欧美最新三级精品手机在线,玖玖亚洲精品国产,99re在线国产,亚洲综合中文字线观看看

本文被刊登于《E教中國》第5900期B6版

設(shè)計(jì)依據(jù)

人工智能AI(Artificial Intelligence)，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。2017國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出了“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，支持開展人工智能競賽，鼓勵(lì)進(jìn)行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作”。STEM教育強(qiáng)調(diào)各學(xué)科的整合效能，目的是提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極地進(jìn)行個(gè)性化、跨學(xué)科融合創(chuàng)作，本課利用中望公司最新研發(fā)的3D AI軟件設(shè)計(jì)語音控制廢棄口罩專用箱，體現(xiàn)信息技術(shù)課程結(jié)合AI在STEM素養(yǎng)的指引下，更具開放性，綜合性和獨(dú)創(chuàng)性。

課例特色

特色1.基于問題的情境，啟發(fā)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)

基于PBL模式學(xué)習(xí)的過程流程：“提出問題→啟智引導(dǎo)、發(fā)散思維→小組討論→分析可行性→實(shí)體建模→編程調(diào)試運(yùn)行→反復(fù)實(shí)踐→完善項(xiàng)目”。學(xué)生在參與實(shí)踐過程中，體驗(yàn)參與的快樂，獲得解決問題的成就感。

問題1：當(dāng)防疫成為一種常態(tài)時(shí)，身邊的這個(gè)廢棄口罩專用箱合理嗎？

問題2：不合理體現(xiàn)在哪？（預(yù)埋PBL中的項(xiàng)目需求問題）

問題3：該如何改進(jìn)？（啟智引導(dǎo)：作用？功能？）

問題4：模型該如何設(shè)計(jì)？（工程設(shè)計(jì)、融合多學(xué)科）

問題3：用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo)？（3D one &3D AI多種技術(shù)融合）

特色2.基于項(xiàng)目的開發(fā)，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維

通過項(xiàng)目的分析、建模、AI設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)“美觀實(shí)用、智能防疫”的項(xiàng)目目標(biāo)，期間經(jīng)歷了“小組合作、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主探究”一系列探究學(xué)習(xí)以及解決問題的過程。在整個(gè)STEM學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)整合了數(shù)學(xué)（規(guī)劃尺寸）與美術(shù)、藝術(shù)（畫草圖）、工程學(xué)科、信息技術(shù)（三維模型設(shè)計(jì)），編程（3D AI），通過一系統(tǒng)的探究活動(dòng)，拓展了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

特色3.基于AI+STEM融合,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)

實(shí)踐過程中學(xué)生從不同層面、不同角度分析問題，自主探究解決問題的策略，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高了問題解決能力和實(shí)踐能力，提高了創(chuàng)新思維能力，提升了綜合素養(yǎng)。

教學(xué)目標(biāo)：

1. 核心素養(yǎng)目標(biāo)：《小學(xué)信息技術(shù)課標(biāo)》要求信息技術(shù)課程以信息素養(yǎng)的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生適應(yīng)信息化生活、走向?qū)W習(xí)化和學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),注重學(xué)生信息知識(shí)與能力的主動(dòng)建構(gòu)，將信息有效內(nèi)化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力，體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為本”的素質(zhì)教育理念。

2. 本課PBL目標(biāo)：當(dāng)防疫變?yōu)橐环N常態(tài)時(shí)，我們?nèi)呷刂聘鞣N傳染源，隔離病毒。目前生活中的專用箱存在防疫弊端，我們來設(shè)計(jì)一款改進(jìn)型用語音控制的廢棄口罩的專用箱，不用手接觸，直接語音控制“開門”和“關(guān)門”，避免雙手直接觸碰感染，有效隔離病毒傳染。

教學(xué)過程：

一.PBL項(xiàng)目導(dǎo)入，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

當(dāng)防疫成為一種常態(tài)時(shí)，我們身邊的這些廢棄口罩專用箱合理嗎？防控防疫，人人有責(zé)，比一比，賽一賽，爭當(dāng)抗疫小能手！

問題1.不合理在哪里？（觀察--思考--交流）

問題2：該如何改進(jìn)使它成為合理？（啟智--發(fā)散思維）

引導(dǎo)：該項(xiàng)目的作用是什么？如何能做到不用手觸碰箱體？為什么要設(shè)計(jì)成箱體？（明智-可見思維：內(nèi)部必須是空的才能放置物體，箱體還可以防止散發(fā)污染氣體）

問題3：模型該如何設(shè)計(jì)？

（發(fā)散思維&過程思維：畫草圖--定尺寸--建模設(shè)計(jì)可行性分析--定材質(zhì)）

問題4：用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)你的實(shí)體建模？（明智-多維思維）

發(fā)現(xiàn)問題--小組討論--任務(wù)驅(qū)動(dòng)--尋找解決方案--解決問題--達(dá)成目標(biāo)）

二、3D One AI建模設(shè)計(jì)箱體

通過整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，定制實(shí)體尺寸，用3D One AI軟件建模設(shè)計(jì)專用箱實(shí)體。箱體包括：能開關(guān)閉合的門，能盛放廢棄物的空間，有預(yù)留清理工作的頂蓋。模型如圖：

三、用3D One AI 編程實(shí)現(xiàn)人工智能語音控制

中望公司2020年5月最新研發(fā)了3D One AI，是在原有的3D One軟件基礎(chǔ)上整合了AI部分，加入了三維創(chuàng)新設(shè)計(jì)、人工智能、開源硬件、編程于一體的多技術(shù)融合，適合于STEM教育，輔助學(xué)校開展人工智能教育。

專用箱體建模完畢后，進(jìn)入3D AI進(jìn)行全局屬性、物理屬性、關(guān)節(jié)的設(shè)置，接著進(jìn)入AI程序設(shè)計(jì)編程環(huán)節(jié)。

1、程序設(shè)計(jì)之--模塊選擇

程序設(shè)計(jì)第一步是模塊的選擇，比如：如果“語音識(shí)別結(jié)果”為“開門”，那么程序執(zhí)行，①確定“門”的角速度方向，②設(shè)置門的旋轉(zhuǎn)速度。

問：開門的方向錯(cuò)了，怎么辦？

答：調(diào)整角速度參數(shù)值。

問：門旋轉(zhuǎn)的速度不理想，怎么辦？

答：修改旋轉(zhuǎn)速度的參數(shù)值。

2、程序設(shè)計(jì)之--控制器編程

選擇模塊的同時(shí)進(jìn)行控制器模塊編程設(shè)計(jì)。例如：如果“語音識(shí)別結(jié)果”為“開門”，那么程序執(zhí)行自動(dòng)開門的語句。利用循環(huán)語句執(zhí)行門在語音提示發(fā)出后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打開的動(dòng)作。設(shè)置適當(dāng)?shù)牡却龝r(shí)間，讓開門的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)視覺上的停留。

同理，如果“語音識(shí)別結(jié)果”為“關(guān)門”，那么程序執(zhí)行自動(dòng)關(guān)門的語句。

2、程序設(shè)計(jì)之--觸發(fā)機(jī)制

思考：麥克風(fēng)和話筒一直啟動(dòng)等待運(yùn)行中，浪費(fèi)電同時(shí)也損耗設(shè)備，怎么辦？

為了減少電耗與材耗，我們也可以在程序中加入觸發(fā)控制模塊，比如：“當(dāng)按下鍵盤a”開始執(zhí)行起動(dòng)所有的程序。

4、啟動(dòng)仿真：編程完畢，進(jìn)入仿真循環(huán)環(huán)境進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，啟動(dòng)“電腦麥克風(fēng)”和“語音識(shí)別”程序，單擊“啟動(dòng)仿真”，程序開始運(yùn)行。經(jīng)過修改參數(shù)優(yōu)化程序調(diào)試運(yùn)行，直到實(shí)現(xiàn)語音控制開與關(guān)的功能趨于理想狀態(tài)。3D AI程序進(jìn)入仿真循環(huán)界面實(shí)現(xiàn)智能“開門”或“關(guān)門”。效果如圖：

實(shí)踐反思：

STEM教學(xué)《語音控制廢棄口罩專用箱的設(shè)計(jì)》從生活實(shí)際出發(fā)，“以人為本”立德樹人，結(jié)合STEM教學(xué)理念，結(jié)構(gòu)分析、建模設(shè)計(jì)、編程調(diào)試、AI智能仿真等一系列探究實(shí)踐活動(dòng)，形成了學(xué)生循序漸進(jìn)的知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)，從項(xiàng)目的需求分析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次思考，整合科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、藝術(shù)、工程、信息等相關(guān)課程，利用多學(xué)科融合、多技術(shù)結(jié)合共同解決生活中的情境問題。用3D One AI進(jìn)行三維建模，用3D One AI進(jìn)行語音智能控制廢棄口罩專用箱的開關(guān)過程。學(xué)生自主探究，任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組合作，解決問題達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。STEM教學(xué)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生對信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高了探究學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高了分析問題、解決問題的能力，拓展了計(jì)算思維，提高了信息技術(shù)綜合應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的核心素養(yǎng)，提高了學(xué)生的道德情操。

總之，融合人工智能的STEM教育的最大特征是“創(chuàng)新”，創(chuàng)新是人的實(shí)踐行為，是用現(xiàn)有的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物。在創(chuàng)意智造的過程中，我們要不斷地改變觀念，不斷地學(xué)習(xí)與反思，不斷地實(shí)踐與創(chuàng)新，遵守客觀規(guī)律和倫理道德，“以人為本”“以德為先”，創(chuàng)造發(fā)明對社會(huì)有用的產(chǎn)品，構(gòu)建“立德樹人”的創(chuàng)新教育理念，培養(yǎng)對國家有用的復(fù)合型創(chuàng)新人才。