响到成绩总评，并记入班级考核。县市级科技创新大赛获奖对出国留学或有一定帮助，省级科技创新大赛获奖可以获得一些学校的自主招生资格，全国级科技创新大赛获奖可以高考加分和获得名牌大学的保送资格。更重要的是可以通过通用技术学习提高人的科学素养和技术能力，激励学生学习通用技术。在开始进行设计的一般过程的教学时，与课程进度相适应，让学生实践发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、测试评估及优化、产品的使用和维护。最后完成作品并首先参加校级创新大赛，并择优参加上一级比赛。
科技创新大赛的资源是丰富的，需要我们通用技术教师用心地去挖掘，是通用技术教学取之不尽、用之不竭的教学资源宝藏。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中技术课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[2]中国科协青少年科技中心.第二十四届全国青少年科技创新大赛获奖作品集[C].北京：化学工业出版社，2010.
