在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，人工智能教育逐漸成為中小學(xué)教育領(lǐng)域的重要組成部分。教育部辦公廳發(fā)布的相關(guān)通知也強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的重要性。而教學(xué)模式的選擇對(duì)于人工智能教育的成效起著關(guān)鍵作用。項(xiàng)目式教學(xué)模式（PBL）作為一種創(chuàng)新的教學(xué)方法，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。
一、PBL 項(xiàng)目式教學(xué)模式概況研究
項(xiàng)目式教學(xué)模式（PBL）是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，它強(qiáng)調(diào)通過(guò)完成一個(gè)具體的項(xiàng)目來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)。在PBL中，學(xué)生通常會(huì)面臨一個(gè)真實(shí)世界的問(wèn)題或挑戰(zhàn)，他們需要通過(guò)自主探究、合作學(xué)習(xí)等方式來(lái)尋找解決方案。項(xiàng)目的完成過(guò)程一般包括項(xiàng)目的規(guī)劃、資料收集、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)估等階段。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到相關(guān)的知識(shí)和技能，還能夠培養(yǎng)創(chuàng)新思維、問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等核心素養(yǎng)。
在全球范圍內(nèi)，PBL已經(jīng)在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在工程教育領(lǐng)域，學(xué)生通過(guò)參與實(shí)際工程項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一座橋梁或開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件系統(tǒng)，來(lái)學(xué)習(xí)工程知識(shí)和技能；在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，PBL被用于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的臨床思維和解決實(shí)際醫(yī)療問(wèn)題的能力，例如通過(guò)模擬病例分析和診斷來(lái)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí)。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，PBL也逐漸被引入到課程教學(xué)中，如在科學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科中開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。隨著人工智能教育的興起，PBL也開(kāi)始被應(yīng)用到人工智能課程教學(xué)中，但其應(yīng)用還處于探索和發(fā)展階段。
二、點(diǎn)燃學(xué)習(xí)熱情：以學(xué)生為中心的PBL教學(xué)
（1）主動(dòng)學(xué)習(xí)：化被動(dòng)到主動(dòng)的探索之旅
在項(xiàng)目式教學(xué)模式下，學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)灌輸，而是主動(dòng)地投身于學(xué)習(xí)過(guò)程。于人工智能教育而言，這一特性尤為關(guān)鍵。例如，在開(kāi)展人工智能圖像識(shí)別項(xiàng)目時(shí)，教師提出“設(shè)計(jì)一個(gè)能夠識(shí)別校園植物種類(lèi)的智能系統(tǒng)”的任務(wù)。學(xué)生為了達(dá)成這一目標(biāo)，會(huì)主動(dòng)去探索圖像采集設(shè)備的使用、圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法、深度學(xué)習(xí)算法在圖像分類(lèi)中的應(yīng)用等知識(shí)。他們不再局限于課本上既定的章節(jié)內(nèi)容，而是根據(jù)項(xiàng)目需求，自主地在互聯(lián)網(wǎng)上搜索資料、查閱學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，甚至嘗試與相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家或愛(ài)好者交流互動(dòng)。這種主動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，能夠充分激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，使其深入理解人工智能知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，從而更好地掌握相關(guān)技能。
（2）個(gè)性化學(xué)習(xí)：因材施教的PBL實(shí)踐
PBL給予學(xué)生根據(jù)自身興趣和特長(zhǎng)挑選項(xiàng)目主題及難度級(jí)別的自由，這與學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求高度契合。在人工智能教育領(lǐng)域，學(xué)生的興趣點(diǎn)可能千差萬(wàn)別。有的學(xué)生對(duì)人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用饒有興致，如利用人工智能進(jìn)行疾病診斷輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；有的則更傾向于探索其在藝術(shù)創(chuàng)作方面的潛力，像創(chuàng)作人工智能生成的繪畫(huà)作品或音樂(lè)作品。同時(shí)，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)能力也存在差異。基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生可能選擇挑戰(zhàn)復(fù)雜的人工智能算法優(yōu)化項(xiàng)目；而基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生則可從簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用項(xiàng)目入手，如制作一個(gè)基于人工智能的智能聊天機(jī)器人。通過(guò)個(gè)性化的項(xiàng)目選擇，每個(gè)學(xué)生都能在自己擅長(zhǎng)與感興趣的領(lǐng)域深入挖掘，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的成長(zhǎng)與發(fā)展，避免了傳統(tǒng)教學(xué)中“一刀切”的弊端，使人工智能教育更具針對(duì)性與靈活性。
三、培養(yǎng)核心素養(yǎng)：PBL助力全面發(fā)展
（1）創(chuàng)新思維：突破常規(guī)的靈感碰撞
PBL極力倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思考，這在人工智能教育實(shí)踐中具有深遠(yuǎn)意義。在設(shè)計(jì)人工智能項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生需要突破常規(guī)思維，構(gòu)思獨(dú)特的解決方案。例如，在開(kāi)發(fā)一款智能垃圾分類(lèi)助手應(yīng)用時(shí)，學(xué)生不能僅僅依賴(lài)已有的垃圾分類(lèi)模式與算法，而要思考如何優(yōu)化識(shí)別準(zhǔn)確率、如何結(jié)合本地垃圾處理特點(diǎn)進(jìn)行功能創(chuàng)新。他們可能會(huì)嘗試引入新的傳感器技術(shù)來(lái)提高垃圾識(shí)別的精準(zhǔn)度，或者設(shè)計(jì)更加人性化的用戶(hù)交互界面，以方便不同年齡段用戶(hù)使用。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)不斷地嘗試與探索，從算法設(shè)計(jì)到應(yīng)用功能拓展，全方位地培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，為未來(lái)在人工智能領(lǐng)域的深入研究與創(chuàng)新實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（2）問(wèn)題解決能力：直面挑戰(zhàn)的成長(zhǎng)之路
在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生直面真實(shí)世界的問(wèn)題，并被要求自主尋求解決方案，這對(duì)培養(yǎng)其問(wèn)題解決能力大有裨益。以構(gòu)建一個(gè)城市交通流量智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)為例，學(xué)生首先需要明確問(wèn)題的關(guān)鍵所在，即如何收集、整理和分析海量的交通流量數(shù)據(jù)，選擇何種合適的人工智能模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，以及如何評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，他們會(huì)遇到數(shù)據(jù)缺失、模型過(guò)擬合或欠擬合等諸多挑戰(zhàn)。學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，嘗試不同的數(shù)據(jù)處理方法、調(diào)整模型參數(shù)，甚至探索新的算法組合。通過(guò)這樣的反復(fù)實(shí)踐與調(diào)試，學(xué)生逐漸掌握解決復(fù)雜問(wèn)題的方法與技巧，學(xué)會(huì)在面對(duì)不確定因素時(shí)靈活應(yīng)變，其問(wèn)題解決能力得到顯著提升，而這種能力正是在人工智能領(lǐng)域應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景所不可或缺的。
（3）團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：攜手共進(jìn)的合作舞臺(tái)
PBL通常要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)踐，這為培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與溝通能力創(chuàng)造了良好條件。在人工智能教育項(xiàng)目中，團(tuán)隊(duì)成員往往需要具備不同的技能與知識(shí)背景。例如，在開(kāi)發(fā)一個(gè)人工智能驅(qū)動(dòng)的智能家居控制系統(tǒng)項(xiàng)目時(shí)，團(tuán)隊(duì)中可能有擅長(zhǎng)硬件電路設(shè)計(jì)的學(xué)生負(fù)責(zé)傳感器與控制器的連接，有精通編程的學(xué)生負(fù)責(zé)編寫(xiě)智能控制算法，有熟悉用戶(hù)界面設(shè)計(jì)的學(xué)生負(fù)責(zé)打造便捷的操作界面。在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，成員之間需要密切溝通、分工協(xié)作。他們要共同商討項(xiàng)目方案，協(xié)調(diào)各自工作進(jìn)度，解決因意見(jiàn)分歧或技術(shù)難題引發(fā)的沖突。通過(guò)這樣的團(tuán)隊(duì)協(xié)作過(guò)程，學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽(tīng)他人意見(jiàn)，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，相互支持與配合，不僅能夠高效地完成項(xiàng)目任務(wù)，更能在團(tuán)隊(duì)互動(dòng)中提升溝通協(xié)作能力，為今后在人工智能相關(guān)職業(yè)領(lǐng)域中的團(tuán)隊(duì)合作積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
四、搭建知識(shí)橋梁：PBL促進(jìn)跨學(xué)科融合
（1）知識(shí)整合：多學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合
人工智能本身就是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域，項(xiàng)目式教學(xué)模式鼓勵(lì)學(xué)生整合不同學(xué)科知識(shí)，這正契合了人工智能教育的需求。在開(kāi)展一個(gè)人工智能機(jī)器人項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃與算法優(yōu)化；借助物理原理理解機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)與動(dòng)力原理；依靠計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行編程控制與數(shù)據(jù)處理；融合生物學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)模擬生物智能行為的算法模型。通過(guò)這樣的項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生將原本分散在各個(gè)學(xué)科中的知識(shí)有機(jī)地整合起來(lái)，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，深入理解不同學(xué)科知識(shí)在人工智能應(yīng)用中的相互作用與協(xié)同關(guān)系，從而更好地把握人工智能技術(shù)的綜合性與復(fù)雜性。
（2）拓展視野：跨學(xué)科視角的廣闊天地
跨學(xué)科的項(xiàng)目實(shí)踐使學(xué)生能夠突破單一學(xué)科的局限，拓寬視野，深入了解不同學(xué)科之間的聯(lián)系與差異。在參與一個(gè)人工智能與環(huán)境科學(xué)相結(jié)合的項(xiàng)目，如利用人工智能監(jiān)測(cè)大氣污染分布與擴(kuò)散時(shí)，學(xué)生不僅能夠掌握人工智能在環(huán)境數(shù)據(jù)處理與分析方面的應(yīng)用，還能了解環(huán)境科學(xué)中的大氣污染成因、傳播機(jī)制以及相關(guān)環(huán)境政策法規(guī)等知識(shí)。他們會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型在描述大氣污染物擴(kuò)散規(guī)律中的作用，物理學(xué)原理在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)科學(xué)在數(shù)據(jù)可視化與分析中的價(jià)值。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)有助于學(xué)生構(gòu)建全面的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，使其在面對(duì)復(fù)雜的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)能夠從多學(xué)科視角進(jìn)行思考與分析，為未來(lái)在跨學(xué)科研究或創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展提供廣闊的思路與視野。
五、錘煉實(shí)踐技能：PBL增強(qiáng)動(dòng)手與表達(dá)
（1）動(dòng)手操作：從理論到實(shí)踐的跨越
PBL著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，在人工智能教育中，這一特性通過(guò)編程、調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)得到充分體現(xiàn)。例如，在構(gòu)建一個(gè)基于人工智能的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生需要親自動(dòng)手安裝和配置語(yǔ)音采集設(shè)備、搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境、編寫(xiě)語(yǔ)音信號(hào)處理算法以及訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型。在這個(gè)過(guò)程中，他們會(huì)遇到各種實(shí)際問(wèn)題，如設(shè)備兼容性問(wèn)題、代碼錯(cuò)誤調(diào)試等，通過(guò)不斷地嘗試與解決這些問(wèn)題，學(xué)生的動(dòng)手操作能力得到切實(shí)鍛煉。與傳統(tǒng)理論教學(xué)相比，這種基于項(xiàng)目的動(dòng)手實(shí)踐能夠讓學(xué)生更加深入地理解人工智能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的操作技能，提高學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中運(yùn)用人工智能技術(shù)解決問(wèn)題的能力。
（2）成果展示：自信表達(dá)的成長(zhǎng)歷練
在項(xiàng)目式教學(xué)模式中，學(xué)生需要將自己的項(xiàng)目成果進(jìn)行展示與交流，這對(duì)于提升他們的自信心與表達(dá)能力具有積極作用。在人工智能教育項(xiàng)目成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生可能需要向同學(xué)、教師以及家長(zhǎng)展示他們開(kāi)發(fā)的人工智能應(yīng)用程序、智能硬件系統(tǒng)或研究報(bào)告等成果。他們要清晰地闡述項(xiàng)目的背景、目標(biāo)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及創(chuàng)新點(diǎn)與應(yīng)用價(jià)值。例如，在展示一個(gè)人工智能輔助教育系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生需要向觀眾解釋如何利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)推薦、智能作業(yè)批改以及學(xué)習(xí)效果評(píng)估等功能。通過(guò)這樣的展示與交流過(guò)程，學(xué)生不僅能夠得到他人的反饋與建議，進(jìn)一步完善自己的項(xiàng)目成果，還能在展示過(guò)程中鍛煉自己的表達(dá)能力與溝通技巧，增強(qiáng)自信心，培養(yǎng)勇于展示自我成果與分享經(jīng)驗(yàn)的良好品質(zhì)，這對(duì)于學(xué)生今后在學(xué)術(shù)交流、職業(yè)發(fā)展以及社會(huì)交往中都具有重要意義。
六、接軌未來(lái)職場(chǎng)：PBL引領(lǐng)職業(yè)發(fā)展
（1）技能培養(yǎng)：打造職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的基石
PBL通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際技能，這些技能在未來(lái)人工智能相關(guān)職業(yè)市場(chǎng)中極具價(jià)值。在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，人工智能行業(yè)對(duì)具備實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維以及跨學(xué)科知識(shí)整合能力的人才求賢若渴。通過(guò)參與人工智能項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握編程技能、數(shù)據(jù)處理與分析技能、算法設(shè)計(jì)與優(yōu)化技能以及人工智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與部署技能等。例如，在完成一個(gè)人工智能大數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目后，學(xué)生將具備數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)清洗、特征工程以及使用人工智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)的能力，這些技能直接對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)科學(xué)家等熱門(mén)職業(yè)崗位的要求。因此，項(xiàng)目式教學(xué)模式為學(xué)生未來(lái)進(jìn)入人工智能職場(chǎng)提供了有力的技能儲(chǔ)備，使其能夠更好地適應(yīng)職業(yè)市場(chǎng)的需求與挑戰(zhàn)。
（2）職業(yè)規(guī)劃：明晰方向的探索之旅
參與PBL項(xiàng)目有助于學(xué)生更好地了解自身興趣與特長(zhǎng)，從而為未來(lái)職業(yè)規(guī)劃提供有力支持。在人工智能教育項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生有機(jī)會(huì)嘗試不同類(lèi)型的項(xiàng)目任務(wù)，接觸到人工智能在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，在參與醫(yī)療影像人工智能診斷項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生可能發(fā)現(xiàn)自己對(duì)醫(yī)療與人工智能交叉領(lǐng)域有著濃厚的興趣，并展現(xiàn)出在醫(yī)學(xué)圖像處理算法方面的天賦；而在參與人工智能游戲開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生可能意識(shí)到自己在游戲人工智能邏輯設(shè)計(jì)與用戶(hù)體驗(yàn)優(yōu)化方面的潛力。通過(guò)這些項(xiàng)目經(jīng)歷，學(xué)生能夠更加清晰地認(rèn)識(shí)自己的職業(yè)興趣所在，明確自己在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展方向，進(jìn)而有針對(duì)性地進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)與職業(yè)規(guī)劃，提高未來(lái)職業(yè)發(fā)展的成功率與滿(mǎn)意度。
七、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，項(xiàng)目式教學(xué)模式（PBL）在中小學(xué)人工智能教育中展現(xiàn)出了卓越的適配性。它以學(xué)生為中心的特性激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與主動(dòng)性，通過(guò)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑滿(mǎn)足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求；在核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面，有力地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維、問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提升；跨學(xué)科融合的優(yōu)勢(shì)使其能夠幫助學(xué)生整合多學(xué)科知識(shí)，拓寬視野，深入理解人工智能的綜合性；增強(qiáng)實(shí)踐能力環(huán)節(jié)讓學(xué)生在動(dòng)手操作與成果展示中提升了實(shí)際技能與表達(dá)能力；并且在適應(yīng)未來(lái)職業(yè)需求方面，為學(xué)生提供了寶貴的技能儲(chǔ)備與職業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)。鑒于此，在中小學(xué)人工智能教育普及進(jìn)程中，應(yīng)大力倡導(dǎo)并積極推廣項(xiàng)目式教學(xué)模式，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時(shí)代需求的創(chuàng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，助力我國(guó)人工智能教育事業(yè)蓬勃發(fā)展，使學(xué)生在未來(lái)科技浪潮中具備強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力與創(chuàng)新力，為國(guó)家人工智能戰(zhàn)略的實(shí)施貢獻(xiàn)教育力量。
